CN210605097U - 一种自动耦光机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种自动耦光机，包括台座以及设置在台座上的载料机构、定位机构、六轴机械手、光路引导机构和上位机；载料机构包括管壳固定装置，管壳固定装置用于固定管壳；定位机构包括第一相机和第二相机，第一相机的光轴延伸方向和第二相机的光轴延伸方向垂直，第一相机和第二相机相互协作用于确定待耦合透镜的位置；六轴机械手上设置吸嘴和第一UV灯，六轴机械手分别带动吸嘴和第一UV灯移动；光路引导机构包括光探头和收光装置，光探头用于耦合透镜时的光斑确认，收光装置用于安装透镜时的功率耦合；上位机分别控制连接载料机构、定位机构、六轴机械手和光路引导机构。自动耦光机可代替人工实现透镜的高精度贴装，提高工作效率。

Description

一种自动耦光机

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种自动耦光机。

背景技术

TOSA(Transmit Optical Sub-Assembly，光发射次模块)，用于将电信号转化为光信号。TOSA通过TO封装方式组成，TO封装后的TOSA包括管壳、LD(Laser Diode，半导体激光器)芯片和透镜等构件。LD芯片和透镜等构件固定在管壳内，且LD芯片发出的光信号经过透镜。因此，在固定组装透镜时，需要将透镜做到高精度耦合，透镜位置以及角度设置达到预设，使LD芯片发出的光信号按照预定光路传播。

目前TOSA封装同轴耦合方式，主要采用手动耦合，X、Y方向找光，Z方向压光，使透镜耦合光功率达到规范要求。手动耦合台产能比较低，渐渐不适用于市场对TOSA的旺盛需求。因此如何保证透镜高精度耦合并提高工作效率，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本申请提供了一种自动耦光机，实现TOSA中透镜高效率、高精度耦合。

本申请提供了一种自动耦光机，包括台座以及设置在所述台座上的载料机构、定位机构、六轴机械手、光路引导机构和控制机；其中：

所述载料机构包括管壳固定装置，所述管壳固定装置用于固定管壳；

所述定位机构包括第一相机和第二相机，所述第一相机的光轴延伸方向和所述第二相机的光轴延伸方向垂直，所述第一相机和第二相机相互协作用于确定待耦合透镜的位置；

所述六轴机械手上设置吸嘴和UV灯，所述六轴机械手分别带动所述吸嘴和所述UV灯移动；

所述光路引导机构包括光探头和收光装置，所述光探头用于耦合透镜时的光斑确认，所述收光装置用于安装透镜时的功率耦合；

所述上位机分别控制连接所述载料机构、定位机构、六轴机械手和光路引导机构。

本申请提供的自动耦光机，在使用时，TOSA管壳通过载料机构的管壳固定装置固定，吸嘴用于吸附透镜，六轴机械手带动吸嘴移动，从而带动透镜移动，定位机构第一相机和第二相机对透镜进行实时定位并在结合上位机将透镜移动到预设位置；通过光探头和收光装置分别预设位置的透镜进行光斑耦合与光功率耦合，确定透镜耦光位置；六轴机械手带动吸嘴对透镜进行点胶，然后再经六轴机械手将透镜移至耦光位置，再通过收光装置分别对耦光位置的透镜进行光功率耦合校正；确定耦合到指定功率值后通过六轴机械手将UV灯移至透镜附近并开启UV灯，对透镜进行UV固化，将透镜与管壳固定。因此本申请提供的自动耦光机可代替人工实现透镜的高精度贴装，用于提高工作效率。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的一种自动耦光机的结构示意图；

图2为本申请实施例中提供的一种自动耦光机的局部结构示意图一；

图3为本申请实施例中提供的一种自动耦光机的局部结构示意图二；

图4为本申请实施例中提供的一种自动耦光机的局部结构示意图三；

图5为本申请实施例中提供的一种自动耦光机的局部结构示意图四；

图6为本申请实施例中提供的一种自动耦光机的局部结构示意图五。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

附图1为本申请实施例提供的一种自动耦光机的立体图，附图1示出了本申请实施例提供的自动耦光机的基本结构。如附图1所示，本申请实施例提供的自动耦光机包括台座1以及设置在台座1上的载料机构2、定位机构3、六轴机械手4、光路引导机构5和上位机。

如附图1所示，为便于台座1放置与固定，在本申请实施例中，台座1可选长方体结构，优选扁平的长方体结构。在本申请具体实施方式中，台座1被固定在操作台桌面上。上位机分别控制连接载料机构2、定位机构3、六轴机械手4和光路引导机构5，上位机应用于存储自动耦光机操作控制程序等，控制载料机构2、定位机构3、六轴机械手4和光路引导机构5移动和工作，实现自动耦光机中各构件的自动控制。上位机可设置在操作台桌面的侧边，便于操作者调制。

附图2为本申请实施例提供的自动耦光机的局部结构示意图，图2示出了本申请实施例中载料机构2的基本结构。如附图2所示，载料机构2包括管壳固定装置201，管壳固定装置201用于固定管壳。可选的，管壳固定装置201包括支撑座和夹持块，支撑座连接夹持块，夹持块用于夹持固定管壳。

进一步，为便于自动耦光机的使用，载料机构2还包括料盘202和胶盘203，料盘202用于批量承载透镜，胶盘203用于盛装UV胶水。可选的，料盘202的顶部设置若干透镜槽，透镜槽成排成列的均匀设置，透镜均匀的放置在透镜槽内，进而透镜被成排成列的均匀排放。为提高工作效率，管壳固定装置、料盘和胶盘的工作中心点在同一直线上，保证取料、点胶等之间移动距离最小。

在本申请实施例中，载料机构2还包括料盘夹具204，料盘202可拆卸连接料盘夹具204。当料盘202内的物料用完或需要更换的时候，直接将料盘202从料盘夹具204拆卸下来，便于添加物料或更换物料，以及提高添加或更换物料的效率。

在本申请实施例中，载料机构2还包括旋转件205和旋转驱动电机206，旋转驱动电机206带动旋转件205旋转。胶盘203设置在旋转件205上，当旋转件205旋转时，可带动胶盘203转动，转动的胶盘203避免其内胶水沉积凝固并且便于保证胶盘203内胶水厚度均匀，从而确保透镜点胶均匀。

在本申请实施例中，载料机构2还包括第一滑动模组207，第一滑动模组207可选用市售直线滑动模组，包括电机、滑轨和与滑轨配合的滑块。第一滑动模组207的滑动延伸方向台座1的宽度方向平行，即第一滑动模组207台座1的宽度方向布置。管壳固定装置201、料盘202和胶盘203设置在第一滑动模组207的滑块上，驱动第一滑动模组207的电机，滑轨带动管壳固定装置201、料盘202和胶盘203沿滑轨延伸方向移动。可移动的管壳固定装置201、料盘202和胶盘203更加方便适用于自动耦光机。可选的，料盘夹具204连接第一滑动模组207，料盘202通过料盘夹具204设置在第一滑动模组207上。

附图3为本申请实施例提供的自动耦光机的局部结构示意图，图3示出了本申请实施例中定位机构3的基本结构。如附图3所示，定位机构3包括第一相机301和第二相机302，第一相机301的光轴延伸方向和第二相机302的光轴延伸方向垂直。可选的，第一相机301的光轴延伸方向与台座1的高度方向平行，即第一相机301的光轴垂直于台座1顶面；第二相机302的光轴延伸方向与台座1的宽度方向平行。第一相机301和第二相机302用于对待耦合透镜进行拍照，相互协作在立体空间内确定待耦合透镜的位置。

为便于第一相机301和第二相机302使用，如附图3所示，本申请实施例提供的自动耦光机还包括龙门架6。龙门架6的底部固定连接台座1，龙门架6的横梁延伸方向台座的长度方向平行，第一相机301和第二相机302设置在龙门架6上，龙门架6支撑第一相机301和第二相机302。

进一步，在本申请实施例中，龙门架6的横梁上固定设置第二滑动模组601，第二滑动模组的滑动延伸方向与龙门架6的横梁延伸方向平行；第二滑动模组601上配合设置有第三滑动模组602，第三滑动模组602的滑动延伸方向与台座1的高度方向平行，即第二滑动模组601的滑动延伸方向与第三滑动模组602的滑动延伸方向垂直。第二滑动模组601和第三滑动模组602结构与第一滑动模组207的结构类似，在此不再赘述。第一相机301设置第三滑动模组602上，第一相机301可沿第三滑动模组602的滑动延伸方向移动。如此，第二滑动模组601与第三滑动模组602配合实现第一相机301在台座1的长度方向和高度方向的移动，进而实现第一相机301在台座上方立体空间内的移动，有效防止装卸管壳、更换料盘202等时碰撞第一相机301，为装卸管壳、更换料盘202等提供充足的空间。

在本申请实施例中，第二滑动模组601的滑块上设置连接板603，第三滑动模组602通过所述连接板603固定连接第二滑动模组601的滑块。可选的，第二相机302设置在所述连接板603的端部，移动第一相机301的同时移动第二相机302，保证第一相机301和第二相机302相对位置的固定，便于第一相机301和第二相机302的配合使用。

如附图3所示，第一相机301的前端设置光源303，光源303固定连接第一相机301的前端。光源303用于照亮第一相机301和第二相机302拍摄环境的亮度，补偿第一相机301和第二相机302拍摄所需的光，提高第一相机301和第二相机302的拍摄质量。

如附图3所示，本申请实施例提供的自动耦光机还包括第三相机304，第三相机304用于拍摄载料机构2的画面，便于监视管壳固定装置201、料盘202和胶盘203的使用情况。

为更加方便第三相机304使用，本申请实施例提供的自动耦光机还包括第四滑动模组604，第四滑动模组604的滑动延伸方向与台座1的宽度方向平行。第三相机304设置在第四滑动模组604上，如第三相机304固定连接第四滑动模组604的滑块，第四滑动模组604带动第三相机304沿第四滑动模组604的滑动延伸方向移动，实现第三相机304可移动，便于调整其在使用过程中位置的调整，防止其与其他机构发生干涉。进一步，第四滑动模组604的滑块上设置弯折板605，弯折板605的固定端固定连接滑块，弯折板605的自由端固定连接第三相机304，弯折板605的自由端与第四滑动模组604存在一定的斜夹角，进而使第三相机304倾斜的被设置，更加便于第三相机304的使用。

在本申请实施例中，第四滑动模组604滑动连接龙门架6的支撑柱，实现第四滑动模组604高度方向的移动，进而实现第三相机304与台座1相对高度的调整。可选的，龙门架6的支撑柱上设置第六滑动模组，第六滑动模组的滑动延伸方向与台座1的高度方向平行，第四滑动模组604配合连接在第六滑动模组的滑块，当第六滑动模组的滑块被驱动时，第六滑动模组带动第四滑动模组604在台座1的高度方向上移动，进而带动第三相机304在台座1的高度方向上移动。

进一步，第三相机304的侧边设置第二UV灯606，所述第二UV灯606用于辅助透镜UV固化。

附图4为本申请实施例提供的自动耦光机的局部结构示意图，图4示出了本申请实施例中一种第二相机302的固定方式。如附图4所示，第二相机302上设置微调装置305，第二相机302通过微调装置305连接龙门架6或连接板603。微调装置305用于实现第二相机302在台座1长度方向和宽度方向的位置调整。

附图5为本申请实施例提供的自动耦光机的局部结构示意图，图5示出了本申请实施例中六轴机械手4的基本机构。如附图5所示，本申请实施例中，六轴机械手4的底端固定连接台座1，六轴机械手4上设置吸嘴401和第一UV灯402，六轴机械手4在上位机的控制下可以带动吸嘴401和第一UV灯402在台座1上方的立体空间内移动。六轴机械手4实现六轴联动，可选择市售六轴机械手。吸嘴401用于吸附透镜，在六轴机械手4的带动下，吸嘴401吸附透镜并带动透镜随吸嘴401移动，待透镜固定在管壳上后，吸嘴401释放透镜。第一UV灯402用于透镜UV固化。通常在透镜粘胶后移至固定位置后将第一UV灯402移至吸嘴401的附件，进行透镜UV固化，将透镜与管壳固定在一起。

附图6为本申请实施例提供的自动耦光机的局部结构示意图，图6示出了本申请实施例中光路引导机构5的基本结构。如附图6所示，在本申请实施例中，设置光路引导机构5是为了保证透镜耦合精度，用于在经透镜UV固化前目标位置的透镜进行光斑耦合和光功率耦合校正。

在本申请实施例中，光路引导机构5包括光探头501和收光装置502，光探头501接收光，用于耦合透镜时的光斑确认，收光装置502用于安装透镜时的功率耦合。具体的，管壳固定在管壳固定装置201的工作点，将透镜移至管壳上指定位置，向管壳内的LD芯片输出电信号驱动LD芯片发射光信号，将收光装置502移至LD芯片发射光信号的光路光路上，进行光功率耦合；将光探头501移至LD芯片发射光信号的光路光路上，进行光斑耦合，确认光斑位置，光斑耦合用于验证光功率耦合，用于确定透镜是否被移至耦合位置。

如附图6所示，光路引导机构5还包括第五滑动模组503，第五滑动模组503的滑动延伸方向与台座1的长度方向平行，即第五滑动模组503与第一滑动模组207垂直，第五滑动模组503的一端靠近第一滑动模组207。收光装置502设置在第五滑动模组503上，第五滑动模组503带动收光装置502沿第五滑动模组503的滑动延伸方向移动，便于实现收光装置502在不同的位置进行光功率耦合。可选的，在第五滑动模组503上设置远点和近点，远点是距离管壳固定装置201相对较远的位置，近点距离管壳固定装置201相对较近的位置，通常在远点和近点分别进行光功率耦合。远点和近点的间隔通常是400-500mm，可选的第五滑动模组503的长度通常为600mm。

可选的，光探头501设置在五滑动模组503另一端，远离第一滑动模组207。进一步，为便于光探头501的安装设置，第一滑动模组207的下方设置滑轨，滑轨固定连接台座1，光探头501设置在滑轨上。

优选的，光探头501、收光装置502和管壳固定装置201的工作点在一条线。为防止在光探头501使用中，收光装置502遮挡光路，本申请实施例提供的光路引导机构还包括气缸504，收光装置502通过气缸504连接第五滑动模组503，气缸504可使收光装置502沿气缸504方向移动。当光探头501工作时，驱动气缸504将收光装置502移动至一个安全位置，防止收光装置502遮挡光路。

光路引导机构5的具体使用：透镜通过六轴机械手4上吸嘴401被移至放入管壳中的指定位置，通过收光装置502分别在远点和近点分别进行光功率耦合，驱动气缸504使收光装置502避位，通过光探头501进行光斑耦合，验证透镜位置是否合格。若不合格，移动透镜，再次进行光功率耦合和光斑耦合校正，直至找到透镜位置合格，确定透镜安装位置。若合格，驱动六轴机械手4，吸嘴401带动透镜到胶盘位置进行点胶，然后回到确定的透镜安装位置，为防止粘胶过程影响透镜的位置，会再进行一次光功率耦合。待光功率耦合合格，UV固化透镜，使透镜与管壳固定在一起，完成透镜安装固定。

在本申请实施例提供的自动耦光机，可代替人工实现透镜的高精度贴装，用于提高工作效率。并且本申请提供的自动耦光机，设备兼容性强，只需更换对应工装，调用相应的程序，快速调试后即可耦光。本申请提供的自动耦光机同时集成了光斑耦合与功率耦合功能；可实现不同通道的透镜自动耦合，自动加胶，自动UV固化，可全程监控。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。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发明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，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种自动耦光机，其特征在于，包括台座以及设置在所述台座上的载料机构、定位机构、六轴机械手、光路引导机构和上位机；其中：

所述载料机构包括管壳固定装置，所述管壳固定装置用于固定管壳；

所述定位机构包括第一相机和第二相机，所述第一相机的光轴延伸方向和所述第二相机的光轴延伸方向垂直，所述第一相机和第二相机相互协作用于确定待耦合透镜的位置；

所述六轴机械手上设置吸嘴和第一UV灯，所述六轴机械手分别带动所述吸嘴和所述第一UV灯移动；

所述光路引导机构包括光探头和收光装置，所述光探头用于耦合透镜时的光斑确认，所述收光装置用于安装透镜时的功率耦合；

所述上位机分别控制连接所述载料机构、定位机构、六轴机械手和光路引导机构。

2.根据权利要求1所述的自动耦光机，其特征在于，所述载料机构还包括料盘和胶盘，所述管壳固定装置、料盘和胶盘的工作中心点在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的自动耦光机，其特征在于，所述载料机构还包括第一滑动模组和料盘夹具，所述第一滑动模组的滑动延伸方向与所述台座的宽度方向平行；

所述料盘可拆卸连接所述料盘夹具，所述管壳固定装置、料盘夹具和胶盘设置在所述第一滑动模组上，所述第一滑动模组带动所述管壳固定装置、料盘夹具和胶盘可沿所述第一滑动模组的滑动延伸方向移动。

4.根据权利要求1所述的自动耦光机，其特征在于，所述自动耦光机还包括龙门架，所述龙门架的底部固定连接所述台座，所述龙门架的横梁延伸方向与所述台座的长度方向平行；

所述第一相机和第二相机设置在所述龙门架上。

5.根据权利要求4所述的自动耦光机，其特征在于，所述龙门架的横梁上固定设置第二滑动模组，所述第二滑动模组的滑动延伸方向与所述龙门架的横梁延伸方向平行；

所述第二滑动模组上配合设置有第三滑动模组，所述第三滑动模组的滑动延伸方向与所述台座的高度方向平行，所述第一相机设置在所述第三滑动模组上且可沿所述第三滑动模组的滑动延伸方向移动。

6.根据权利要求3所述的自动耦光机，其特征在于，所述自动耦光机还包括第三相机和第四滑动模组，所述第四滑动模组的滑动延伸方向与所述台座的宽度方向平行；

所述第三相机设置在所述第四滑动模组上，所述第四滑动模组带动所述第三相机沿所述第四滑动模组的滑动延伸方向移动，所述第三相机的光轴延伸方向与所述第一滑动模组的滑动延伸方向垂直相交。

7.根据权利要求1所述的自动耦光机，其特征在于，所述光路引导机构还包括第五滑动模组，所述第五滑动模组的滑动延伸方向与所述台座的长度方向平行；

所述收光装置设置在所述第五滑动模组上，第五滑动模组带动所述收光装置沿所述第五滑动模组的滑动延伸方向移动。

8.根据权利要求7所述的自动耦光机，其特征在于，所述光路引导机构还包括气缸，所述收光装置通过所述气缸连接所述第五滑动模组。

9.根据权利要求3所述的自动耦光机，其特征在于，所述载料机构还包括旋转件和旋转驱动电机，所述胶盘设置在所述旋转件上并通过所述旋转件连接所述第一滑动模组，所述旋转驱动电机驱动所述旋转件带动所述胶盘旋转。

10.根据权利要求1所述的自动耦光机，其特征在于，所述定位机构还包括光源，所述光源固定设置所述第一相机的前端。

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