CN110873637A - 一种光模块测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光模块测试设备及方法，该设备包括：料盘组件；装卸料机构，包括上料机械爪、下料机械爪、驱动上料机械爪升降的上料气缸、以及驱动下料机械爪升降的下料气缸；第一纵向驱动机构，装卸料机构设置于第一纵向驱动机构上；测试治具和光纤端面清洁装置，测试治具包括测试电路板、夹紧光模块的夹紧气缸、推动测试电路板与光模块插接的第一插拔气缸、以及与光模块插接的测试光纤；横向驱动机构，连接第一纵向驱动机构；光纤插拔机构；第二纵向驱动机构，用于驱动测试光纤移动到光纤端面清洁装置处进行端面清洁。本发明实现了对光纤端面自动清洁，提高清洁效率，此外装卸料机构一个来回就可以完成装卸料，提高装卸料效率。

Description

一种光模块测试设备及方法

技术领域

本发明涉及光模块测试技术领域，特别涉及一种光模块测试设备及方法。

背景技术

光模块(optical module)是进行光电和电光转换的光电子器件，由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。光模块的发送端把电信号转换为光信号，接收端把光信号转换为电信号。光模块按照封装形式分类，常见的有SFP，SFP+，SFF，千兆以太网路界面转换器(GBIC)等。

在光模块的生产制备过程当中，通常需要对光模块进行参数测试，目前主要依赖于自动测试设备来对光模块进行参数测试。然而，现有技术当中，目前光模块的自动测试设备，对测试用光纤的端面的检测和清洁采用人工定期目测并手动清洁，效率低且易误判，且影响设备自动化程度，同时目前光模块的自动测试设备还存在装卸料效率低的技术问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种光模块测试设备及方法，以解决现有技术当中的光模块测试设备效率低的技术问题。

根据本发明实施例当中的一种光模块测试设备，所述设备包括：

用于装载光模块的料盘组件；

装卸料机构，包括上料机械爪、下料机械爪、驱动所述上料机械爪沿Z轴方向升降移动的上料气缸、以及驱动所述下料机械爪沿Z轴方向升降移动的下料气缸，所述上料机械爪和所述下料机械爪沿Y轴方向并排布置；

第一纵向驱动机构，所述装卸料机构设置于所述第一纵向驱动机构上，所述第一纵向驱动机构用于驱动所述装卸料机构沿Y轴方向移动；

沿Y轴方向分散排开布置的测试治具和光纤端面清洁装置，所述测试治具包括测试电路板、用于对光模块进行夹紧定位的夹紧气缸、用于推动所述测试电路板与光模块插接的第一插拔气缸、以及与光模块插接的测试光纤；

横向驱动机构，连接所述第一纵向驱动机构，以驱动所述装卸料机构沿X轴方向往返移动于所述测试治具和所述料盘组件之间；

光纤插拔机构，用于插拔所述测试光纤；以及

第二纵向驱动机构，连接所述光纤插拔机构，以驱动所述光纤插拔机构沿Y轴方向移动。

进一步地，所述料盘组件包括沿Y轴方向分散排开布置的待测料盘、预热料盘、以及收料盘。

进一步地，所述预热料盘连接高温加热装置。

进一步地，所述光纤端面清洁装置包括无尘带卷盘、驱动轴、支撑垫、与所述驱动轴连接的旋转电机、以及至少一张紧轮，所述无尘带卷盘上的无尘带绕过所述支撑垫和所述张紧轮，最终缠绕在所述驱动轴上。

进一步地，所述光纤端面清洁装置还包括一壳体，所述无尘带卷盘、所述驱动轴及所述张紧轮均转动安装在所述壳体内部，所述壳体朝向所述光纤插拔机构的一侧设有通孔，所述支撑垫设置于所述通孔当中。

进一步地，所述光纤插拔机构包括用于夹取所述测试光纤的光纤夹爪、以及驱动所述光纤夹爪朝向或远离所述测试治具移动的横移驱动器。

进一步地，所述设备包括沿Y轴方向分散排开布置的多个所述测试治具。

进一步地，所述设备包括多个所述光纤端面清洁装置，两个所述测试治具共用一个所述光纤端面清洁装置。

进一步地，所述设备还包括光纤端面检测仪，每个所述光纤端面清洁装置配备一个所述光纤端面检测仪。

本发明实施例还提出一种光模块测试方法，应用于上述的光模块测试设备当中，所述方法包括：

当检测到当前光模块测试异常时，获取与所述当前光模块连接的测试光纤的使用次数；

判断所述使用次数是否超过次数阈值；

当判断结果为是，则控制光纤插拔机构将所述测试光纤从所述当前光模块上拔出，并控制第二纵向驱动机构驱动所述测试光纤移动到光纤端面清洁装置处进行端面清洁，所述测试光纤的端面被清洁合格后其使用次数将被清零。

进一步地，所述方法还包括：

判断是否选择高温测试模式；

当判断结果为是，则控制装卸料机构从待测料盘中抓取待测光模块并投放到预热料盘中进行预热，并控制所述装卸料机构将预热后的待测光模块装载至测试治具上；

当判断结果为否，则控制所述装卸料机构从所述待测料盘中抓取待测光模块并直接装载至测试治具上。

与现有技术相比，通过设置光纤端面清洁装置、以及驱动测试光纤移动到光纤端面清洁装置处进行端面清洁的第二纵向驱动机构，以实现对测试光纤的端面进行自动清洁，提高清洁效率和设备自动化程度。此外还通过将上、下料机械爪集成在一起形成装卸料机构，并设置使上、下料机械爪能够分别移动到测试工位上方的第一纵向驱动机构，使得装卸料机构一个来回就可以完成装卸料，相比传统单一机械爪需要两个来回来完成装卸料的方案，提高装卸料效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的光模块测试设备的装配立体图；

图2为本发明第一实施例中的料盘组件的立体图；

图3为本发明第一实施例中的装卸料机构的装配立体图；

图4为本发明第一实施例中的装卸料机构的立体图；

图5为本发明第一实施例中的测试治具与各相关部件的配置图；

图6为本发明第一实施例中的光纤端面清洁装置的装配立体图；

图7为本发明第一实施例中的光纤端面清洁装置另一角度的装配立体图；

图8为本发明第一实施例中的光纤端面清洁装置的平面结构图；

图9为本发明第一实施例中的光纤插拔机构的装配立体图；

图10为本发明第一实施例中的测试治具的立体图；

图11为本发明第一实施例中的光模块的插接图；

图12为本发明第二实施例中的料盘组件的立体图。

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的光模块测试设备，包括机台10、以及设置于机台10上的料盘组件20、装卸料机构30、第一纵向驱动机构40、测试治具50、光纤端面清洁装置60、光纤端面检测仪70、横向驱动机构80、光纤插拔机构90、和第二纵向驱动机构100。

其中，请参阅图2，料盘组件20包括沿Y轴方向分散排开布置的待测料盘21、以及收料盘22，待测料盘21和收料盘22上均设有若干用于装载光模块的放置格，待测料盘21用于装载待测光模块，收料盘22用于装载已测试光模块。在具体实施时，收料盘22可分为合格区和不合格区，合格区用于装载测试合格的光模块，不合格区则用于装载测试不合格的光模块。或者在其它实施例当中，收料盘22也可以包括合格收料盘和不合格收料盘。

其中，请参阅图3和图4，装卸料机构30包括第一支架31、上料机械爪32、下料机械爪33、上料气缸34和下料气缸35，上料机械爪32和下料机械爪33沿Y轴方向并排布置、且均沿Z轴方向滑动安装于第一支架31上，上料气缸34与上料机械爪32连接，以驱动上料机械爪32沿Z轴方向升降移动，以使上料机械爪32能够从料盘中抓取待测光模块并装载至测试治具50上，下料气缸35与下料机械爪33连接，以驱动下料机械爪33沿Z轴方向升降移动，以使下料机械爪33能够从测试治具50上抓取已测光模块并投放到料盘中。装卸料机构30设置于第一纵向驱动机构40上，第一纵向驱动机构40用于驱动装卸料机构30沿Y轴方向移动，从而使后续上料机械爪32和下料机械爪33能够分别移动到测试工位的上方，以分别执行装、卸料动作。在本实施例当中，第一纵向驱动机构40为一线性模组，在其它实施例当中，第一纵向驱动机构40还可以为气缸和导轨的装配体、或者为电机和传动机构（如齿轮副、皮带）的装配体。

其中，请参阅图10至图11，测试治具50包括底座51、滑块52、测试电路板53、夹紧气缸54、第一插拔气缸55、测试光纤56、光纤压紧块57、以及光纤压紧气缸58，底座51的底部固设于机台10上，滑块52滑动设置于底座51顶部，测试电路板53固设于滑块52顶部，用于与光模块连接以对光模块进行测试，夹紧气缸54固设于底座51远离料盘组件20的一侧，用于对光模块进行夹紧定位，第一插拔气缸55固设于底座51上并与滑块52连接，以推动滑块52朝向或远离夹紧气缸54移动，进而推动测试电路板53与光模块插接和拔离，测试光纤56位于夹紧气缸54远离测试电路板53的一侧，测试光纤56与光模块插接，光纤压紧块57设置于夹紧气缸54上方，光纤压紧气缸58与光纤压紧块57连接，用于驱动光纤压紧块57压紧测试光纤56。在具体实施时，光模块与测试光纤56及测试电路板53的插接结构可延用现有光模块测试设备所采用的插接结构。

在本实施例当中，测试治具50的数量为多个，具体为4个但实际数量不限，多个测试治具50沿Y轴方向分散排开布置，如图1所示。多个测试治具50共用一个装卸料机构30，装卸料机构30在第一纵向驱动机构40的驱动下，调整位置以对各个测试治具50进行装卸料。在其它实施例当中，为了提高装配和测试效率，也可以配置多个装卸料机构30，例如每一测试治具50配置一个装卸料机构30，这样就可以对多个光模块进行同步测试。

其中，如图1和图5所示，光纤端面清洁装置60、光纤端面检测仪70和测试治具50沿Y轴方向分散排开布置，光纤端面检测仪70用于对测试光纤56的端面进行检测，以检测测试光纤56端面的沾污情况，光纤端面清洁装置60用于对测试光纤56的端面进行清洁。具体地，请参阅图5-图8，光纤端面清洁装置60具体包括壳体61、无尘带卷盘62、驱动轴63、支撑垫64、旋转电机65、以及张紧轮66，壳体61和旋转电机65固定设置于机台10上，无尘带卷盘62、驱动轴63和张紧轮66设置于壳体61内、且分别与壳体61的内壁转动连接，壳体61朝向光纤插拔机构90的一侧设有通孔611，支撑垫64设置于通孔611当中，以便测试光纤56的端面贴靠到支撑垫64上。旋转电机65的电机轴穿入壳体61内与驱动轴63固定连接，无尘带卷盘62上的无尘带62a绕过支撑垫64和张紧轮66，最终缠绕在驱动轴63上，当旋转电机65带动驱动轴63转动时，无尘带62a不断缠卷在驱动轴63上，并拉动无尘带卷盘62不断释放无尘带62a，使新无尘带不断绕经支撑垫64(如图8所示)，这样当测试光纤56的端面贴靠在支撑垫64上时，就可以利用绕经支撑垫64的新无尘带不断对测试光纤56的端面进行擦拭清洁。在其它实施例当中，为了起到更好的张紧效果，还可以设置多个张紧轮66。

请参阅图1和图3，横向驱动机构80连接第一纵向驱动机构40，用于驱动第一纵向驱动机构40沿X轴方向往返移动于测试治具50和料盘组件20之间，因装卸料机构30设置于第一纵向驱动机构40上，从而一同驱动装卸料机构30沿X轴方向往返移动于测试治具50和料盘组件20之间，从而实现装卸料。具体地，横向驱动机构80包括沿X轴方向布置的横移驱动模组81和导轨82，横移驱动模组81和导轨82分别通过第二支架12架设于机台10的上方，第一纵向驱动机构40的一端与横移驱动模组81搭接、另一端与导轨82搭接，横移驱动模组81用于驱动第一纵向驱动机构40移动，导轨82起导向作用。在本实施例当中，横移驱动模组81为一线性模组，在其它实施例当中，横移驱动模组81还可以为气缸和导轨的装配体、或者为电机和传动机构（如齿轮副、皮带）的装配体。

其中，请参阅图9，光纤插拔机构90位于测试治具50远离料盘组件20的一侧，光纤插拔机构90包括用于夹取测试光纤56的光纤夹爪91、以及驱动光纤夹爪91朝向或远离测试治具50移动的横移驱动器92，从而实现对测试光纤56进行插拔。横移驱动器92设置于第二纵向驱动机构100上，以在第二纵向驱动机构100的驱动下沿Y轴方向移动，从而驱动光纤夹爪91夹取的测试光纤56移动到光纤端面清洁装置60处进行端面清洁、和/或移动到光纤端面检测仪70进行端面检测。在本实施例当中，第二纵向驱动机构100也为一线性模组，在其它实施例当中，第二纵向驱动机构100还可以为气缸和导轨的装配体、或者为电机和传动机构（如齿轮副、皮带）的装配体。另外，在具体实施时，横移驱动器92可以为气缸、伺服电机、液压缸当中的任意一种。

请参阅图1和图5，在本实施例当中，光纤端面清洁装置60和光纤端面检测仪70的数量均为多个，两个测试治具50共用一个光纤端面清洁装置60，而每个光纤端面清洁装置60配备一个光纤端面检测仪70，以使能够在清洁前和/或清洁后对测试光纤56的端面进行测试。具体地，因在本实施例当中，测试治具50的数量为4个，故光纤端面清洁装置60和光纤端面检测仪70的数量均为2个，且光纤端面清洁装置60和光纤端面检测仪70设置在对应的两个测试治具50之间，以缩短清洁、检测所需要的纵移距离，提高清洁、检测的效率。相对应地，请参阅图1和图5，在本实施例当中，光纤插拔机构90的数量也为多个，两个测试治具50共用一个光纤插拔机构90，而每个光纤插拔机构90配置一个第二纵向驱动机构100。可以理解的，本发明不限于此，在其它实施例当中，还可以配置更多个光纤端面清洁装置60、光纤端面检测仪70、测试治具50和光纤插拔机构90，例如在不考虑成本、和占用空间的情况下，还可以每个测试治具50配备一个光纤端面清洁装置60、光纤端面检测仪70、和光纤插拔机构90。

本实施例还提出一种光模块测试方法，所述方法应用于本发明第一实施例当中的光模块测试设备当中，所述方法具体包括如下步骤：

步骤S01,当检测到当前光模块测试异常时，获取与所述当前光模块连接的测试光纤的使用次数。

其中，可以通过统计测试光纤的插拔次数、来得到测试光纤的使用次数，插拔一次则代表使用一次。而因测试光纤插拔一次，横移驱动器需要伸缩一次、同时夹紧气缸也需要夹紧/释放一次，因此在具体实施时可以通过监测横移驱动器和/或夹紧气缸的参数来记录并统计测试光纤的插拔次数。或者在一些可选实施例当中，也可以在夹紧气缸上布置感应器（如接触传感器、红外传感器等）来感应测试光纤的位置，从而感应测试光纤的插拔状态，进而统计测试光纤的插拔次数。

步骤S02,判断所述使用次数是否超过次数阈值。

其中，当判断到所述使用次数超过次数阈值时，则代表当前光模块测试异常可能是因测试光纤的端面存在脏污所导致的，则执行步骤S03；当判断到所述使用次数还未超过次数阈值时（如测试光纤的端面刚刚擦拭过），则代表当前光模块测试异常可能是因其自身缺陷所导致的，此时可控制装卸料机构将其卸料至收料盘22的不合格区。

步骤S03,控制光纤插拔机构将所述测试光纤从所述当前光模块上拔出，并控制第二纵向驱动机构驱动所述测试光纤移动到光纤端面清洁装置处进行端面清洁，并在端面清洁后，控制所述第二纵向驱动机构将清洁后的测试光纤移动到光纤端面检测仪处进行端面合格检测。

在其它实施例当中，也可以先将测试光纤移去进行端面检测，若检测不合格再移去进行端面清洁，若端面检测合格则可不移去进行端面清洁，直接推断出当前光模块自身存在缺陷。另外，在其它实施例当中，也可以只要出现光模块测试异常就去进行端面检测和/或清洁，不再以使用次数作为执行端面检测和/或清洁的必要条件。

步骤S04,判断所述清洁后的测试光纤的端面是否清洁合格。

其中，当判断到测试光纤的端面被清洁合格时，则执行步骤S05，否则执行步骤S06。其中，测试光纤的端面被清洁合格后其使用次数将被清零。

步骤S05,控制所述第二纵向驱动机构和所述光纤插拔机构将所述清洁后的测试光纤重新插接到所述当前光模块上，以再次对所述当前光模块进行测试。

步骤S06,再次对测试光纤进行端面清洁，直到端面清洁合格或不合格次数达到预设次数。

具体地，当不合格次数达到预设次数（例如三次清洁都不合格），系统可暂停运行并发出报警，以提示可能光纤异常。

综上，本发明上述实施例当中的光模块测试设备及方法，通过设置光纤端面清洁装置60、光纤端面检测仪70、以及将测试光纤56移去进行端面清洁和端面检测的第二纵向驱动机构，以实现对测试光纤的端面进行自动清洁和检测，提高清洁效率和设备自动化程度，避免误判。此外还通过将上、下料机械爪集成在一起形成装卸料机构30，并设置使上、下料机械爪能够分别移动到测试工位上方的第一纵向驱动机构40，使得装卸料机构一个来回就可以完成装卸料，相比传统单一机械爪需要两个来回来完成装卸料的方案，提高装卸料效率。

请参阅图12，所示为本发明第二实施例中的光模块测试设备，本实施例当中的光模块测试设备与第一实施例当中的光模块测试设备的不同之处在于：

料盘组件20还包括预热料盘23，待测料盘21、预热料盘23、以及收料盘22沿Y轴方向分散排开布置。预热料盘23连接高温加热装置（图未示出），例如预热料盘23可直接设置在高温加热装置上，高温加热装置对预热料盘23进行加热，高温加热装置可以采用加热棒、半导体、电阻丝来对预热料盘23进行加热。装卸料机构30在第一纵向驱动机构40的驱动下，可分别移动到待测料盘21、预热料盘23、以及收料盘22的上方，且装卸料机构30在横向驱动机构80的驱动下可移动到任一测试治具50的上方。另外，在具体实施时，也可以在预热料盘23上划分出不合格区，以用于装载测试不合格的光模块。

基于本实施例当中的设备结构，所述光模块测试方法还可以包括如下步骤：

判断是否选择高温测试模式；

当判断结果为是，则控制装卸料机构从待测料盘中抓取待测光模块并投放到预热料盘中进行预热，并控制装卸料机构将预热后的待测光模块装载至测试治具上；

当判断结果为否，则控制装卸料机构从待测料盘中抓取待测光模块并直接装载至测试治具上。

本实施例相比于第一实施例，通过设置预热料盘23和高温加热装置，并配置一套高温、常温均适配的上料方法，使设备能够兼容高温和常温两种测试模式，解决传统设备不兼容常温和高温两种测试条件的问题。

需要指出的是，本发明第二实施例所提供的装置，其实现原理及产生的一些技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光模块测试设备，其特征在于，所述设备包括：

用于装载光模块的料盘组件；

装卸料机构，包括上料机械爪、下料机械爪、驱动所述上料机械爪沿Z轴方向升降移动的上料气缸、以及驱动所述下料机械爪沿Z轴方向升降移动的下料气缸，所述上料机械爪和所述下料机械爪沿Y轴方向并排布置；

第一纵向驱动机构，所述装卸料机构设置于所述第一纵向驱动机构上，所述第一纵向驱动机构用于驱动所述装卸料机构沿Y轴方向移动；

沿Y轴方向分散排开布置的测试治具和光纤端面清洁装置，所述测试治具包括测试电路板、用于对光模块进行夹紧定位的夹紧气缸、用于推动所述测试电路板与光模块插接的第一插拔气缸、以及与光模块插接的测试光纤；

横向驱动机构，连接所述第一纵向驱动机构，以驱动所述装卸料机构沿X轴方向往返移动于所述测试治具和所述料盘组件之间；

光纤插拔机构，用于插拔所述测试光纤；以及

第二纵向驱动机构，连接所述光纤插拔机构，用于驱动所述测试光纤移动到所述光纤端面清洁装置处进行端面清洁。

2.根据权利要求1所述的光模块测试设备，其特征在于，所述料盘组件包括沿Y轴方向分散排开布置的待测料盘、预热料盘、以及收料盘。

3.根据权利要求2所述的光模块测试设备，其特征在于，所述预热料盘连接高温加热装置。

4.根据权利要求1所述的光模块测试设备，其特征在于，所述光纤端面清洁装置包括无尘带卷盘、驱动轴、支撑垫、与所述驱动轴连接的旋转电机、以及至少一张紧轮，所述无尘带卷盘上的无尘带绕过所述支撑垫和所述张紧轮，最终缠绕在所述驱动轴上。

5.根据权利要求1或4所述的光模块测试设备，其特征在于，所述光纤插拔机构包括用于夹取所述测试光纤的光纤夹爪、以及驱动所述光纤夹爪朝向或远离所述测试治具移动的横移驱动器。

6.根据权利要求1所述的光模块测试设备，其特征在于，所述设备包括沿Y轴方向分散排开布置的多个所述测试治具。

7.根据权利要求6所述的光模块测试设备，其特征在于，所述设备包括多个所述光纤端面清洁装置，两个所述测试治具共用一个所述光纤端面清洁装置。

8.根据权利要求1或7所述的光模块测试设备，其特征在于，所述设备还包括光纤端面检测仪，每个所述光纤端面清洁装置配备一个所述光纤端面检测仪。

9.一种光模块测试方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的光模块测试设备当中，所述方法包括：

当检测到当前光模块测试异常时，获取与所述当前光模块连接的测试光纤的使用次数；

判断所述使用次数是否超过次数阈值；

当判断结果为是，则控制光纤插拔机构将所述测试光纤从所述当前光模块上拔出，并控制第二纵向驱动机构驱动所述测试光纤移动到光纤端面清洁装置处进行端面清洁，所述测试光纤的端面被清洁合格后其使用次数将被清零。

10.根据权利要求9所述的光模块测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断是否选择高温测试模式；

当判断结果为是，则控制装卸料机构从待测料盘中抓取待测光模块并投放到预热料盘中进行预热，并控制所述装卸料机构将预热后的待测光模块装载至测试治具上；

当判断结果为否，则控制所述装卸料机构从所述待测料盘中抓取待测光模块并直接装载至测试治具上。

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