CN117086430B - 激光泵浦源光学模组的自动组装生产线及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光泵浦源组装设备技术领域，具体涉及激光泵浦源光学模组的自动组装生产线及其生产工艺。自动组装生产线包括第一载具和第二载具；中转换乘上料机，FAC入载具操作工位，FAC组装机，SAC组装机，点胶下料装盘机，COS组装机，真空回流焊接机和地轨机器人。本发明能够实现激光泵浦源中光学模组底座的自动供料、COS芯片的组装焊接、FAC镜片与SAC镜片的自动耦合装配以及光学模组的自动下料装盘收料操作，且具有提高组装效率，保障产品品质的特点。

Description

激光泵浦源光学模组的自动组装生产线及其生产工艺
技术领域
本发明属于激光泵浦源组装设备技术领域，具体涉及激光泵浦源光学模组的自动组装生产线及其生产工艺。
背景技术
激光泵浦源是激光加工设备中的重要核心部件，其包括盒体以及阵列设置在盒体内的若干光学模组。随着智能制造技术的发展，激光泵浦源的生产工艺也进行了优化设计，实现了自动化组装。目前，有一种激光泵浦源的生产工艺，其将每个光学模组模块化且独立化，该光学模组包括底座以及设置在底座上的COS芯片、FAC镜片、SAC镜片以及反射镜。
现有技术中专利公开号为CN115302445A的中国专利文献公开了一种基于模块单元的激光泵浦源高效组装工艺，其公开了一种将激光泵浦源设计成若干独立的模块单元，基于模块单元来实现整个激光器的自动组装，其大大提高了激光泵浦源的生产效率和质量品质；但该专利中仅公开了工艺方法以及部分的治具结构，对于采用什么样的组装生产线实现全自动化的组装，实现真正的高节拍组装操作并没有进行详细的记载。该组装工艺是根据激光泵浦源的具体结构研发出来的新工艺，鉴于目前还没有一款自动化设备来实现上述光学模组的自动化组装，因此，设计一种激光泵浦源光学模组的自动组装生产线及生产工艺来实现上述组装工艺，就显得十分必要。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，缺乏一款自动化设备来实现激光泵浦源中光学模组自动化组装的问题，提供了一种能够实现激光泵浦源中光学模组底座的自动供料、COS芯片的组装焊接、FAC镜片与SAC镜片的自动耦合装配以及光学模组的自动下料装盘收料操作，且具有提高组装效率，保障产品品质特点的激光泵浦源光学模组的自动组装生产线及其生产工艺。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，包括：
第一载具和第二载具；
中转换乘上料机，用于供应底座并将所述底座放入到空载的第一载具中后输出；将装载有COS底座模组的第一载具中合格的COS底座模组取出后，放置到第二载具中；待第二载具装满合格的COS底座模组后输出；
FAC入载具操作工位，用于在装满合格的COS底座模组的第二载具上，放入FAC镜片；
FAC组装机，用于在第二载具中的COS底座模组上完成FAC镜片的耦合组装；
SAC组装机，用于在FAC镜片组装完成后，在第二载具中的COS底座模组上完成SAC镜片的耦合组装，得到光学模组；
点胶下料装盘机，用于在第二载具中对所述光学模组中的SAC镜片进行点胶二次固化，并将所述光学模组从第二载具中取出进行料盘式下料收料，空载的第二载具回流至中转换乘上料机中；
COS组装机，用于在第一载具中的底座上放入COS芯片；
真空回流焊接机，用于对第一载具中的COS芯片进行焊接，使COS芯片固定焊接在所述底座上，得到所述COS底座模组；
地轨机器人，用于搬运第二载具在FAC入载具操作工位、FAC组装机、SAC组装机以及点胶下料装盘机之间进行流转。
作为优选，所述地轨机器人包括地轨、在所述地轨上移动的机器人以及设于所述机器人活动末端的载具夹持模组；所述FAC组装机与所述SAC组装机设于所述地轨的相对两侧；所述中转换乘上料机设于所述地轨的一端；所述点胶下料装盘机与所述FAC入载具操作工位位于所述中转换成上料机的两边且具有在所述地轨机器人工作范围内的载具承接位；所述COS组装机靠近所述中转换乘上料机设置或直接与所述中转换乘上料机的一个输送线对接；所述真空回流焊接机靠近所述COS组装机和所述FAC入载具操作工位设置。
作为优选，还包括第一搬运机器人；所述第一搬运机器人用于将COS组装机中的第一载具取出后放入到真空回流焊接机中，以及将放入到真空回流焊接机中的第一载具取出后放入到中转换乘上料机中或将放入到真空回流焊接机中的第一载具取出后放到输送线上输送至所述中转换乘上料机中。
作为优选，还包括用于在FAC入载具操作工位处将FAC镜片放入到第二载具中的FAC上料机构、用于提供FAC镜片的FAC供料机构以及用于将承载有FAC镜片和COS底座模组的第二载具输送至地轨机器人工作范围内的输送装置。
作为优选，所述点胶下料装盘机包括第一输送线、与所述第一输送线末端对接的第一回流线、位于所述第一输送线尾侧的料盘供收机构、沿所述第一输送线依次设置的点胶工位与下料工位、设置在所述点胶工位上方的点胶机构、移载范围覆盖所述下料工位和所述料盘供收机构的第一搬运机构以及将所述第二载具从所述第一输送线上推送至所述第一回流线上的侧推机构。
作为优选，所述第一搬运机构包括第四电机、受所述第四电机驱动且沿所述第一输送线输送方向移动的第三支撑板、固定在所述第三支撑板上的第五电机、受所述第五电机驱动进行上下运动的第四支撑板、固定在所述第四支撑板上的旋转气缸、受所述旋转气缸驱动绕竖直轴旋转的第二旋转板以及固定在所述第二旋转板上的夹爪模组；所述第二旋转板上设有用于将第二载具中的弹性侧压块松开的第一开夹组件。
作为优选，所述中转换乘上料机包括依次平行设置且沿设定的X轴方向输送的第二输送线、第二回流线与第三输送线，位于所述第二回流线与所述第三输送线之间且沿设定的X轴方向移载的第一移载机构，与所述第三输送线尾部对接且在所述第三输送线的延长线上移载的第二移载机构，位于所述第二移载机构旁侧的底座供料机构，搬运范围覆盖所述第二输送线和所述第一移载机构的第二搬运机构，搬运范围覆盖所述第二回流线、所述第一移载机构和所述第二移载机构的第三搬运机构以及搬运范围覆盖所述第二移载机构与所述底座供料机构的第四搬运机构；所述第一载具通过所述第二回流线输入中转换乘上料机，并通过所述第三输送线输出；所述第二载具通过所述第二输送线输入和输出。
作为优选，所述第二输送线的输入端对接所述第一回流线的输出端；所述第二回流线的输入端对接所述真空回流焊接机的输出端；所述第三输送线的输出端对接所述COS组装机的输入端。
作为优选，所述第一移载机构与所述第二移载机构均包括第六电机、受所述第六电机驱动并平行于所述第二输送线输送方向移动的第五支撑板、设置在所述第五支撑板上的承载滑槽、位于所述承载滑槽前后两端并用于对第一载具进行前后定位的第一定位组件、位于所述承载滑槽旁侧且与承载滑槽配合用于对第一载具进行两侧定位的第二定位组件、固定在所述第五支撑板上且向下压紧第一载具的压紧组件以及设置在所述第五支撑板移载路径下方将第一载具中用于压紧COS芯片的压紧件向上顶开的顶压组件；
所述第一移载机构的移载方向上依次设有接料工位与卸料工位；在所述接料工位处承接第一载具；在所述卸料工位处，等待第一载具中的COS底座模组被取出；
所述第二移载机构的移载方向上依次设有下载具工位、上载具工位以及上料工位；在所述下载具工位处，将装载有底座的第一载具推送至第三输送线上；在所述上载具工位处承接空载的第一载具；在所述上料工位处，等待底座放入到空载的第一载具中。
作为优选，所述第二搬运机构包括XYZ三轴移载模组、受所述XYZ三轴移载模组驱动的第六支撑板、设置在所述第六支撑板上的第二视觉相机与第一夹持组件、以及设置在所述第六支撑板上且用于打开第一载具中的压持弹片和打开第二载具中的弹性侧压块的第二开夹组件；
所述第三搬运机构包括第一YZ移载模组、设置在所述第一YZ移载模组活动末端的第七支撑板、固定在所述第七支撑板上的第五气缸以及受第五气缸驱动进行张开与夹持动作的夹爪；
所述第四搬运机构包括第二YZ移载模组、设置在所述第二YZ移载模组活动末端的第八支撑板、固定在所述第八支撑板上的第六气缸、受所述第六气缸驱动并沿X轴移动的第九支撑板以及固定在所述第九支撑板上的第二夹持组件与用于打开第一载具中的压持弹片的第三开夹组件。
本发明还提供了激光泵浦源光学模组的自动组装生产线的生产工艺，具体包括如下步骤：
S1，空载的第一载具在中转换乘上料机中装入底座，并进入COS组装机中自动装入焊片和COS芯片，接着流转到真空回流焊接机中，将COS芯片焊接固定在底座上，构成COS底座模组；
S2，第一载具承载所述COS底座模组再次回到中转换乘上料机中，在中转换乘上料机中，所述中转换乘上料机对所述COS底座模组进行检测，并将合格的COS底座模组从第一载具中取出转放到第二载具中，将不合格的COS底座模组进行排废收集；待第二载具中放满所述COS底座模组后从中转换乘上料机中输出，并输入到FAC入载具操作工位，而空载的第一载具在中转换乘上料机中再次装入底座后输出，重复进行下一个周期动作；
S3，在FAC入载具操作工位上，在第二载具中放入FAC镜片，并输出至地轨机器人的工作范围内；地轨机器人从FAC入载具操作工位上取走承载有COS底座模组和FAC镜片的第二载具，并放入到FAC组装机中完成FAC镜片的耦合组装；完成FAC镜片的耦合组装后，再进入到SAC组装机中完成SAC镜片的耦合组装，得到光学模组；接着进入点胶下料装盘机中，对SAC镜片进行二次点胶固化，再将光学模组从第二载具中取出放置到料盘中，进行料盘式自动收料；空载的第二载具最后回流到中转换乘上料机中，在中转换乘上料机中承接新的COS底座模组后输出，重复进行下一个周期动作。
本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明能够实现激光泵浦源中光学模组底座的自动供料、COS芯片的组装焊接、FAC镜片与SAC镜片的自动耦合装配以及光学模组的自动下料装盘收料操作，大大提高了组装效率，保障了产品品质。具体的表现如下：
(1)通过设置地轨机器人、点胶下料装盘机、中转换乘上料机以及FAC入载具操作工位，将COS镜片组装、COS焊接、FAC耦合组装、SAC耦合装置、SAC二次点胶固化以及光学模组自动装盘收料等一些列加工操作串联起来，形成一个系统性的自动化操作生产线，进而实现了激光泵浦源的自动组装，提高了组装效率；
(2)通过设置点胶下料装盘机，利用第一输送线实现第二载具的自动输送，沿第一输送线设置点胶机构，配合视觉相机，对第二载具上的所有光学模组中的SAC镜片进行依次点胶操作，实现对SAC镜片的二次固化，提高SAC镜片在底座上的位置稳定性，防止光学模组转运过程中镜片发生松脱现象；配合第一搬运机构以及料盘自动供料收料机构，实现了光学模组的料盘自动装盘收料，提高了收料效率；同时配合第一回流线实现了空载的第二载具的自动回流循环利用；
(3)通过设置中转换乘上料机，利用平行依次设置三条沿X轴方向输送的输送线，依次实现第二载具的输入输出、第一载具的输入以及第一载具的输出，配合沿Y轴移载搬运的且在X轴方向上错位分布的三个搬运机构，同时还配置有沿X轴移载的第一移载机构与第二移载机构，第一移载机构实现第一载具在第一搬运机构与第二搬运机构之间移动，第二移载机构实现第一载具在第二搬运机构与第三搬运机构之间移动，并实现与第三输送线的对接；第二搬运机构从第二输送线上将满载有COS底座模组的第一载具取放到第一移载机构中，第一移载机构驱动第一载具达到第一搬运机构下方，第一搬运机构将焊接好的COS底座模组从第一载具中取出并根据检测结果将合格的转放到第一输送线上的第二载具中，待第二载具中放满合格的COS底座模组后再由第一输送线输出至后续工站进行FAC镜片以及SAC镜片的耦合组装；而空载的第一载具再次回到第二搬运机构的下方，由第二搬运机构搬运至第二移载机构中，第二移载机构将空载的第一载具移动至第三搬运机构的下方，第三搬运机构夹取底座放置到第一载具中，待第一载具中放满底座后，再由第二移载机构将满载有底座的第一载具推送到第三输送线上，由第三输送线输出至后续工站进行COS芯片组装焊接；实现了激光泵浦源中光学模组的多工序间的自动串联，提高了自动化程度，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例激光泵浦源光学模组的自动组装生产线的一种俯视结构示意图；
图2为本发明实施例中光学模组的一种部分爆炸结构示意图；
图3为本发明实施例中地轨机器人的一种结构示意图；
图4为本发明实施例中点胶下料装盘机的一种俯视结构示意图；
图5为本发明实施例中料盘供收机构的一种结构示意图；
图6为本发明实施例中点胶机构的一种结构示意图；
图7为本发明实施例中第一搬运机构的一种结构示意图；
图8为本发明实施例中第一开夹组件的一种侧视结构示意图；
图9为本发明实施例中侧推机构和下压机构的一种结构示意图；
图10为本发明实施例中中转换乘上料机的一种俯视结构示意图；
图11为本发明实施例中第一移载机构的一种结构示意图；
图12为本发明实施例中第二搬运机构的一种结构示意图；
图13为本发明实施例中第二搬运机构中第二开夹组件的一种结构示意图；
图14为本发明实施例中第三搬运机构的一种结构示意图；
图15为本发明实施例中第四搬运机构的一种结构示意图；。
图中：200-光学模组，201-底座，202-COS芯片，203-FAC镜片，204-SAC镜片；300-COS底座模组；
1-地轨机器人，11-地轨，12-机器人，13-直线驱动模组，14-载具夹持模组；
2-FAC组装机；3-SAC组装机；
4-点胶下料装盘机，41-第一输送线，42-第一回流线，43-料盘供收机构，431-第一料仓，432-第二料仓，433-托举移载模组，434-支撑组件，435-分料组件，4351-第三气缸，4352-第四气缸，4353-托板，44-点胶机构，441-第一电机，442-第一支撑板，443-第二电机，444-第二支撑板，445-第一视觉相机，446-第三电机，447-第一旋转板，448-点胶枪，449-UV固化模组，45-第一搬运机构，451-第四电机，452-第三支撑板，453-第五电机，454-第四支撑板，455-旋转气缸，456-第二旋转板，457-夹爪模组，458-第一开夹组件，4581-浮动板，4582-第一气缸，4583-第一开夹板，46-侧推机构，47-不良品收料模组，48-下压机构，481-第二气缸，482-压杆；
5-中转换乘上料机，51-第二输送线，52-第二回流线，53-第三输送线，54-第一移载机构，541-第六电机，542-第五支撑板，543-承载滑槽，544-第一定位组件，545-第二定位组件，546-压紧组件，547-顶压组件，55-第二移载机构，56-底座供料机构，57-第二搬运机构，571-XYZ三轴移载模组，572-第六支撑板，573-第二视觉相机，574-第一夹持组件，575-第二开夹组件，5751-第二开夹板，58-第三搬运机构，581-第一YZ移载模组，582-第七支撑板，583-第五气缸，584-夹爪，59-第四搬运机构，591-第二YZ移载模组，592-第八支撑板，593-第六气缸，594-第九支撑板，595-第二夹持组件，596-第三开夹组件，510-NG品回收位；
6-COS组装机；7-真空回流焊接机；8-FAC入载具操作工位；9-第一载具；10-第二载具。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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，并获得其他的实施方式。
实施例：
如图1至图15所示，本实施例为一种激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其包括地轨机器人1，围绕地轨机器人1设置的若干FAC组装机2、至少一台SAC组装机3、点胶下料装盘机4、中转换乘上料机5、COS组装机6、真空回流焊接机7与FAC入载具操作工位8，在中转换乘上料机5、COS组装机6以及真空回流焊接机7之间循环流转的第一载具9，在FAC入载具操作工位8、FAC组装机2、SAC组装机3、点胶下料装盘机4以及中转换乘上料机5之间循环流转的第二载具10。
如图3所示，地轨机器人1包括地轨11、在地轨11上移动的机器人12、驱动机器人12在地轨11上移动的直线驱动模组13以及设置在机器人12活动末端的载具夹持模组14；FAC组装机2与SAC组装机3设置在地轨11的相对两侧；中转换乘上料机5设置在地轨11的一端；点胶下料装盘机4与FAC入载具操作工位8位于中转换成上料机5的两边且具有在地轨机器人1工作范围内的载具承接位；COS组装机6靠近中转换乘上料机5设置或直接与中转换乘上料机5的一个输送线对接；真空回流焊接机7靠近COS组装机6和FAC入载具操作工位8设置。
载具夹持模组14具有两个夹持位，一个夹持位用于夹持待放入的载具，另一个夹持位用于将载具取出。
本实施例用于组装激光泵浦源中的光学模组200，如图2所示，光学模组200包括底座201、焊接固定在底座201上的COS芯片202、粘接在底座201上的FAC镜片203与SAC镜片204。
本实施例中，由于FAC镜片的耦合组装耗时较长，因此，配置有多台FAC组装机2，以提高生产线的整体效率。
本实施例的工作流程为：空载的第一载具9在中转换乘上料机5中装入底座201，然后进入COS组装机6中自动装入焊片和COS芯片202，然后流转到真空回流焊接机7中，将COS芯片202焊牢固定在底座201上，构成COS底座模组300；第一载具9承载所述COS底座模组300再次回到中转换乘上料机5中，在中转换乘上料机5中，对所述COS底座模组300进行检测，并将合格的COS底座模组300从第一载具9中取出转放到第二载具10中，第二载具10中放满所述COS底座模组300后输出，然后输入到FAC入载具操作工位8，而空载的第一载具9则重复其周期动作，再次装入底座201后输出；在FAC入载具操作工位8上，在第二载具10中放入FAC镜片203，然后输出；地轨机器人1从FAC入载具操作工位8上取走承载有所述COS底座模组300和FAC镜片203的第二载具10，然后放入到FAC组装机2中完成FAC镜片203的耦合组装；再进入到SAC组装机3中完成SAC镜片204的耦合组装，得到光学模组200；然后进入点胶下料装盘机4中，对SAC镜片204进行二次点胶固化，然后将光学模组200从第二载具10中取出放置到料盘中，实现料盘式自动收料；空载的第二载具10然后进入中转换乘上料机5，在中转换乘上料机5承接新的所述COS底座模组300后输出，重复进行下一个周期动作。
本实施例中，FAC组装机2、SAC组装机3、第一载具9、第二载具10、COS组装机6均采用本申请人已经研发出来的设备，其中FAC组装机2的具体结构如中国专利公开号为CN115431037A公开的基于降维调整的FAC镜片高效组装方法及组装设备所述；SAC组装机3的具体结构如中国专利公开号CN218547147U公开的一种实现降维调整的SAC镜片高效组装设备所述；第一载具9的具体结构如中国专利公开号CN218448906U公开的一种基于模块化底座的COS组装压紧治具所述；第二载具10的具体结构如中国专利公开号CN218657706U公开的一种能降维调整的FAC组装用治具所述；COS组装机6的具体结构如中国专利公开号CN115296139B公开的基于模块化底座的COS组装方法及组装设备所述。因此，本实施例不再对上述机构的具体结构进行赘述。
由于真空回流焊接机7要求真空环境，本实施例中，第一载具9在COS组装机6与真空回流焊接机7之间的流转采用人工实现。在其他实施例中，第一载具9在COS组装机6与真空回流焊接机7之间的流转也可以采用第一搬运机器人实现，配合的在真空回流焊接机7上设置自动门控结构，在机械手夹取第一载具9放入真空回流焊接机7前，该自动门控结构打开，待第一载具9放入后自动关闭，待COS芯片202焊接好后，该自动门控结构再次打开，机械手伸入真空回流焊接机7内将第一载具9取出，然后放在进入中转换乘上料机5的输送线上即可。
FAC入载具操作工位8主要用于将FAC镜片203放入到第二载具10中。本实施例中，FAC镜片203的放入采用人工操作。在其他实施例中，FAC镜片203的放入也可以采用FAC上料机构实现，例如，在FAC入载具操作工位8设置与中转换乘上料机5中用于输出第二载具10的输送线对接的第二载具输送线，在输入线设定位置设置对第二载具10进行顶升定位的顶升定位机构；FAC镜片203采用载盘形式供料，并放置在供料位处；利用三轴移载机构配合CCD视觉相机辅助定位，并采用如中国专利公开号为CN216830958U公开的一种光学镜片元器件的小型电动夹爪实现FAC镜片的夹取放置；三轴移载机构在所述CCD视觉相机的作用下从所述供料位处的料盘中夹取FAC镜片203并逐一放入到第二载具10中，直至放满第二载具10；第二载具10再通过第二载具输送线输送至地轨机器人1的工作范围内，供地轨机器人1取走。
本实施例中，点胶下料装盘机4主要用于对光学模组200中的SAC镜片204进行二次点胶固化，然后采用料盘形式进行下料收料。如图4所示，点胶下料装盘机4包括第一输送线41、与第一输送线41末端对接的第一回流线42、位于第一输送线41尾侧的料盘供收机构43、沿第一输送线41依次设置的点胶工位与下料工位、设置在所述点胶工位上方的点胶机构44、移载范围覆盖所述下料工位和所述料盘供收机构43的第一搬运机构45以及将第二载具10从第一输送线41上推送至第一回流线42上的侧推机构46。第二载具10在第一输送线41和第一回流线42上输送。
本实施例中，第一回流线42与第一输送线41垂直分布。所述点胶工位与所述下料工位处均设置有将第二载具10向上顶起脱离第一输送线41并对其进行定位的顶升定位机构。
点胶下料装盘机4还包括不良品收料模组47，不良品收料模组47设置在第一输送线41的延长线方向上且位于料盘供收机构43的下游。
如图6所示，点胶机构44包括第一电机441、受第一电机441驱动沿第一输送线41输送方向运动的第一支撑板442、固定在第一支撑板442上的第二电机443、受第二电机443驱动进行上下运动的第二支撑板444、固定在第二支撑板444上的第一视觉相机445与第三电机446、受第三电机446驱动绕竖直轴旋转的第一旋转板447以及固定在第一旋转板447上的点胶枪448。点胶枪448随着第一支撑板442移动，实现对第二载具10上的所有SAC镜片204逐一进行点胶操作；而通过第三电机446驱动点胶枪448旋转，实现点胶枪448位置的调整，对一个SAC镜片204的两处或多处不同位置进行点胶操作。本实施例中，点胶机构44对激光泵浦源的单个光学阵列模组中的SAC镜片的两侧边进行点胶，以实现对SAC镜片的二次固化，提高镜片在底座上的粘接牢固度和位置稳定性。
点胶机构44还包括对工件上点胶位置进行UV固化的UV固化模组449。本实施例中，UV固化模组449设置在第一输送线41旁侧，在其他实施例中，UV固化模组449可以设置在第一旋转板447上或第二支撑板444上。
如图7所示，第一搬运机构45包括第四电机451、受第四电机451驱动沿第一输送线41输送方向移动的第三支撑板452、固定在第三支撑板452上的第五电机453、受第五电机453驱动进行上下运动的第四支撑板454、固定在第四支撑板454上的旋转气缸455、受旋转气缸455驱动绕竖直轴旋转的第二旋转板456以及固定在第二旋转板456上的夹爪模组457。通过旋转气缸455驱动夹爪模组457旋转，实现光学模组200的角度调节，以满足其在料盘供收机构43中的摆放方向要求。
由于光学模组200在第二载具10中受弹性侧压块侧向压紧固定，因此，为了能够顺利的将光学模组200从第二载具10中取出，第二旋转板456上还设置有将上述弹性侧压块松开的第一开夹组件458。如图8所示，第一开夹组件458包括上下弹性浮动设置在第二旋转板456上的浮动板4581、固定在浮动板4581上的第一气缸4582以及受第一气缸4582驱动进行水平移动的第一开夹板4583。第一开夹板4583通过水平移动平推弹性侧压块，即可松开对光学模组200的夹持作用。
为了保障第一搬运机构45夹取光学模组200时第二载具10的位置稳定性，防止被光学模组200将第二载具10带起造成第二载具10移动，所述下料工位处还设置有向下压持第二载具10的下压机构48，如图9所示，下压机构48包括第二气缸481以及受第二气缸481驱动进行上下运动的压杆482。
如图5所示，料盘供收机构43包括垂直于第一输送线41方向依次设置的料盘回收工位、工件装盘工位与料盘供料工位、设置在所述料盘回收工位处的第一料仓431、设置在所述料盘供料工位处的第二料仓432以及在第一料仓431与第二料仓432下方之间移动的托举移载模组433。所述工件装盘工位位于第一输送线41的尾侧延长线上，第二料仓432与第一料仓431位于所述工件装盘工位的前后两侧；第一料仓431用于装载堆叠状的满载料盘；第二料仓432用于装载堆叠状的空载料盘；托举移载模组433用于在第二料仓432底部取出一个空载料盘，然后移动至所述工件装盘工位处承接光学模组200，待装满后移动至第一料仓431的下方，然后将满载料盘从底部放入到第一料仓431中。
第一料仓431底部的相对两侧设置有支撑组件434，支撑组件434允许料盘从支撑组件434的下方向上通过，但不允许料盘从支撑组件434的上方向下通过。第二料仓432底部的相对两侧设置有分料组件435，分料组件435包括第三气缸4351、受第三气缸4351驱动进行上下运动的第四气缸4352、受第四气缸4352驱动进行水平移动的托板4353。支撑组件434与分料组件435的工作原理属于现有技术，本实施例就不再赘述。
点胶下料装盘机4的工作原理为：第二载具10从第一输送线41输入，达到点胶工位后，通过点胶机构44对SAC镜片204的两边进行点胶，待第二载具10中的所有SAC镜片204点胶完成后，移动至下料工位，通过第一搬运机构45将第二载具10中的所有光学模组200取出并根据FAC组装机2和SAC组装机3中的检测结果，将合格的光学模组200放入料盘供收机构43中进行料盘式收料，将不合格的光学模组200放入到不良品收料模组47中；然后空载的第二载具10在侧推机构46的作用下推送至第一回流线42上，通过第一回流线42输送至中转换乘上料机5中。
如图10所示，中转换乘上料机5包括平行依次设置的且沿X方向输送的第二输送线51、第二回流线52与第三输送线53、位于第二回流线52与第三输送线53之间且沿X方向移载的第一移载机构54、与第三输送线53尾部对接且在第三输送线53的延长线上移载的第二移载机构55、位于第二移载机构55旁侧的底座供料机构56、搬运范围覆盖第二输送线51和第一移载机构54的第二搬运机构57、搬运范围覆盖第二回流线52、第一移载机构54和第二移载机构55的第三搬运机构58以及搬运范围覆盖第二移载机构55与底座供料机构56的第四搬运机构59。第一载具9通过第二回流线52输入中转换乘上料机5，并通过第三输送线53输出；第二载具10通过第二输送线51输入和输出。
第二搬运机构57的移载范围内还设置有NG品回收位510。
第二输送线51的输入端对接第一回流线42的输出端；第二回流线52的输入端对接真空回流焊接机7的输出端；第三输送线53的输出端对接COS组装机6的输入端。此处所述的“对接”可以是机构上的直接对接，例如第二回流线52的输入端直接延伸至真空回流焊接机7的输出端，待机械手从真空回流焊接机7中取出第一载具9后直接将其放置到第二回流线52上；又如第三输送线53的输出端直接延伸至COS组装机6的输入端，利用机械手将第一载具9从第三输送线53中取出然后将其放置到COS组装机6中。此处所述的“对接”也可以是物料流转形式上的对接，例如第一载具9从真空回流焊接机7中输出后再流入到第二回流线52中，又如第一载具9从第三输送线53输出后流入到COS组装机6中。
如图11所示，第一移载机构54包括第六电机541、受第六电机541驱动平行于第二输送线51输送方向在接料工位与卸料工位之间移动的第五支撑板542、设置在第五支撑板542上的承载滑槽543、位于承载滑槽543前后两端对第一载具9进行前后定位的第一定位组件544、位于承载滑槽543旁侧与承载滑槽543配合对第一载具9进行两侧定位的第二定位组件545、固定在第五支撑板542上且向下压紧第一载具9的压紧组件546以及位于所述卸料工位处将第一载具9中用于压紧COS芯片的压紧件向上打开的顶压组件547。
在所述接料工位处，第三搬运机构58从第二回流线52上搬运满载有COS底座模组300的第一载具9放置到承载滑槽543中，通过第一定位组件544限制住第一载具9的前后位置，同时，通过第二定位组件545与承载滑槽543的侧壁限制住第一载具9的左右两侧位置，进而实现对第一载具9的位置固定；在第六电机541驱动下，驱动第五支撑板542移动至所述卸料工位处，第六电机541首先驱动第一载具9中的第一个承载位对准顶压组件547，然后顶压组件547中的顶杆向上顶起，将第一个承载位上方的压紧件打开，第二搬运机构57对第一承载位中的COS底座模组300进行检测，若检测合格，则将其搬运到第二输送线51上的第二载具10中；若检测不合格，则将其搬运到NG品回收位510中；然后第二个承载位达到顶压组件547上方，重复上述检测卸料动作，直至第一载具9中的COS底座模组300全部取走，然后第六电机541驱动空的第一载具9回到所述接料工位处，第三搬运机构58将空的第一载具9搬运到第二移载机构55中；然后第五支撑板542再次回到所述接料工位处承接下一个满载的第一载具9，进入下一个周期动作循环。
第二移载机构55的移载方向上依次设定有下载具工位、上载具工位以及上料工位，第二移载机构55与第一移载机构54的结构基本相同，且同样包括第六电机541、第五支撑板542、承载滑槽543、第一定位组件544、第二定位组件545、压紧组件546以及顶压组件547；第五支撑板542受第六电机541驱动在所述下载具工位、所述上载具工位以及所述上料工位之间进行移动；所述顶压组件547设置于所述上料工位处，所述下载具工位靠近所述第三输送线53输入端。
第五支撑板542首先停留在所述上载具工位处，第三搬运机构58将空载的第一载具9从第一移载机构54中搬运到第二移载机构55中的承载滑槽543上，然后第五支撑板542移动至所述上料工位处，在所述上料工位处，顶压组件547依次打开第一载具9中的压紧件，第三搬运机构9从底座供料机构56中取出底座201依次放入第一载具9的承载位中，直至第一载具9中放满底座201；然后第五支撑板542移动至所述下载具工位处，在所述下载具工位处，承载滑槽543的端部与第三输送线53对接，在第一定位组件544中的水平气缸推动下，将满载有底座201的第一载具9推送到第三输送线53上，然后由第三输送线53输出。
底座供料机构56与料盘供收机构43结构相同，底座供料机构56平行于第二输送线51输送方向依次形成有料盘供料工位、底座供料工位以及料盘回收工位；底座供料机构56同样包括设置在该料盘回收工位处的第一料仓431、设置在该料盘供料工位处的第二料仓432以及在第一料仓431与第二料仓432下方之间移动的托举移载模组433。
如图12所示，第二搬运机构57包括XYZ三轴移载模组571、受XYZ三轴移载模组571驱动的第六支撑板572、设置在第六支撑板572上的第二视觉相机573与第一夹持组件574以及设置在第六支撑板572上且位于第一夹持组件574旁的第二开夹组件575。
第二开夹组件575用于打开第一载具9中的第一侧压件(即压持弹片)与打开第二载具10中的第二侧压件(即弹性侧压块)。第二开夹组件575与第一开夹组件458结构基本相同，另外，如图13所示，第二开夹组件575除了包括浮动板4581、固定在浮动板4581上的第一气缸4582以及受第一气缸4582驱动进行水平移动的第一开夹板4583之外，还包括固定在第一气缸4582本体上的第二开夹板5751。第二开夹板5751用于水平平推第一载具9中的第一侧压件，使其处于打开状态，以便将COS底座模组300取出；第一开夹板4583用于水平平推第二载具10中的第二侧压件，使其处于打开状态，以便放入COS底座模组300。
如图14所示，第三搬运机构58包括第一YZ移载模组581、设置在第一YZ移载模组581活动末端的第七支撑板582、固定在第七支撑板582上的第五气缸583以及受第五气缸583驱动进行张开与夹持动作的夹爪584。第五气缸583驱动夹爪584夹持托住第一载具9实现第一载具9的位置变化。
如图15所示，第三搬运机构59包括第二YZ移载模组591、设置在第二YZ移载模组591活动末端的第八支撑板592、固定在第八支撑板592上的第六气缸593、受第六气缸593驱动沿X轴移动的第九支撑板594以及固定在第九支撑板594上的第二夹持组件595与第三开夹组件596。
第二夹持组件595与第一夹持组件574结构相同。
第三开夹组件596与第一夹持组件574结构相同，同样包括浮动板4581、固定在浮动板4581上的第一气缸4582以及受第一气缸4582驱动进行水平移动的第一开夹板4583。
中转换乘上料机5的工作原理为：第二载具10从第二输送线51的左侧输入，装载有COS底座模组300的第一载具9从第二回流线52的右侧输入；第三搬运机构58将第二回流线52上的第一载具9搬运到第一移载机构54上；第一移载机构54驱动第一载具9向左移动至第二搬运机构57下方；第二搬运机构57再对第一载具9中的COS底座模组300进行检测，将检测合格的COS底座模组300搬运到第二输送线51上的第二载具10中，将检测不合格的COS底座模组300搬运到NG品回收位510处的回收料盘中；装满COS底座模组300的第二载具10再由第二输送线51从右侧输出，用于流转于后续的FAC镜片上料工站、FAC镜片组装工站以及SAC镜片组装工站；而空载的第一载具9则再次由第三搬运机构58搬运到第二移载机构55上；第二移载机构55承载第一载具9向左移动至第四搬运机构59的下方；第四搬运机构59从底座供料机构56中取出底座201并将其放置到第一载具9中，第一载具9中装满底座201后，再次由第二移载机构55将其推送至第三输送线53上，从第三输送线53的右侧输出，用于流转于后续的COS芯片组装工站以及COS芯片焊接工站。
本发明能够实现激光泵浦源中光学模组底座的自动供料、COS芯片的组装焊接、FAC镜片与SAC镜片的自动耦合装配以及光学模组的自动下料装盘收料操作，大大提高了组装效率，保障了产品品质。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其特征在于，包括：
第一载具和第二载具；
中转换乘上料机，用于供应底座并将所述底座放入到空载的第一载具中后输出；将装载有COS底座模组的第一载具中合格的COS底座模组取出后，放置到第二载具中；待第二载具装满合格的COS底座模组后输出；
FAC入载具操作工位，用于在装满合格的COS底座模组的第二载具上放入FAC镜片；
FAC组装机，用于在第二载具中的COS底座模组上完成FAC镜片的耦合组装；
SAC组装机，用于在FAC镜片组装完成后，在第二载具中的COS底座模组上完成SAC镜片的耦合组装，得到光学模组；
点胶下料装盘机，用于在第二载具中对所述光学模组中的SAC镜片进行点胶二次固化，并将所述光学模组从第二载具中取出进行料盘式下料收料，空载的第二载具回流至中转换乘上料机中；
COS组装机，用于在第一载具中的底座上放入COS芯片；
真空回流焊接机，用于对第一载具中的COS芯片进行焊接，使COS芯片固定焊接在所述底座上，得到所述COS底座模组；
地轨机器人，用于搬运第二载具在FAC入载具操作工位、FAC组装机、SAC组装机以及点胶下料装盘机之间进行流转；
所述点胶下料装盘机包括第一输送线、与所述第一输送线末端对接的第一回流线、位于所述第一输送线尾侧的料盘供收机构、沿所述第一输送线依次设置的点胶工位与下料工位、设置在所述点胶工位上方的点胶机构、移载范围覆盖所述下料工位和所述料盘供收机构的第一搬运机构以及将所述第二载具从所述第一输送线上推送至所述第一回流线上的侧推机构；
所述第一搬运机构包括第四电机、受所述第四电机驱动且沿所述第一输送线输送方向移动的第三支撑板、固定在所述第三支撑板上的第五电机、受所述第五电机驱动进行上下运动的第四支撑板、固定在所述第四支撑板上的旋转气缸、受所述旋转气缸驱动绕竖直轴旋转的第二旋转板以及固定在所述第二旋转板上的夹爪模组；所述第二旋转板上设有用于将第二载具中的弹性侧压块松开的第一开夹组件；
所述中转换乘上料机包括依次平行设置且沿设定的X轴方向输送的第二输送线、第二回流线与第三输送线，位于所述第二回流线与所述第三输送线之间且沿设定的X轴方向移载的第一移载机构，与所述第三输送线尾部对接且在所述第三输送线的延长线上移载的第二移载机构，位于所述第二移载机构旁侧的底座供料机构，搬运范围覆盖所述第二输送线和所述第一移载机构的第二搬运机构，搬运范围覆盖所述第二回流线、所述第一移载机构和所述第二移载机构的第三搬运机构以及搬运范围覆盖所述第二移载机构与所述底座供料机构的第四搬运机构；所述第一载具通过所述第二回流线输入中转换乘上料机，并通过所述第三输送线输出；所述第二载具通过所述第二输送线输入和输出；
所述第一移载机构与所述第二移载机构均包括第六电机、受所述第六电机驱动并平行于所述第二输送线输送方向移动的第五支撑板、设置在所述第五支撑板上的承载滑槽、位于所述承载滑槽前后两端并用于对第一载具进行前后定位的第一定位组件、位于所述承载滑槽旁侧且与承载滑槽配合用于对第一载具进行两侧定位的第二定位组件、固定在所述第五支撑板上且向下压紧第一载具的压紧组件以及设置在所述第五支撑板移载路径下方将第一载具中用于压紧COS芯片的压紧件向上顶开的顶压组件；
所述第一移载机构的移载方向上依次设有接料工位与卸料工位；在所述接料工位处承接第一载具；在所述卸料工位处，等待第一载具中的COS底座模组被取出；
所述第二移载机构的移载方向上依次设有下载具工位、上载具工位以及上料工位；在所述下载具工位处，将装载有底座的第一载具推送至第三输送线上；在所述上载具工位处承接空载的第一载具；在所述上料工位处，等待底座放入到空载的第一载具中。
2.根据权利要求1所述的激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其特征在于，所述地轨机器人包括地轨、在所述地轨上移动的机器人以及设于所述机器人活动末端的载具夹持模组；所述FAC组装机与所述SAC组装机设于所述地轨的相对两侧；所述中转换乘上料机设于所述地轨的一端；所述点胶下料装盘机与所述FAC入载具操作工位位于所述中转换成上料机的两边且具有在所述地轨机器人工作范围内的载具承接位；所述COS组装机靠近所述中转换乘上料机设置或直接与所述中转换乘上料机的一个输送线对接；所述真空回流焊接机靠近所述COS组装机和所述FAC入载具操作工位设置。
3.根据权利要求1所述的激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其特征在于，还包括第一搬运机器人；所述第一搬运机器人用于将COS组装机中的第一载具取出后放入到真空回流焊接机中，以及将放入到真空回流焊接机中的第一载具取出后放入到中转换乘上料机中或将放入到真空回流焊接机中的第一载具取出后放到输送线上输送至所述中转换乘上料机中。
4.根据权利要求1所述的激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其特征在于，还包括用于在FAC入载具操作工位处将FAC镜片放入到第二载具中的FAC上料机构、用于提供FAC镜片的FAC供料机构以及用于将承载有FAC镜片和COS底座模组的第二载具输送至地轨机器人工作范围内的输送装置。
5.根据权利要求1所述的激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其特征在于，所述第二输送线的输入端对接所述第一回流线的输出端；所述第二回流线的输入端对接所述真空回流焊接机的输出端；所述第三输送线的输出端对接所述COS组装机的输入端。
6.根据权利要求1所述的激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其特征在于，所述第二搬运机构包括XYZ三轴移载模组、受所述XYZ三轴移载模组驱动的第六支撑板、设置在所述第六支撑板上的第二视觉相机与第一夹持组件、以及设置在所述第六支撑板上且用于打开第一载具中的压持弹片和打开第二载具中的弹性侧压块的第二开夹组件；
所述第三搬运机构包括第一YZ移载模组、设置在所述第一YZ移载模组活动末端的第七支撑板、固定在所述第七支撑板上的第五气缸以及受第五气缸驱动进行张开与夹持动作的夹爪；
所述第四搬运机构包括第二YZ移载模组、设置在所述第二YZ移载模组活动末端的第八支撑板、固定在所述第八支撑板上的第六气缸、受所述第六气缸驱动并沿X轴移动的第九支撑板以及固定在所述第九支撑板上的第二夹持组件与用于打开第一载具中的压持弹片的第三开夹组件。
7.激光泵浦源光学模组的自动组装生产线的生产工艺，基于权利要求1所述的激光泵浦源光学模组的自动组装生产线，其特征在于，所述激光泵浦源光学模组的自动组装生产线的生产工艺包括如下步骤：
S1，空载的第一载具在中转换乘上料机中装入底座，并进入COS组装机中自动装入焊片和COS芯片，接着流转到真空回流焊接机中，将COS芯片焊接固定在底座上，构成COS底座模组；
S2，第一载具承载所述COS底座模组再次回到中转换乘上料机中，在中转换乘上料机中，所述中转换乘上料机对所述COS底座模组进行检测，并将合格的COS底座模组从第一载具中取出转放到第二载具中，将不合格的COS底座模组进行排废收集；待第二载具中放满所述COS底座模组后从中转换乘上料机中输出，并输入到FAC入载具操作工位，而空载的第一载具在中转换乘上料机中再次装入底座后输出，重复进行下一个周期动作；
S3，在FAC入载具操作工位上，在第二载具中放入FAC镜片，并输出至地轨机器人的工作范围内；地轨机器人从FAC入载具操作工位上取走承载有COS底座模组和FAC镜片的第二载具，并放入到FAC组装机中完成FAC镜片的耦合组装；完成FAC镜片的耦合组装后，再进入到SAC组装机中完成SAC镜片的耦合组装，得到光学模组；接着进入点胶下料装盘机中，对SAC镜片进行二次点胶固化，再将光学模组从第二载具中取出放置到料盘中，进行料盘式自动收料；空载的第二载具最后回流到中转换乘上料机中，在中转换乘上料机中承接新的COS底座模组后输出，重复进行下一个周期动作。
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