CN114798317A - 一种透镜自动识别点胶装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种透镜自动识别点胶装置，包括：点胶组件、透镜夹持系统和CCD识别系统。在点胶过程中，透镜夹持系统夹取需要点胶的透镜，然后运动至等待位，点胶组件开始工作。相机采集针头出胶图像，并将采集到的图像对针头上出胶量进行判定。当出胶量合格时，透镜夹持工装夹持透镜下移至点胶位，此时透镜与针头上的胶水接触，实现点胶。CCD识别系统采集并识别点胶后透镜的图像，根据图像判断点胶质量，并根据判断结果控制下一工序的进行。本申请采用机械替代人工，实现透镜的自动点胶，用于提高工作效率和点胶质量。

Description

一种透镜自动识别点胶装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种透镜自动识别点胶装置。
背景技术
依托5G与数据中心“新基建”双重驱动，高速光模块市场迎来爆发式增长机遇，全球接入光学市场迅速扩充，光模块和光学器件消耗量增加。从光模块的成本构成分析，其中光器件占到光模块成本的70％，而透镜是光器件的重要组成部分。
在光模块组装过程中，需要将透镜耦合贴装到管壳的最大光功率处。现在国内大多数透镜耦合机还需要人工点胶，对于高速率光模块，透镜尺寸很小，一般透镜尺寸在0.6mm×0.6mm×1mm。为保证透镜的光功率，对于胶水的控制有很高的要求。通常要求胶水沿透镜上溢，而且上溢部分不能超过透镜的上边缘。耦合贴装过程中，如果胶水过少导致胶水无上溢，会影响到产品的可靠性，而胶水过多可能导致胶水上溢量超出允许范围，而且光功率低下。人工点胶过程中，工人的熟练度很大程度决定了点胶质量，致使产品点胶质量不稳定。
发明内容
本申请提供了一种透镜自动识别点胶装置，提高透镜点胶效率。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
本申请实施例公开了一种透镜自动识别点胶装置，包括：点胶组件，存储胶水并形成定量的出胶量；所述点胶组件包括：针筒、针头和针筒动力部件，所述针头与所述针筒连接，所述针筒动力部件与所述针筒的活塞柄连接，用于控制所述针筒的出胶量；
透镜夹持系统，用于夹持透镜并带动所述透镜运动，将所述透镜与所述针头溢出的胶水接触进行点胶；
CCD识别系统，采集所述点胶过程的图像，并根据所述图像判断点胶质量。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请实施例提供了一种透镜自动识别点胶装置，包括：点胶组件、透镜夹持系统和CCD识别系统。其中，透镜夹持系统用于夹持透镜并携带透镜进行运动，点胶组件用于存储胶水并定量出胶，CCD识别系统采集并识别点胶过程图像，根据图像判断点胶质量，并根据判断结果控制下一工序的进行。在点胶过程中，透镜夹持系统夹取需要点胶的透镜，然后运动至等待位，点胶组件开始工作。相机采集针头出胶图像，并将采集到的图像对针头上出胶量进行判定。当出胶量合格时，透镜夹持工装夹持透镜下移至点胶位，此时透镜与针头上的胶水接触，实现点胶。CCD识别系统采集并识别点胶后透镜的图像，根据图像判断点胶质量，并根据判断结果控制下一工序的进行。本申请采用机械替代人工，实现透镜的自动点胶，用于提高工作效率和点胶质量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种透镜自动识别点胶装置结构示意图；
图2为图1中A部分结构示意图；
图3为图2中B部分结构示意图；
图4为本申请实施例提供的透镜夹持系统结构示意图；
图5为本申请实施例提供的CCD识别系统部分结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要实现电信号与光信号的相互转换。
光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。
在光模块中，电路板上设置有光发射芯片、光发射芯片的驱动芯片、光接收芯片、跨阻放大芯片、限幅放大芯片及微处理器芯片等，其中光发射芯片与光接收芯片直接贴装在光模块的电路板上，透镜设置在电路板上，采用罩设式的方式设置在光芯片的上方，透镜与电路板形成包裹光发射芯片、光接收芯片等光芯片的腔体。光发射芯片发出的光经透镜反射后进入光纤中，来自光纤的光经透镜反射后进入光接收芯片中，透镜不仅起到密封光芯片的作用，同时也建立了光芯片与光纤之间的光连接。
高速率数据传输要求光芯片及其驱动/匹配芯片之间近距离设置，以缩短芯片之间的连线、减小连线造成的信号损失，而透镜罩设在光芯片的上方，所以透镜一般将光芯片及其驱动/匹配芯片同时罩设住。所以光发射芯片与光发射芯片的驱动芯片近距离设置，透镜罩设光发射芯片与光发射芯片的驱动芯片；光接收芯片与跨阻放大芯片近距离设置，透镜罩设光接收芯片与跨阻放大芯片。
透镜在光路中的位置直接影响光功率，为了提高点胶效率，本申请实施例提供了一种透镜自动识别点胶装置，用于透镜自动点胶工序。
图1为本申请实施例提供的一种透镜自动识别点胶装置结构示意图，图2为图1中A部分结构示意图。如图1和图2所示，本申请实施例提供的一种透镜自动识别点胶装置，包括：
操作平台100，用于点胶装置的固定。
多轴运动系统200，包括：X+Y两轴运动模组201、TZ+TX两轴运动模组202和TZ轴运动模组203。其中：X+Y两轴运动模组201通过螺栓连接固定在操作平台100上，TZ+TX两轴运动模组202的运动轴和TZ轴运动模组203的运动轴通过连接板固定X+Y两轴运动模组201上，TZ+TX两轴运动模组轴和TZ轴运动模组203轴是沿X方向独立式布局。
TZ+TX两轴运动模组202为手动设置，TZ轴运动模组203为电动，当然，也可根据实际需要进行设置，并不做具体限定。
图3为图2中B部分结构示意图。如图3所示，点胶组件300，包括：针筒301、针头302、针筒夹具303、针头夹具304和针筒动力部件。针筒301内盛放胶水，用于透镜与电路板的连接。针头302与针筒301的导通，用于出胶。针筒动力部件与针筒301的活塞柄连接，用于控制针筒301的出胶量。
在一些实施例中，针筒夹具303与X+Y两轴运动模组201固定连接，X+Y两轴运动模组201可带动针筒夹具303和针头夹具304在X轴和Y轴方向运动。针筒夹具303用于夹持固定针筒301，为避免针筒301与针头302在运动过程中发生相对运动，影响点胶质量。
进一步，针筒夹具303为铰链式针筒夹具，包括：第一固定部3031和第二固定部3032，第二固定部3032与X+Y两轴运动模组201固定连接，使得针筒夹具303可随X+Y两轴运动模组201的运动而运动。第一固定部3031和第二固定部3032的通过铰链连接，第一固定部3031和第二固定部3032对针筒301形成夹持空腔。本实施例中，针筒301与基准面保持平行设置，针筒动力部件与针筒301的活塞并固定连接，用于控制活塞柄的运动，以实现定量点胶。快拆式铰链连接设置针筒夹具303，可以快速拆卸、更换针筒。
进一步本申请实施例中，针头夹具304与X+Y两轴运动模组201固定连接，X+Y两轴运动模组201可带动针筒夹具303和针头夹具304在X轴和Y轴方向运动。针头夹具304设置针头连接部3041和夹具连接部3042，其中，夹具连接部3042与针头连接部3041相互垂直设置，针头连接部3041与基准面平行设置。夹具连接部3042与X+Y两轴运动模组201固定连接。
针头连接部3041设置第一通孔3043，用于固定针头302。针头302为九十度的弯曲针头，针头302的出胶口与基准面垂直设置，这样可以让针筒沿水平方向横置，针头302的出胶口垂直于水平方向向上，节省空间，使结构更紧凑。
在一些实施例中，TZ轴运动模组203的运动轴通过连接板固定X+Y两轴运动模组201上，TZ轴运动模组203上设置有透镜工装204，用于放置未点胶的透镜。
在一些实施例中，TZ+TX两轴运动模组202通过连接板固定X+Y两轴运动模组201上，且TZ+TX两轴运动模组202上设置有电路板工装205，用于夹持电路板，点胶后的透镜与电路板耦合连接。
图4为本申请实施例提供的透镜夹持系统结构示意图，如图4所示，透镜夹持系统400，包括：五轴运动组件401和透镜夹持工装402，其中，五轴运动组件401包括X、Z、TX、TY、TZ五个方向运动模组，透镜夹持工装402设置于TX运动轴上，实现对透镜的夹持和在X、Z、TX、TY、TZ五个方向上的运动。
进一步，五轴运动组件401包括：第一连接座4011通过螺栓与操作平台100固定连接。第一连接座4011包括第一滑动连接部40111。第二连接座4012，与第一滑动连接部40111滑动连接，且第二连接座4012与第一连接座4011垂直设置，第二连接座4012上设置有Z轴模组4013带动第二连接座4012沿Z轴运动。第二连接座4012上还设置有X方向模组4014、TY方向模组4015和第三连接座4016，X方向模组4014与第二连接座4012滑动连接，可与第二连接座4012沿X方向相对运动，TY方向模组4015设置于X方向模组4014上，相对X方向模组4014运动，第三连接座4016与TX方向模组4015固定连接。因此，第三连接座4016相对第一连接座4011可发生X、Z、TY方向的运动。
第三连接座4016上设置TZ方向模组4017，TX方向模组4018设置于TZ方向模组4017上，透镜夹持工装402设置于TX方向模组4018的末端。透镜夹持工装402用于从上一工序夹取透镜，并将夹持透镜进行点胶。五轴运动组件401带动透镜夹持工装402的运动。
点胶过程为：透镜夹持系统400中的透镜夹持工装402从透镜工装204上夹取需要点胶的透镜，然后运动至等待位，点胶组件300开始工作，当针头302上出胶量稳定时，透镜夹持工装402夹持透镜下移至点胶位，此时透镜与针头302上的胶接触，实现点胶。
图5为本申请实施例提供的CCD识别系统部分结构示意图，如图5所示，为了实时监测点胶质量，透镜自动识别点胶装置还设置有CCD识别系统500，用于采集点胶过程中针头302和透镜的图像，并根据图像识别判断点胶后透镜上的胶量是否满足要求，实现点胶量的精确控制。
进一步，在一些实施例中，CCD识别系统500包括相机组件501和三轴子运动系统502。三轴子运动系统502包括X轴滑台5021、Y轴滑台5022、Z轴滑台5023，Y轴滑台5022设置于X轴滑台5021上，Z轴滑台5023设置于Y轴滑台5022上。
其中X轴滑台5021、Y轴滑台5022和Z轴滑台5023的运动原理可根据需要进行设置，本实施例中X轴滑台5021、Y轴滑台5022采用手动设置，Z轴滑台5023为电动设置。
相机组件501包括光源5011和相机5012，其中，光源5011与针头夹具304固定连接，且光源5011朝向针头302设置，为相机5012提供光线。为实现相机组件的多方向运动，相机5012设置于Z轴滑台5023滑台上。为提高图像质量，减少误差，相机5012为自动对焦相机。
进一步为避免光线遮挡，针头302设置于相机5012与光源5011之间，且针头302、相机5012与光源5011位于同一水平面上。
在一些实施例中，为方便图像的观察，相机组件501还包括显示屏，与相机5012连接，用于实时显示相机5012采集到的图像。
在一些实施例中，相机组件501还包括判断控制器，用于根据自动对焦相机采集到的图像判断点胶质量，并根据判断结果控制下一工序。
在一些实施例中，判断控制器还可与针筒动力部件连接，用于控制针筒动力部件的运动，从而控住单次出胶量，保障点胶质量。
本申请实施例中，判断控制器还可同时控制多轴运动系统200、五轴运动组件401、三轴子运动系统502，配合实现透镜与针头溢出胶水的对位点胶，点胶完成后控制透镜夹持工装402夹持已点胶的透镜安装至电路板，电路板由电路板工装进行夹持对位。
本申请实施例提供了一种透镜自动识别点胶装置，包括：操作平台、多轴运动系统、点胶组件、透镜夹持系统和CCD识别系统,其中，操作平台用于固定装置并提供工作平台，透镜夹持系统用于夹持透镜并携带透镜进行运动，点胶组件用于点胶，多轴运动系统控制点胶组件的位置，CCD识别系统采集并识别点胶过程图像，根据图像判断点胶质量，并根据判断结果控制下一工序的进行。
在点胶过程中，透镜夹持系统中的透镜夹持工装从透镜工装上夹取需要点胶的透镜，然后运动至等待位，点胶组件开始工作。相机采集针头出胶图像，并将采集到的图像传送至判断控制器，判断控制器对针头上出胶量进行判定。当出胶量合格时，透镜夹持工装夹持透镜下移至点胶位，此时透镜与针头上的胶接触，实现点胶。CCD识别系统采集并识别点胶后透镜的图像，根据图像判断点胶质量，并根据判断结果控制下一工序的进行。
在一些实施例中，还透镜自动识别点胶装置设置有不合格品放置区，经CCD识别系统判断点胶不合格的透镜由透镜夹持工装夹持放置于不合格品放置区，以便后续处理。
本实施例中以操作平台100所在平面为基准面，X轴为CCD识别系统与点胶组件连线所在直线，Y轴在水平方向上与X轴垂直；X+Y代表X轴与Y轴形成的平面，与基准面平行；Z代表垂直于基准平面的轴向。TX轴为围绕X轴方向运动，TY轴为围绕Y轴方向运动，TZ轴为围绕Z轴方向运动。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种透镜自动识别点胶装置，其特征在于，包括：
点胶组件，存储胶水并形成定量的出胶量；所述点胶组件包括：针筒、针头和针筒动力部件，所述针头与所述针筒连接，所述针筒动力部件与所述针筒的活塞柄连接，用于控制所述针筒的出胶量；
透镜夹持系统，用于夹持透镜并带动所述透镜运动，将所述透镜与所述针头溢出的胶水接触进行点胶；
CCD识别系统，采集所述点胶过程的图像，并根据所述图像判断点胶质量。
2.根据权利要求1所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述点胶组件还包括：针头夹具，用于固定所述针头；所述针筒水平设置，所述针头呈弯曲设置，且所述针头的出胶口垂直于水平方向向上。
3.根据权利要求1所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述点胶组件还包括：针筒夹具，与所述针筒固定连接，用于固定所述针筒。
4.根据权利要求3所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述针筒夹具为铰链式夹具。
5.根据权利要求1所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述CCD识别系统包括：相机组件和三轴子运动系统，其中，所述相机组件包括：光源和相机，所述光源朝向所述针头，用于为所述相机提供光源；所述相机固定于所述三轴子运动系统上，且所述针头设置于所述光源与所述相机之间；所述相机用于采集图像。
6.根据权利要求5所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述相机组件还包括：显示屏，与所述相机通讯连接，用于显示所述相机采集到的图像。
7.根据权利要求5所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述CCD识别系统还包括：判断控制器，用于根据所述图像判断点胶质量，并根据判断结果控制下一工序。
8.根据权利要求7所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述判断控制器还可与所述点胶组件连接，用于控住所述点胶组件的出胶量。
9.根据权利要求1所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，所述透镜夹持系统包括：五轴运动组件和透镜夹持工装；所述透镜夹持工装设置于所述五轴运动组件的末端运动轴上，实现透镜夹持工装的多方向运动。
10.根据权利要求1所述的透镜自动识别点胶装置，其特征在于，还包括：多轴运动系统、透镜工装和电路板工装；其中，所述多轴运动系统：包括X+Y两轴运动模组、TZ+TX两轴运动模组和TZ轴运动模组；TZ+TX两轴运动模组的运动轴和TZ轴运动模组的运动轴通过连接板固定X+Y两轴运动模组上，TZ+TX两轴运动模组和TZ轴运动模组是沿X方向独立式布局；
其中，X轴为所述CCD识别系统与所述点胶组件连线所在直线，Y轴在水平方向上与所述X轴垂直，Z轴与所述X轴和所述Y轴构成的平面垂直，TZ轴为围绕Z轴方向运动，TX轴为围绕X轴方向运动。
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