CN110948446A - 100g光模块中的光器件to压接机的取料装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，包括工作台，工作台上放置有用于盛放TOSA的物料盒；进料装置，用于将其下方物料盒中的TOSA取出；移动装置，用于带动物料盒中的TOSA逐个移动到进料装置的下方；多工位转动装置，用于接收进料装置中的TOSA，并将TOSA转动到需要压接的地方，还包括若干个夹具，夹具包括左夹具撑块和右夹具撑块，左夹具撑块和右夹具撑块之间转动连接有缓冲料框，缓冲料框上穿设有连杆，连杆的一端连接有用于吸取TOSA的吸头，另一端固定有后推板，后推板与缓冲料框之间固定有第一弹簧。本发明通过进料装置、移动装置和多工位转动装置之间的相互配合，实现TOSA的自动取料，提高了压接效率。

Description

100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置及其控制方法

技术领域

本发明属于光学器件的生产制造领域，更具体的说涉及100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置及其控制方法。

背景技术

在光通信器件生产领域中，光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏，其基本作用是光路的耦合和固定，而光路的耦合和固定都需要器件本体（Base）决定；光传输模块可将其分为单模光传输模块与多模光传输模块，在整体产品架构上则包括光学次模块（Optical Subassembly；OSA）及电子次模块（Electrical Subassembly；ESA）两大部分；而在光学次模块OSA中包括光发射次模块TOSA及光接收次模块ROSA；普通光器件OSA 封装构件包括：LD TO-Can、PDTO-Can、LD封焊管体、插针适配器等。

如图1为现有技术中光器件和TOSA的爆炸结构示意图，现有企业在生产加工的光器件LD-TO（激光二级管发射器）和TOSA连接工序一般采用压接方式，压接时光器件放置在夹具上，然后手动将TOSA放置在光器件的上方，通过压接结构将TOSA与光器件压接，但是TOSA需要一个个手动取出效率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置及其控制方法，方便了TOSA的取料，增加了压接效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，

包括工作台，工作台上放置有用于盛放TOSA的物料盒；

进料装置，包括夹具、带动夹具横向移动的横向推动装置、带动夹具竖向移动的竖向推动装置和带动夹具转动的第一转动装置；

移动装置，用于带动物料盒中的TOSA逐个移动到进料装置的下方；

多工位转动装置，包括与工作台转动连接的转动平台和固定在转动平台上的夹具。

进一步地，所述夹具包括左夹具撑块和右夹具撑块，所述左夹具撑块和右夹具撑块之间转动连接有缓冲料框，所述缓冲料框上穿设有连杆，所述连杆的一端连接有用于吸取TOSA的吸头，另一端固定有后推板，所述后推板与缓冲料框之间固定有第一弹簧。

进一步地，所述进料装置包括固定在工作台上的进料支架，一个所述夹具通过进料支架固定在工作台上，所述第一转动装置能够带动缓冲料框转动，所述横向推动装置能够带动后推板横向移动，所述竖向推动装置能够带动后推板竖向移动。

进一步地，所述多工位转动装置还包括带动转动平台转动的驱动电机，至少一个所述夹具固定在转动平台上，工作台上还设有带动转动平台上夹具的缓冲料框转动的第二转动装置。

进一步地，所述进料装置包括分别设置在多工位转动装置左右两侧的左进料装置和右进料装置，所述转动平台上设有绕转动平台轴线圆周分布的三个取料夹具，三个取料夹具包括第一取料夹具、第二取料夹具和第三取料夹具。

进一步地，所述移动装置包括放置在工作台上的固料盒、带动固料盒横向移动的横向驱动装置和带动固料盒纵向移动的纵向驱动装置，所述固定盒上设有放置槽，所述物料盒放置在放置槽内。

进一步地，所述转动平台的外壁上固定有与夹具一一对应的感应片，所述工作台上固定有用于感应感应片的感应器。

进一步地，所述物料盒上设有若干槽孔，所述槽孔矩形阵列设置在物料盒上，所述TOSA放置在槽孔内。

进一步地，所述转动平台的下方工设有转动支撑机构，所述转动支撑机构包括固定在工作台上的支撑台，所述支撑台上固定有轴承支撑杆，所述轴承支撑杆上转动连接有支撑轴承，所述支撑轴承的外壁与转动平台的下侧面相切。

100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：左进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出，移动装置带动其下方物料盒中的下一个TOSA待位，右进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出，移动装置带动物料盒中的下一个TOSA待位；

S2：左进料装置将TOSA输送到第一取料夹具，右进料装置将TOSA输送到第三取料夹具；

S3：驱动电机带动转动平台顺时针转动，第三取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第三取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时左进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第二取料夹具；

S4：驱动电机带动转动平台逆时针转动，第二取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第二取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时右进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第三取料夹具；

S5：驱动电机带动转动平台逆时针转动，第一取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第一取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时右进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第二取料夹具；

S6：驱动电机带动转动平台顺时针转动，第二取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第二取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时左进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第一取料夹具，然后进入S3。

综上所述，本发明的有益效果：

1、通过进料装置、移动装置和多工位转动装置之间的相互配合，实现TOSA的自动取料，提高了压接效率；

2、一个第一转动装置可以控制多工位转动装置的多个夹具的转向连接器的转动，结构简单紧凑；

3、多工位转动装置配合两个进料装置，提高了取料效率，在压接过程中进行取料，大大节省时间。

附图说明

图1为取料装置的结构示意图；

图2为进料装置的结构示意图；

图3为移动装置的爆炸示意图；

图4为移动装置的另一个角度的爆炸示意图；

图5为夹具的结构示意图；

图6为多工位转动装置的结构示意图；

图7为A线的位置示意图，物料盒中的TOSA沿着A线箭头方向依次被取出；

图8为第一转动装置的结构示意图；

图9为感应片和感应器的连接结构示意图。

附图标记：1、物料盒；2、TOSA；3、台板；4、压接气缸；5、压板；6、工作台；7、立柱；8、第一TOSA；9、第二TOSA；10、第三TOSA；11、第四TOSA；

100、夹具；101、后推板；102、第一弹簧；103、连杆；104、右夹具撑块；105、右转轴；106、转动限位槽；107、转向连接器；108、第一吸头；109、气管连接器；110、第二弹簧；111、前挡板；112、左夹具撑块；113、第二中空槽；114、前推板；115、第一中空槽；116、缓冲料框；117、固定气管；

200、进料装置；201、竖向推动气缸；202、进料旋转气缸；203、限位板；204、进料支架；205、横向推动气缸；206、左进料装置；207、右进料装置；

300、移动装置；301、横向直线电机；302、固定块；303、固定杆；304、横向推板；305、避让槽；306、纵向推板；307、第一磁条；308、纵向直线电机；309、放置槽；310、固料盒；311、滑台；312、滚珠；313、横向磁条；314、固定磁条；315、第三磁条；316、第四磁条；317、第二磁条；

400、多工位转动装置；401、转动平台；402、感应片；403、轴承支撑杆；404、支撑台；405、支撑轴承；406、驱动电机；407、压接旋转气缸；408、压接推动气缸；409、压接支架；410、压接旋转限位板；411、感应器；412、第一取料夹具；413、第二取料夹具；414、第三取料夹具。

具体实施方式

参照图1至图9对本发明100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置的实施例做进一步说明。

如图1所示，100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，

包括工作台6，工作台6上放置有用于盛放TOSA2的物料盒1；

进料装置200，包括夹具100、带动夹具100横向移动的横向推动装置、带动夹具100竖向移动的竖向推动装置和带动夹具100转动的第一转动装置415；

移动装置，用于带动物料盒1中的TOSA2逐个移动到进料装置200的下方；

多工位转动装置，包括与工作台6转动连接的转动平台401和固定在转动平台401上的夹具100。

如图5所示，夹具100包括左夹具撑块112和右夹具撑块104，左夹具撑块112和右夹具撑块104之间转动连接有缓冲料框116，缓冲料框116上设有开口朝前的第一中空槽115，缓冲料框116后侧壁上开设有两个通孔，两个通孔上均穿设有连杆103，两根连杆103的前端固定有前推板114，两根连杆103的后端固定有后推板101，后推板101设置在缓冲料框116的后方，前推板114设置在第一中空槽115内，后推板101与缓冲料框116之间固定有第一弹簧102，第一弹簧102套设在连杆103上，前推板114上设有开口朝前的第二中空槽113，第二中空槽113内插接有前挡板111，前挡板111与第二中空槽113的底面之间固定有第二弹簧110，前挡板111前侧面固定有用于吸取TOSA2的第一吸头108，前挡板111后侧面固定有与第一吸头108同轴线的气管连接器109，第一吸头108与气管连接器109连通，气管连接器109上固定有固定气管117，固定气管117依次穿过前推板114和缓冲料框116，固定气管117远离气管连接器109的一端通过管路连接有负压机，管路上设有控制器，控制器能够控制第一吸头108是否产生负压，当控制器控制第一吸头108产生负压时，第一吸头108能够将TOSA2吸住，此时TOSA2的接收管线在第一吸头108内，管帽位于第一吸头108的外侧。

如图5所示，缓冲料框116的右侧固定有右转轴105，右转轴105穿过右夹具撑块104与右夹具撑块104转动连接，缓冲料框116的左侧固定有左转轴，左转轴穿过左夹具撑块112与左夹具撑块112转动连接，右转轴105的右端穿过右夹具撑块104且固定有转向连接器107，转向连接器107上设有转动限位槽106，转动限位槽106优选为一字型。

如图2和图5所示，进料装置200包括固定在工作台6上的进料支架204，一个夹具100的左夹具撑块112和右夹具撑块104通过进料支架204固定在工作台6上，第一转动装置能够带动缓冲料框116转动，横向推动装置能够带动后推板101横向移动，竖向推动装置能够带动后推板101竖向移动；第一转动装置包括固定在工作台6上的进料旋转气缸202，进料旋转气缸202的转轴上固定有与进料装置200的夹具100中的转动限位槽106插接的限位板203，限位板203设置为一字型；横向推动装置包括固定在工作台6上的横向推动气缸205，当第一吸头108处于水平状态时，横向推动气缸205的推杆上固定的推板能够推动后推板101横向移动，从而将连杆103往多工位转动装置400处移动，但是推板不与后推板101固定；工作台6上通过立柱7固定有台板3，竖向推动装置包括固定在台板3上的竖向推动气缸201，当第一吸头108转动到竖直朝下时，竖向推动气缸201能够带动第一吸头108向下移动，从而将工作台6上的TOSA取上来。

如图3和图4所示，移动装置300包括放置在工作台6上的固料盒310、带动固料盒310横向移动的横向驱动装置和带动固料盒310纵向移动的纵向驱动装置，固定盒上设有放置槽309，物料盒1放置在放置槽309内。

如图3和图4所示，移动装置300还包括工作台6上固定有滑台311，滑台311上设有若干滑槽，滑槽内转动连接有滚珠312，滚珠312上方放置有固料盒310，滚珠312能够使固料盒310在滑台311上移动更加的顺畅，固料盒310上设有用于放置物料盒1的放置槽309，物料盒1的若干槽孔内放置有TOSA2，槽孔矩形整列设置在物料盒1上，TOSA2的管帽朝上，工作台6上设有带动固料盒310在滚珠312上横向移动的横向驱动结构，工作台6上还设有带动固料盒310在滚珠312上纵向移动的纵向驱动结构。

如图3和图4所示，纵向驱动结构包括固定在工作台6上的纵向直线电机308，纵向直线电机308的推杆上固定有纵向推板306，纵向直线电机308的推杆能够带动纵向推板306纵向移动；横向驱动结构包括固定在工作台6上的横向直线电机301，横向直线电机301的推杆上固定有横向推板304，横向直线电机301的推杆能够带动横向推板304横向移动，横向推板304包括横向固定块302和固定在横向固定块302上的两根相互平行的固定杆303，两根固定杆303之间形成可供纵向推板306插接的避让槽305，纵向推板306的高度小于避让槽305的高度，避让槽305能够防止横向推板304和纵向推板306移动时发生干涉。

如图3和图4所示，纵向推板306朝向固料盒310的侧面固定有第一磁条307，固料盒310朝向纵向推板306的侧面固定有与第一磁条307吸附的第二磁条317，第一磁条307和第二磁条317的形状均设置为长条形；横向推板304朝向固料盒310的侧面固定有第三磁条315，固料盒310朝向横向推板304的侧面固定有与第三磁条315吸附的第四磁条316，第三磁条315包括两根分别固定在两根固定杆303上的横向磁条313，第三磁条315还包括固定在固定块302上的固定磁条314，第四磁条316的形状设置为C字型或长条形；通过纵向直线电机308和横向直线电机301的推杆移动，可实现物料盒1中TOSA2的准确定位。

进料装置的运行原理：进料装置200的夹具100的第一吸头108将物料盒1中的第一TOSA8取出后输送到多工位转动装置400，然后纵向直线电机308的纵向推板306带动固料盒310纵向移动，推动过程中固料盒310相对横向推板304滑动，使第二TOSA9移动到夹具100的第一吸头108的下方，进料装置200的夹具的第一吸头108将物料盒1中的第二TOSA9取出后输送到多工位转动装置400，如此循环直到位于第一TOSA8和第二TOSA9这一列的最后的一个第三TOSA10传送完成，接着横向直线电机301的横向推板304带动固料盒310横向移动，使第四TOSA11移动到夹具100的第一吸头108的下方，接着进行第四TOSA11的传送，然后纵向直线电机308带动固料盒310沿与纵向相反的方向移动，从而可以逐个将位于第四TOSA11这一列中的TOSA2传送；按照上述方法，将如图7中A线方向的顺序将TOSA2逐个传送，从而将物料盒1内的TOSA2传送完成。

如图1和图6所示，多工位转动装置400包括带动转动平台401转动的驱动电机406，至少一个夹具100固定在转动平台401上，工作台6上还设有带动转动平台401上夹具100的缓冲料框116转动的第二转动装置。

如图6所示，第二转动装置415包括压接旋转气缸407和压接推动气缸408，压接推动气缸408固定在台板3的下侧面，压接推动气缸408的推杆上通过压接支架409与压接旋转气缸407的壳体固定连接，压接旋转气缸407的转轴上固定有压接旋转限位板410，通过压接推动气缸408的推杆带动压接旋转限位板410与多工位转动装置400上的夹具100的转动限位槽106插接，压接旋转气缸407可以带动夹具100的第一吸头108转动到竖直状态，此时可以推动后推板101带动TOSA2向下移动，将TOSA2与放置在工作台6上的光器件压接，当需要进行下个光器件压接时，压接推动气缸408先带动压接旋转气缸407的压接旋转限位板410离开现在插接的转动限位槽106，待下一个夹具100转动到压接工位后，再带动压接旋转气缸407的压接旋转限位板410与现在处于压接工位的夹具100的转向连接器107的转动限位槽106插接，一个第二转动装置415就能控制多个夹具100的转向连接器107的转动。

如图6和图9所示，转动平台401的外壁上固定有与夹具100一一对应的L型感应片402，工作台6上固定有用于感应L型感应片402的U型感应器411，U型感应器411型号为光电传感器PM-Y45，L型感应片402穿过U型感应器411，U型感应器411发送给驱动电机406信号，驱动电机406停止转动，此时进行压接动作，压接完成后驱动电机406可以继续带动转动平台401转动，使下一个夹具100移动到压接位置，使转动平台401的转动角度更加的精确；转动平台401的下方工设有转动支撑机构，转动支撑机构包括固定在工作台6上的支撑台404，支撑台404上固定有轴承支撑杆403，轴承支撑杆403上转动连接有支撑轴承405，支撑轴承405的内壁与轴承支撑杆403固定连接，支撑轴承405的外壁与转动平台401的下侧面相切。

如图1所示，进料装置200包括分别设置在多工位转动装置400左右两侧的结构相同左进料装置206和右进料装置207，转动平台401上设有绕转动平台401轴线圆周分布的三个取料夹具100，三个取料夹具100包括第一取料夹具412、第二取料夹具413和第三取料夹具414，第一取料夹具412和第二取料夹具413与转动平台401轴线之间的夹角设置为90°，第二取料夹具413和第三取料夹具414与转动平台401轴线之间的夹角设置为90°。

如图1所示，台板3上还固定有压接气缸4，压接气缸4的推杆上固定有压板5，用于推动多工位转动装置400上夹具的后推板101，压接气缸4的压板5向下移动，通过推动后推板101将夹具上的TOSA与放置在工作台上的光器件压接。

100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：左进料装置206将其下方物料盒1中的TOSA2取出，移动装置300带动其下方物料盒1中的下一个TOSA2待位，右进料装置207将其下方物料盒1中的TOSA2取出，移动装置300带动物料盒1中的下一个TOSA2待位；

S2：左进料装置206将TOSA2输送到第一取料夹具412，右进料装置207将TOSA2输送到第三取料夹具414；

S3：驱动电机406带动转动平台401顺时针转动，第三取料夹具414转动到需要压接的地方，第一转动装置415带动第三取料夹具414的第一缓冲料框116逆时针转动到第一吸头108竖直朝向与工作台6上的光器件对准，压接气缸4的压板5带动第三取料夹具100的后推板101向下移动对放置在工作台6上的光器件进行压接，一个光器件压接完成，于此同时左进料装置206将其下方物料盒1中的TOSA2取出输送到第二取料夹具413；

S4：驱动电机406带动转动平台401逆时针转动，第二取料夹具413转动到需要压接的地方，第一转动装置415带动第二取料夹具100的第一缓冲料框116逆时针转动后进行压接，又一个光器件压接完成，于此同时右进料装置207将其下方物料盒1中的TOSA2取出输送到第三取料夹具414；

S5：驱动电机406带动转动平台401逆时针转动，第一取料夹具412转动到需要压接的地方，第一转动装置415带动第一取料夹具412的第一缓冲料框116逆时针转动后进行压接，于此同时右进料装置207将其下方物料盒1中的TOSA2取出输送到第二取料夹具413；

S6：驱动电机406带动转动平台401顺时针转动，第二取料夹具100转动到需要压接的地方，第一转动装置415带动第二取料夹具413的第一缓冲料框116逆时针转动后进行压接，于此同时左进料装置206将其下方物料盒1中的TOSA2取出输送到第一取料夹具412，然后进入S3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：

包括工作台，工作台上放置有用于盛放TOSA的物料盒；

进料装置，包括夹具、带动夹具横向移动的横向推动装置、带动夹具竖向移动的竖向推动装置和带动夹具转动的第一转动装置；

移动装置，用于带动物料盒中的TOSA逐个移动到进料装置的下方；

多工位转动装置，包括与工作台转动连接的转动平台和固定在转动平台上的夹具。

2.根据权利要求1所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述夹具包括左夹具撑块和右夹具撑块，所述左夹具撑块和右夹具撑块之间转动连接有缓冲料框，所述缓冲料框上穿设有连杆，所述连杆的一端连接有用于吸取TOSA的吸头，另一端固定有后推板，所述后推板与缓冲料框之间固定有第一弹簧。

3.根据权利要求2所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述进料装置包括固定在工作台上的进料支架，一个所述夹具通过进料支架固定在工作台上，所述第一转动装置能够带动缓冲料框转动，所述横向推动装置能够带动后推板横向移动，所述竖向推动装置能够带动后推板竖向移动。

4.根据权利要求3所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述多工位转动装置还包括带动转动平台转动的驱动电机，至少一个所述夹具固定在转动平台上，工作台上还设有带动转动平台上夹具的缓冲料框转动的第二转动装置。

5.根据权利要求4所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述进料装置包括分别设置在多工位转动装置左右两侧的左进料装置和右进料装置，所述转动平台上设有绕转动平台轴线圆周分布的三个取料夹具，三个取料夹具包括第一取料夹具、第二取料夹具和第三取料夹具。

6.根据权利要求1所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述移动装置包括放置在工作台上的固料盒、带动固料盒横向移动的横向驱动装置和带动固料盒纵向移动的纵向驱动装置，所述固定盒上设有放置槽，所述物料盒放置在放置槽内。

7.根据权利要求4所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述转动平台的外壁上固定有与夹具一一对应的感应片，所述工作台上固定有用于感应感应片的感应器。

8.根据权利要求1所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述物料盒上设有若干槽孔，所述槽孔矩形阵列设置在物料盒上，所述TOSA放置在槽孔内。

9.根据权利要求4所述的100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置，其特征在于：所述转动平台的下方工设有转动支撑机构，所述转动支撑机构包括固定在工作台上的支撑台，所述支撑台上固定有轴承支撑杆，所述轴承支撑杆上转动连接有支撑轴承，所述支撑轴承的外壁与转动平台的下侧面相切。

10.100G光模块中的光器件TO压接机的取料装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：左进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出，移动装置带动其下方物料盒中的下一个TOSA待位，右进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出，移动装置带动物料盒中的下一个TOSA待位；

S2：左进料装置将TOSA输送到第一取料夹具，右进料装置将TOSA输送到第三取料夹具；

S3：驱动电机带动转动平台顺时针转动，第三取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第三取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时左进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第二取料夹具；

S4：驱动电机带动转动平台逆时针转动，第二取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第二取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时右进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第三取料夹具；

S5：驱动电机带动转动平台逆时针转动，第一取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第一取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时右进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第二取料夹具；

S6：驱动电机带动转动平台顺时针转动，第二取料夹具转动到需要压接的地方，第二转动装置带动第二取料夹具的第一缓冲料框逆时针转动后进行压接，于此同时左进料装置将其下方物料盒中的TOSA取出输送到第一取料夹具，然后进入S3。

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