CN104965265B - 一种可视化光纤装配装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可视化光纤装配装置，包括可视化成像系统、光纤夹持系统以及组装件夹持系统；通过光纤夹持系统以及组装件夹持系统实现光纤与装配件的良好夹持以及装配位置调整，通过可视化成像系统监测并保证组装过程中光纤与装配件的装配精度，有效避免了人工装配过程中光纤端面与装配件接触的问题，可以达到降低生产不良率的目的。通过多光纤以及多装配件的同时夹持并引入电动平台取代XYZ三维调节架配合外部显示监控将可实现光纤组件的自动化装配并显著提升生产效率。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，特别涉及一种可视化光纤装配装置。
背景技术
光信号传输具有速率快，受干扰小等优点而被广泛应用于电子设备间的信号传输。而用于光信号传输的光纤组件为整个信号传输系统的重要组成部分。
光纤组件根据不同的应用，由光纤与各种带有内孔的管状组装件构成。
光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光纤是一种非常纯的玻璃纤维。纤芯材料主要成分为掺杂的SiO2，含量达99.999%，其余成分为极少量的掺杂剂如GeO2等，以提高纤芯的折射率。纤芯直径约为 5 um-110 um。包层材料一般也为SiO2，外径为125 um，作用是把光强限制在纤芯中。为了增强光纤的柔韧性、机械强度和耐老化特性，还在包层外增加一层涂覆层，其主要成分是环氧树酯和硅橡胶等高分子材料。光能量主要集中在纤芯传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。
光纤的组装件根据应用的不同分为很多种类,有金属材质的镀金镍管,也有陶瓷材质的陶瓷插芯等 ,一般其内部带有通孔以供光纤穿入 ,之后以焊料或是树脂胶完成光纤与组装件间的固定。
目前光纤组装传统做法以人工方式为主，以手分别拿持组装管状件与光纤，通过目视完成光纤穿过管状件的装配。另一种改进的传统做法使用装载盘夹具来装载光纤，人工使用镊子将管状装配件垂直放置于光纤上方并套入。
由于光纤组装件的装配孔直径非常小,传统依靠人工装配的方式很容易因为组装人员在操作过程中没对准而造成光纤端面受损。目前许多光纤在端面有加工透镜并镀膜，其加工制造成本非常高 ,如此一来便会造成不良率提升与加工成本的劣势。
发明内容
因此，本发明提供一种能克服上述技术问题的可视化光纤装配装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种可视化光纤装配装置，包括光纤夹持系统100、组装件夹持系统200以及可视化成像系统300；光纤夹持系统100与组装件夹持系统200处于对向位置，光纤夹持系统100水平移动至组装件夹持系统200下方实现两者的配合装配，可视化成像系统300处于组装件夹持系统200的垂直位置上以实现组装件底部呈像。
所述光纤夹持系统100包括用于需要装配的光纤本体110，夹持固定光纤的光纤卡块120，用于光纤放置定位的光纤放置槽板130以及用于光纤夹持系统整体移动的XYZ三维调节架一140；
光纤卡块120穿过光纤放置槽板130并与之形成活动夹结构，光纤放置槽板130内设置有光纤放置槽131，光纤本体110装载于光纤放置槽131中，由光纤卡块120压合固定于光纤放置槽板130之上，光纤放置槽板130固定于XYZ三维调节架一140上以便于装配移动。
所述组装件夹持系统200包括用于需要装配的组装件本体210，夹持固定组装件的组装件放置卡块220，用于调节组装件放置卡块位置的卡块调节旋钮230以及用于组装件夹持系统整体支撑的系统支架240；
组装件放置卡块220由两片L形夹片组成，其夹持边的侧边缘加工有组装件放置槽221，组装件本体210由组装件放置卡块220固定于组装件放置槽221内，卡块调节旋钮230安装于组装件放置卡块220长边侧以通过其旋转来实现组装件放置卡块的张合；以上组装件夹持机构装载于支架240上。
所述可视化成像系统300包括用于形成组装观测光路的镜面反射成像装置310，用于放大观测的显微镜装置320，配套显微镜提供数码成像的CCD成像接收装置330以及用于可视化成像系统整体移动的XYZ三维调节架二340；
镜面反射成像装置310与显微镜装置320处于同一轴线上，CCD成像接收装置330装载于显微镜装置后部，通过CCD成像接收装置330连接到外部显示器设备实现可视化监控，显微镜装置320、CCD成像接收装置330装载于支架340上。
与现有技术相比，本发明提供的光纤组装装置通过光纤夹持系统以及组装件夹持系统实现光纤与装配件的良好夹持以及装配位置调整，通过可视化成像系统监测并保证组装过程中光纤与装配件的装配精度，有效避免了人工装配过程中光纤端面与装配件接触的问题，可以达到降低生产不良率的目的。通过多光纤以及多装配件的同时夹持并引入电动平台取代XYZ三维调节架配合外部显示监控将可实现光纤组件的自动化装配并显著提升生产效率。
附图说明
图1是本发明可视化光纤装配装置的一种实施例的立体示意图；
图2是本发明一种实施例的光纤夹持系统立体示意图；
图3是本发明一种实施例的光纤夹持系统局部放大示意图；
图4是本发明一种实施例的光纤夹持系统中的光纤放置槽板局部放大示意图；
图5是本发明一种实施例的组装件夹持系统立体示意图；
图6是本发明一种实施例的组装件夹持系统局部放大示意图；
图7是本发明一种实施例的组装件夹持系统中的组装件放置卡块局部放大示意图；
图8是本发明一种实施例的可视化成像系统立体示意图；
图9是本发明一种实施例的可视化成像系统中光路示意图；
图10是本发明一种实施例的光纤与组装件对准示意图；
其中，100、光纤夹持系统，110、光纤本体，120、光纤卡块，130、光纤放置槽板，140、XYZ三维调节架一，131、光纤放置槽，200、组装件夹持系统，210、组装件本体，220、组装件放置卡块，230、卡块调节旋钮，240、支架，221、组装件放置槽，300、可视化成像系统，310、镜面反射成像装置，320、显微镜装置，330、CCD成像接收装置，340、XYZ三维调节架二，350、外部显示器设备。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步说明。
一种可视化光纤装配装置，包括可视化成像系统、光纤夹持系统以及组装件夹持系统，其中可视化成像系统设有显微镜装置、CCD成像接收装置、镜面反射成像装置以及XYZ三维调节架。光纤夹持系统包含光纤放置槽板、光纤卡块以及XYZ三维调节架。组装件夹持系统包含组装件放置卡块、卡块调节旋钮以及系统支架。
在下列说明书中，为了简明而清楚的说明本发明的实施例，附图可能并非按比例绘制，并且一些特征可能仅以示意性的方式标出。
附图1为本发明提及的可视化光纤装配装置的一个具体实施例的示意图。如附图1所示，本发明提及的可视化光纤装配装置由光纤夹持系统、组装件夹持系统以及可视化成像系统三大部分组成，其中光纤夹持系统标记为100，组装件夹持系统标记为200，可视化成像系统标记为300。光纤夹持系统100与组装件夹持系统200处于对向位置，光纤夹持系统可以水平移动至组装件夹持系统下部实现两者的配合装配。可视化成像系统标记为300处于组装件夹持系统200的垂直位置上以实现组装件底部呈像。
如附图2所示，本发明提及的光纤夹持系统100包括用于需要装配的光纤本体110，夹持固定光纤的光纤卡块120，用于光纤放置定位的光纤放置槽板130以及用于光纤夹持系统整体移动的XYZ三维调节架一140。光纤卡块120穿过光纤放置槽板130并与之形成活动夹结构，光纤放置槽板130内的光纤放置槽131如图4所示，光纤本体110装载于光纤放置槽131中，由光纤卡块120压合固定于光纤放置槽板130之上，光纤放置槽板130固定于XYZ三维调节架一140上以便于装配移动。
如附图5所示，本发明提及的组装件夹持系统200包括用于需要装配的组装件本体210，夹持固定组装件的组装件放置卡块220，用于调节组装件放置卡块位置的卡块调节旋钮230以及用于组装件夹持系统整体支撑的系统支架240。组装件放置卡块220由两片L形夹片组成，其夹持边的侧边缘加工有组装件放置槽221如图7所示，组装件本体210由组装件放置卡块220固定于组装件放置槽221内。卡块调节旋钮230安装于组装件放置卡块220长边侧以通过其旋转来实现组装件放置卡块的张合。以上组装件夹持机构装载于支架240上。
如附图8所示，本发明提及的可视化成像系统300包括用于形成组装观测光路的镜面反射成像装置310，用于放大观测的显微镜装置320，配套显微镜提供数码成像的CCD成像接收装置330以及用于可视化成像系统整体移动的XYZ三维调节架二340。镜面反射成像装置310与显微镜装置320处于同一轴线上，CCD成像接收装置330装载于显微镜装置后部，通过CCD成像接收装置330连接到外部显示器设备实现可视化监控。
下面将结合以上实施例来具体阐述此可视化光纤装配装置的光纤装配过程。
首先通过光纤夹持系统100来完成需装配的光纤本体的夹持。打开光纤周转盒，取出待组装的光纤本体110，关闭光纤周转盒，注意过程中保持轻拿轻放避免光纤受损。手按光纤卡块120的推杆，打开光纤卡块120漏出光纤放置槽板130，将光纤110移至光纤放置槽131处。按装配需求调整光纤110与光纤放置槽板130的相对高度位置， 保持光纤110在光纤放置槽131内的位置，慢慢松开光纤卡块推杆使光纤卡块120收拢直至完成光纤110的稳定夹持。
然后通过组装件夹持系统200来完成需装配的组装件的夹持。打开组装件包装盒，取出待组装的组装件210，关闭包装盒，注意过程中排除表观不合格的组装件。逆时针方向旋转组装件放置卡块调节旋钮230，使组装件放置卡块220张开约10度角。以镊子小心夹取组装件210的管身，将组装件210移动至两片组装件放置卡块220间，使组装件210管身紧贴组装件放置卡块220内的组装件放置槽221底部。夹持过程中应注意控制镊子移动的力度，避免造成组装件210表面划伤。保持组装件210的位置，同时顺时针方向旋转组装件放置卡块调节旋钮230，使组装件放置卡块220合拢并将组装件210稳定夹持。
对于初次进行装配的组装件210需调整可视化成像系统300的位置以实现可视化装配。通过XYZ三维调节架二340调整镜面反射成像装置310以及显微镜装置320的相对位置，将组装件210的底部成像通过CCD成像接收装置330显示于外部显示器设备上并保证组装件成像处于显示器中心位置。可视化成像系统300的光路如图9所示，将组装件210的底部成像通过镜面反射成像装置310、显微镜装置320以及CCD成像接收装置330最终显示于外部显示器设备350上。
通过调整光纤夹持系统整体移动的XYZ三维调节架一140完成光纤装配前定位。首先将待装配光纤本体110移动至组装件210的下方，再通过调整光纤夹持系统高度使光纤本体110顶部端面升至与组装件210下表面同一高度，最后观察外部显示器设备350，调整光纤夹持系统水平位置，使光纤本体110顶部端面与组装件210下表面十字控制线中心重合，如图10所示。
待光纤装配前定位完成后，最后提升光纤夹持系统高度即可完成光纤与组装件的装配。
在另一实例中：
组装件夹持系统可配备XYZ三维调节架以实现该系统的移动。
光纤夹持系统与组装件夹持系统在装配过程中的相对移动，可以通过单独移
动光纤夹持系统或是组装件夹持系统来实现，亦可以通过两者的同时移动来实现。
光纤夹持系统、组装件夹持系统以及可视化成像系统不局限于以上实例所列
出具体形式，只要能实现同样功能亦应在此专利申请保护范围内。
光纤夹持系统、组装件夹持系统以及可视化成像系统的XYZ三维调节架可以
电动平台替代以提升装配效率。
外部显示设备（计算机）可以配套软件配合光纤夹持系统、组装件夹持系统
以及可视化成像系统的电动平台实现自动化光纤装配。
光纤夹持系统与组装件夹持系统不局限于单个光纤的装配，亦可用于多光纤
以及组装件的同时装配，只需设置等距的多个光纤放置槽131以及组装件放置槽221即可实现。
Claims (3)
1.一种可视化光纤装配装置，其特征在于：包括光纤夹持系统(100)、组装件夹持系统(200)以及可视化成像系统(300)；光纤夹持系统(100)与组装件夹持系统(200)处于对向位置，光纤夹持系统(100)水平移动至组装件夹持系统(200)下方实现两者的配合装配，可视化成像系统(300)处于组装件夹持系统(200)的垂直位置上以实现组装件底部呈像；
所述光纤夹持系统(100)包括用于需要装配的光纤本体(110)，夹持固定光纤的光纤卡块(120)，用于光纤放置定位的光纤放置槽板(130)以及用于光纤夹持系统整体移动的XYZ三维调节架一(140)；
光纤卡块(120)穿过光纤放置槽板(130)并与之形成活动夹结构，光纤放置槽板(130)内设置有光纤放置槽(131)，光纤本体(110)装载于光纤放置槽(131)中，由光纤卡块(120)压合固定于光纤放置槽板(130)之上，光纤放置槽板(130)固定于XYZ三维调节架一(140)上以便于装配移动；
所述组装件夹持系统(200)包括用于需要装配的组装件本体(210)，夹持固定组装件的组装件放置卡块(220)，用于调节组装件放置卡块位置的卡块调节旋钮(230)以及用于组装件夹持系统整体支撑的系统支架(240)；
组装件放置卡块(220)由两片L形夹片组成，其夹持边的侧边缘加工有组装件放置槽(221)，组装件本体(210)由组装件放置卡块(220)固定于组装件放置槽(221)内，卡块调节旋钮(230)安装于组装件放置卡块(220)长边侧以通过其旋转来实现组装件放置卡块的张合；以上组装件夹持机构装载于支架(240)上。
2.根据权利要求1所述的一种可视化光纤装配装置，其特征在于：所述可视化成像系统(300)包括用于形成组装观测光路的镜面反射成像装置(310)，用于放大观测的显微镜装置(320)，配套显微镜提供数码成像的CCD成像接收装置(330)以及用于可视化成像系统整体移动的XYZ三维调节架二(340)；
镜面反射成像装置(310)与显微镜装置(320)处于同一轴线上，CCD成像接收装置(330)装载于显微镜装置后部，通过CCD成像接收装置(330)连接到外部显示器设备(350)实现可视化监控，显微镜装置(320)、CCD成像接收装置(330)装载于支架(340)上。
3.根据权利要求2所述的一种可视化光纤装配装置，其特征在于：所述光纤夹持系统(100)与组装件夹持系统(200)不局限于单个光纤的装配，亦可用于多光纤以及组装件的同时装配，多光纤以及组装件的同时装配时，设置等距的多个光纤放置槽(131)以及相应数量的组装件放置槽(221)即可实现。
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