CN112894870A - 一种微型器件夹持与吸取耦合的设备及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，包括机架，机架上设置有操作台，所述操作台上设置有治具组件，所述治具组件上设置有若干个基件；所述治具组件的外围设置有分别与所述治具组件对应的点胶组件和耦合组件以及对位组件；所述耦合组件上设置有用于取料的取料机构。本发明提供了一种操作便捷的微型器件夹持与吸取耦合的设备，能够多角度调节耦合产品，具有良好的安装便捷性和耦合稳定性与精准性。

Description

一种微型器件夹持与吸取耦合的设备及其加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及自动化生产设备技术领域，尤其涉及一种微型器件夹持与吸取耦合的设备及其加工方法。
背景技术
在光收发模块封装过程中，光器件的耦合需要非常高的精度，目前以手动调节为主，然而调节过程中，所需要的自由度多，以至于对操作者有极高的技巧以及耐性，导致产能低下，而且极易误操作导致良品率低。
例如，专利申请号：CN201310258249.8，专利名称：一种光器件耦合装置，公开了一种光器件耦合装置，包括底座支架、耦合微调台、支撑柱、安装于耦合微调台上的光器件夹具、安装于两支撑柱上的横梁、位于横梁上的阴阳适配器夹具、及安装于阴阳适配器夹具中的阴阳适配器；其中光器件耦合装置的横梁及耦合微调台的同轴度确定之后即可使得耦合中的插芯和光器件同轴度符合要求，并通过微调耦合微调台X、Y、Z三个方向的位置从而微调光器件X、Y、Z三个方向的位置，使得安装于阴阳适配器中的SC或LC管芯和光器件管壳耦合，使用该光器件耦合装置进行水平度和同轴度的调整简单精准，便于操作。
但是，现有技术中的光纤器件的准直安装依然存在以下问题：第一，位置调整完成后，还需要点胶固化，同样容易误操作导致良品率低。第二，光器件的取料操作不够便捷，取料转移时的稳定性不佳。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种操作便捷的微型器件夹持与吸取耦合的设备，能够多角度调节耦合产品，具有良好的安装便捷性和耦合稳定性与精准性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，包括机架，机架上设置有操作台，所述操作台上设置有治具组件，所述治具组件上设置有若干个基件；所述治具组件的外围设置有分别与所述治具组件对应的点胶组件和耦合组件以及对位组件；所述耦合组件上设置有用于取料的取料机构。
本发明一个优选的实施方案中，治具组件包括设置在操作台上的驱动底座，所述驱动底座上设置有治具夹具，所述治具夹具内设置有用于放置基件的产品治具，所述产品治具的侧面设置有若干个供电探针。
本发明一个优选的实施方案中，治具组件还包括设置在所述产品治具一侧的料盘，所述料盘上设置有用于收纳工件的工件槽。
本发明一个优选的实施方案中，点胶组件包括设置在操作台上的点胶机架，所述点胶机架通过位置调节机构一设置在所述操作台上，所述点胶机架上还设置有能相对所述产品治具位移的点胶机构；所述点胶机构通过点胶弧度调节滑台与所述点胶机架驱动连接，所述点胶弧度调节滑台与所述点胶机架之间还设置有点胶压力传感器。
本发明一个优选的实施方案中，耦合组件包括耦合机架，所述耦合机架通过位置调节机构二设置在所述操作台上，所述耦合机架上设置有能对应所述产品治具位移的电动夹爪。
本发明一个优选的实施方案中，耦合机架上还设置有位于所述电动夹爪外围的若干个UV灯，所述UV灯的光源与所述电动夹爪对应，所述电动夹爪之间设置有用于吸附工件的吸嘴。
本发明一个优选的实施方案中，耦合机架上还设置有与所述电动夹爪对应的探针调整组件，所述探针调整组件包含探针卡；所述探针卡上设置有与夹爪上的工件对应的探针。
本发明一个优选的实施方案中，耦合机架与所述电动夹爪和UV灯以及探针调整组件之间设置有耦合弧度调节滑台。
本发明一个优选的实施方案中，对位组件包括设置在所述操作台上的位移机构，所述位移机构上驱动设置有与所述产品治具上的基件对应的光源和检测相机。
本发明一个优选的实施方案中，一种微型器件夹持与吸取耦合的设备的加工方法：
产品包括基件，基件上设置有若干个工件，工件的一侧上设置有发光器，所述基件上需要耦合设置工件；
步骤一，上料，将基件放置到产品治具上；
步骤二，上工件，通过耦合组件的电动夹爪和吸嘴配合进行工件的拿取；
步骤三，姿态调节，通过耦合组件中位置调节机构二和耦合弧度调节滑台调整工件与产品治具上基件的相对位置，
步骤四，耦合度调节，给基件供电，给基件上方的工件提供光源，通过对位组件进行姿态的检测，检测产品耦合的光功率，进行位置调整；
步骤五，点胶，通过点胶组件给耦合组件上初步定位的工件进行点胶；
步骤六，定位安装，耦合度校准，通过发光器给工件提供入射光，光源经过基件上方的工件，检测产品耦合的光功率，进行位置校验，将工件粘合至基件上；通过UV灯固化。
本发明解决了技术背景中存在的缺陷，本发明有益的技术效果是：
本发明公开了一种操作便捷的微型器件夹持与吸取耦合的设备，能够多角度调节耦合产品，具有良好的安装便捷性和耦合稳定性与精准性。
1、通过在耦合组件中设置用于转移和拿取工件的电动夹爪和吸嘴，通过吸嘴吸住工件，在利用夹住夹持定位工件，利用电动夹爪和吸嘴配合进行工件的稳定拿取。
2、在耦合组件中设置若干组UV灯，在姿态校准后，进行点胶安装，再利用UV灯进行固化，提高了耦合安装的操作效率。
3、设置的对位组件辅助工件与产品的基座之间的耦合对位，提升了耦合安装的准确性和安装便捷性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的微型器件夹持与吸取耦合的设备的轴视结构示意图；
图2是本发明的优选实施例的点胶组件的轴视结构示意图；
图3是本发明的优选实施例的治具组件的轴视结构示意图；
图4是本发明的图3中B部的放大结构示意图；
图5是本发明的图3中C部的放大结构示意图；
图6是本发明的优选实施例的耦合组件的轴视结构示意图；
图7是本发明的优选实施例的耦合组件的正视结构示意图；
图8是本发明的图7中A部的放大结构示意图；
图9是本发明的优选实施例的耦合组件的探针卡的结构示意图；
图10是本发明的优选实施例的对位组件的轴视结构示意图；
图11是本发明的优选实施例的工件的轴视结构示意图；
图12是本发明的优选实施例的工件的俯视结构示意图；
图13是本发明的图3中产品的放大结构示意图；
其中，1-点胶组件，10-点胶机架，11-点胶Z轴调节滑台，12-点胶X轴调节滑台，13-点胶Y轴调节滑台，14-恒力弹簧，15-点胶弧度调节滑台，16-点胶压力传感器，17-点胶机构，治具组件，20-驱动底座，21-供电探针，22-料盘，23-产品治具，24- 校验PD，25-治具夹具，3-耦合组件，30-耦合机架，31-耦合Y轴调节滑台，32-耦合X轴调节滑台，33-耦合Z轴调节滑台，34-恒力负载弹簧，35-耦合弧度调节滑台，36-耦合压力传感器，37-气缸，38-UV灯，39-电动夹爪，310-探针调整组件，311-吸嘴，312-探针卡，313-探针，4-对位组件，40-驱动气缸，41-X轴单轴驱动器，42-检测相机，43-倍焦镜头，44-Z轴单轴驱动器，45-对位镜头，47- Y轴单轴驱动器,6-产品,61-发光器，62-探针加电位置，63-吸嘴吸取位置，631-工件，60-基件。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、底、顶等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
具体的，如图11、图12所示，产品6包括基件60，基件60上设置有并列设置的四个工件631，工件631的一侧上设置有发光器61。
如图1~图13所示，一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，包括机架，机架上设置有操作台，操作台上设置有治具组件2，治具组件2上设置有基件60；治具组件2的外围设置有分别与治具组件2对应的点胶组件1和耦合组件3以及对位组件4。
具体的，如图1、图3~图5所示，治具组件2包括设置在操作台上的驱动底座20，驱动底座20上设置有用于定位产品治具23的定位区，定位区外围设置有能够相对开合动作的治具夹具25，治具夹具25在夹持气缸的驱动下夹持定位住产品治具23，治具夹具25上设置有用于放置基件60的产品治具23，产品治具23的侧面设置有与基件60对应的供电探针3321。治具组件2还包括设置在产品治具23一侧的料盘22，料盘22上设置有用于收纳工件631的工件槽。进一步的，治具组件2的一侧设置有用于检测的校验PD24，校验PD24与产品治具23对应。
具体的，如图1、图2所示，点胶组件1包括设置在操作台上的点胶机架10，点胶机架10通过位置调节机构一设置在操作台上，位置调节机构一采用现有技术中的点胶X轴调节滑台12和点胶Y轴调节滑台13以及点胶Z轴调节滑台11组合构成，在位置调节机构一的驱动下使得点胶机架10能在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上进行位移。点胶机架10上还设置有能相对产品治具23位移的点胶机构17；点胶机构17通过点胶弧度调节滑台15与点胶机架10驱动连接，点胶弧度调节滑台15与点胶机架10之间还设置有点胶压力传感器16。且为了提升位移的稳定性，在点胶机架10与点胶机构17之间设置有恒力弹簧14，通过恒力弹簧14平衡位置调节机构一以及点胶弧度调节滑台15对于点胶机构17施加的驱动力，提升点胶机构17位移的稳定性；并通过点胶压力传感器16监测点胶压力，有效调节控制点胶力度，防止点胶用力过大损坏工件631。
具体的，如图1、图6~图9所示，耦合组件3包括耦合机架30，耦合机架30通过位置调节机构二设置在操作台上，位置调节机构二采用现有技术中的耦合X轴调节滑台32和耦合Y轴调节滑台31以及耦合Z轴调节滑台33组合构成，在位置调节机构二的驱动下使得耦合机架30能在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上进行位移。耦合机架30上设置有能对应产品治具23位移的用于取料的取料机构。取料机构包括安装座，所述安装座通过耦合弧度调节滑台35与耦合机架30驱动连接。安装座上设置有夹持气缸，夹持气缸驱动连接电动夹爪39，且电动夹爪39之间还设置有用于吸附工件631的吸嘴311。耦合机架30上还设置有位于电动夹爪39外围的多组灯架，灯架上分别设置有与电动夹住对应的UV灯38，UV灯38的光源照射角度与电动夹爪39对应。耦合机架30上还设置有与电动夹爪39对应的探针调整组件310，探针调整组件310包含设置在安装座上的探针驱动气缸，探针驱动气缸驱动连接有探针卡312；探针卡312上设置有与夹爪上的工件631对应的探针313；探针驱动气缸驱动探针卡312带动探针313相对于工件631动作，通过探针313给工件631加电。
具体的，如图1、图10所示，对位组件4包括设置在操作台上的位移机构，位移机构包括设置在操作台上的X轴单轴驱动器41，X轴单轴驱动器41上交叉驱动设置有Y轴单轴驱动器47，Y轴单轴驱动器47上设置有纵向设置的Z轴单轴驱动器44，Z轴单轴驱动器44上设置有与产品治具23上的基件60对应的光源和检测相机42。检测相机42上设置有对位镜头45，对位镜头45与检测相机42之间设置有倍焦镜头43。通过光源给检测相机42的倍焦镜头43进行补光，提升检测和图像采集的准确度。
实施例二
一种微型器件夹持与吸取耦合的设备的加工方法：产品6包括基件60，基件60上设置有并列设置的四个工件631，工件631的一侧上设置有发光器61。
步骤一，上料，将产品6的基件60放置到产品治具23上；
步骤二，上工件631，通过耦合组件3的电动夹爪39和吸嘴311配合进行工件631的拿取；
步骤三，姿态调节，通过耦合组件3中位置调节机构二和耦合弧度调节滑台35调整工件631与产品治具23上基件60的相对位置。进一步的，通过校验PD24进行参数检测。
步骤四，耦合度调节，通过基件60供电，给基件60上方的工件631提供光源，通过对位组件4进行姿态的检测，检测产品6耦合的光功率，进行位置调整；
步骤五，点胶，通过点胶组件1给耦合组件3上初步定位的工件631进行点胶；
步骤六，定位安装，耦合度校准，通过发光器61给工件631提供入射光，光源经过基件60上方的工件631，检测产品6耦合的光功率，进行位置校验，将工件631粘合至基件60上；通过UV灯38固化胶水。
本发明工作原理：
如图1~图12所示，人工先把单颗产品6的工件631摆放至料盘22中，将基件60拿到治具座上，通过供电探针21对单颗产品6的基件60加电。
耦合组件3先移动到料盘22的位置处取产品6的工件631，吸嘴311先碰到工件631后，耦合Z轴调节滑台33驱动工件631上升一定距离，夹爪再夹住工件631；驱动探针卡312的探针313与工件631接触进行加电，耦合组件3带着工件631运动到校验PD 24处，通过校验PD24进行参数检测；工件631对应基座进行位置调整，测得此时的光功率值为P1。
耦合组件3带着工件631运动到产品6待耦合时的位置后，耦合的光功率为最大值后,记录此时的位置，耦合Z轴调节滑台33抬升到一定高度后，上下对位组件4分别拍摄产品6的底端和待放位置的特征，通过检测相机42拍摄，点胶组件1给耦合组件3上初步定位的工件631进行点胶；耦合Z轴调节滑台33运动到指定位置后；耦合组件3驱动点胶后的工件631下降至基件60上的耦合位置，再次进行耦合，得到最大的光功率值P2，UV灯38打开固化胶水。
以上具体实施方式是对本发明提出的方案思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，包括机架，机架上设置有操作台，所述操作台上设置有治具组件，所述治具组件上设置有若干个基件；其特征在于：所述治具组件的外围设置有分别与所述治具组件对应的点胶组件和耦合组件以及对位组件；所述耦合组件上设置有用于取料的取料机构。
2.根据权利要求1所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：
所述治具组件包括设置在操作台上的驱动底座，所述驱动底座上设置有治具夹具，所述治具夹具内设置有用于放置基件的产品治具，所述产品治具的侧面设置有若干个供电探针。
3.根据权利要求2所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：
所述治具组件还包括设置在所述产品治具一侧的料盘，所述料盘上设置有用于收纳工件的工件槽。
4.根据权利要求2所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：所述点胶组件包括设置在操作台上的点胶机架，所述点胶机架通过位置调节机构一设置在所述操作台上，所述点胶机架上还设置有能相对所述产品治具位移的点胶机构；
所述点胶机构通过点胶弧度调节滑台与所述点胶机架驱动连接，所述点胶弧度调节滑台与所述点胶机架之间还设置有点胶压力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：所述耦合组件包括耦合机架，所述耦合机架通过位置调节机构二设置在所述操作台上，所述耦合机架上设置有能对应所述产品治具位移的电动夹爪。
6.根据权利要求5所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：所述耦合机架上还设置有位于所述电动夹爪外围的若干个UV灯，所述UV灯的光源与所述电动夹爪对应，所述电动夹爪之间设置有用于吸附工件的吸嘴。
7.根据权利要求6所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：所述耦合机架上还设置有与所述电动夹爪对应的探针调整组件，所述探针调整组件包含探针卡；所述探针卡上设置有与夹爪上的工件对应的探针。
8.根据权利要求6所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：所述耦合机架与所述电动夹爪和UV灯以及探针调整组件之间设置有耦合弧度调节滑台。
9.根据权利要求1所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备，其特征在于：所述对位组件包括设置在所述操作台上的位移机构，所述位移机构上驱动设置有与所述产品治具上的基件对应的光源和检测相机。
10.根据权利要求1~9中任一权利要求所述的一种微型器件夹持与吸取耦合的设备的加工方法，其特征在于：
产品包括基件，基件上设置有若干个工件，工件的一侧上设置有发光器，所述基件上需要耦合设置工件；
步骤一，上料，将基件放置到产品治具上；
步骤二，上工件，通过耦合组件的电动夹爪和吸嘴配合进行工件的拿取；
步骤三，姿态调节，通过耦合组件中位置调节机构二和耦合弧度调节滑台调整工件与产品治具上基件的相对位置，
步骤四，耦合度调节，给基件供电，给基件上方的工件提供光源，通过对位组件进行姿态的检测，检测产品耦合的光功率，进行位置调整；
步骤五，点胶，通过点胶组件给耦合组件上初步定位的工件进行点胶；
步骤六，定位安装，耦合度校准，通过发光器给工件提供入射光，光源经过基件上方的工件，检测产品耦合的光功率，进行位置校验，将工件粘合至基件上；通过UV灯固化。
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