CN211538388U - 一种用于阵列波导光栅的点胶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光通信领域，具体涉及一种用于阵列波导光栅的点胶装置，包括待涂布点胶应力板、工装夹具和点胶机，待涂布点胶应力板包括应力板和膜贴，待涂布点胶应力板可以定位固定在所述工装夹具之上，所述夹具可以定位固定在点胶机的加工底座之上，待涂布点胶应力板、工装夹具和加工底座三者互相定位固定完成后能够使涂布点胶应力板位于加工底座的加工位置。本实用新型提供的点胶装置有效解决了点胶时定位不便，加工效率慢的问题，提升了点胶效率和一致性。

Description

一种用于阵列波导光栅的点胶装置

【技术领域】

本实用新型涉及光通信领域，特别是涉及一种用于阵列波导光栅的点胶装置。

【背景技术】

随着5G的逐渐到来，阵列波导光栅，尤其是无热工业级阵列波导光栅市场需求量极大。无热工业级阵列波导光栅采用应力板补偿方案，通过应力板的热胀冷缩来补偿阵列波导光栅的波长随温度的漂移，阵列波导光栅通过胶与应力板粘接固定。目前粘接固定时的点胶过程主要是采用手工对准方式进行定位，一方面速度慢，效率差；另一方面，一致性较差，影响产品质量。

鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型解决了手动点胶粘接阵列波导光栅与应力板速度慢、一致性差的问题。

本实用新型实施例采用如下技术方案:

本实用新型提供了一种用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：包括待涂布点胶应力板1、工装夹具2和点胶机3，所述待涂布点胶应力板1包括应力板11和膜贴12，所述膜贴12贴在应力板11上表面，所述膜贴12包含镂空区域，镂空区域形状与待涂布阵列波导光栅一致，所述待涂布点胶应力板1可以定位固定在所述工装夹具2之上，所述工装夹具2可以定位固定在点胶机3的加工底座31之上，待涂布点胶应力板1、工装夹具2和加工底座31三者互相定位固定完成后能够使涂布点胶应力板1位于加工底座31的加工位置。

优选的，所述待涂布点胶应力板1包含直角13，所述工装夹具2上表面包含定位直角23，以便于向工装夹具2上固定待涂布点胶应力板1时进行定位。

优选的，若所述工装夹具2包含的定位直角23多于一个，所述任两个定位直角23上固定的待涂布点胶应力板1都不会互相重叠。

优选的，所述工装夹具2上包含固定孔21，所述固定孔21内安装有磁钢，以便于将所述待涂布点胶应力板1吸附在所述工装夹具2表面进行固定。

优选的，所述工装夹具2上包含定位孔22，所述点胶机3的加工底座31上表面包含定位柱32，所述定位孔22孔径和定位柱32外径相匹配，以便于将所述工装夹具2固定在加工底座31之上，并在固定时进行定位。

优选的，若所述点胶装置包含多于一个工装夹具2，则所述点胶装置还包括工装夹具移动部件，所述工装夹具移动部件将完成加工的工装夹具2从加工底座31上移开，并将已固定未加工的待涂布点胶应力板1的另一个工装夹具2移至加工底座31上。

优选的，所述工装夹具2尺寸与所述点胶机3的加工底座31一致。

优选的，所述工装夹具2还包含把手，所述把手固定于工装夹具2两侧，以便于取放工装夹具2。

优选的，所述膜贴12的镂空区域点胶起点-终点方向与预设点胶起点-终点方向一致，且与待涂布点胶应力板1边缘平齐。

优选的，所述膜贴12厚度与待涂布点胶厚度一致。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：一种用于阵列波导光栅的点胶装置。通过工装夹具对待涂布点胶应力板定位。本实用新型提供的用于阵列波导光栅的点胶装置有效解决了点胶时定位不便，加工效率慢的问题，提升了点胶效率和一致性。

同时，本实施例提供的用于阵列波导光栅的点胶装置还通过多个工装夹具及放置装置进一步提高点胶效率，通过优化点胶起点-终点方向进一步避免点胶涂布超出所需范围。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型实施例提供的一种用于阵列波导光栅的自动点胶装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的自动点胶装置待涂布点胶应力板结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的自动点胶装置待涂布点胶应力板与工装夹具间定位结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的自动点胶装置待涂布点胶应力板与工装夹具间固定结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的自动点胶装置工装夹具与加工底座间定位和固定结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的自动点胶装置工装夹具移动部件结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的自动点胶装置自动定位部件结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。

实施例1：

为了避免目前阵列波导光栅生产中手工定位过程导致的速度慢、一致性差等问题，本实施例中提供的点胶装置通过在待涂布点胶应力版和点胶机底座间增加工装夹具，通过工装夹具上的定位和固定结构对待涂布点胶应力板进行定位和固定。

下面结合图1说明本实用新型用于阵列波导光栅的点胶装置的具体结构：

点胶装置包括：涂布点胶应力板1、工装夹具2和点胶机3。

涂布点胶应力板1具体结构如图2所示，包括如图2A所示的需进行点胶涂布的应力板11，在应力板11上还贴有如图2B所示的膜贴12，膜贴12开有镂空区域，镂空区域形状与应力板1补偿的阵列波导光栅一致，即与应力板1需点胶区域一致，非镂空区域对应力板1上不需进行点胶涂布的区域进行遮挡，避免点胶范围偏离或超出需点胶区域，造成产品质量缺陷，应力板11与膜贴12的位置关系如图2C所示。进一步的，镂空区域与膜贴12视觉效果不同，镂空区域可清晰表示待涂布区域轮廓形状，可作为自动定位部件通过图像识别方式进行定位。

工装夹具2用于将待涂布点胶应力板1固定于点胶机3的加工底座31之上，同时也借助自身结构实现待涂布点胶应力板1在加工底座31上的初步定位，确保涂布点胶应力板1上待涂布位置位于加工区域内。工装夹具2与待涂布点胶应力版1和加工底座31间都包含定位结构，可保证三者相对位置的准确和稳定，便于加工时进行组合使用。具体的，可使用本领域技术人员熟悉的可活动定位结构，如定位孔、定位槽、定位角等互相匹配的定位结构。

点胶机3是进行点胶加工的设备，通过点胶涂布针头的移动将粘结胶涂布在待涂布点胶压力板1上，加工底座31的上表面即点胶机3的加工平面。目前，一般直接将待涂布点胶应力板1放置在加工底座31上进行加工，并通过人工调整完成定位，定位速度慢，定位准确度也较低。本实施例中，在加工底座31和待涂布点胶应力板1之间增加工装夹具2，通过三者结构配合实现待涂布点胶应力板1与加工底座31相对位置的初步确定，使得加工时可以快速准确的确定待涂布点胶应力板1位置。具体的，本实施例中使用的点胶机为武藏点胶机，武藏点胶机为气压式点胶机，XYZ直动式驱动轴定位精度为±0.005mm，点胶涂布针头是特注喷嘴模块针头，其口径应根据待涂应力板1涂布尺寸选定，常用的有5mm、10mm以及20mm。本实施例选用的是10mm。

进一步的，待涂布点胶应力板1、工装夹具2和加工底座31三者互相配合定位后，使用本领域技术人员熟悉的可活动固定件进行固定，如磁性固定件、固定柱、固定卡扣、固定压板等，使得三者定位后相对位置固定，不会产生移动，保证加工位置的稳定。同时，活动固定件便于待涂布点胶应力板1和工装夹具2的取放，便于加工时安放未加工的工件，以及取下加工完成的工件。

进一步的，由于阵列波导光栅为精密光学器件，加工精度要求较高，如果仅使用上述待涂布点胶应力板1、工装夹具2和加工底座31间的定位结构进行定位，由于机械加工精度和装配精度，可能无法达到点胶加工所需的加工精度，而且点胶机3无法自动获得加工位置，无法自动根据加工位置数据调整加工位置，可能导致加工位置偏离，造成产品质量缺陷。

因此，本实施例提供的自动点胶装置还可以包括自动定位部件和自动控制部件用于进一步的精确定位。自动定位部件可自动获取待涂布点胶应力板1上加工区域的精确位置，并将定位后的加工位置值发送至自动控制部件，自动控制部件向点胶机3发送运动指令，控制点胶涂布针头移动至待涂布点胶位置进行点胶加工。在本实施例的具体应用场景中，自动定位部件可通过测距单元获取加工位置数据，也可通过图像识别单元与测距单元相互配合获取加工位置数据。

本实施例提供的用于阵列波导光栅的点胶装置，在现有人工对准定位的基础上，增加了具有定位固定结构的工装夹具对待涂布点胶应力板上的加工位置进行定位。

在一些应用场景中，还可以增加自动定位部件对加工位置进行精确定位，自动控制部件根据加工位置控制点胶机进行精确点胶涂布加工，实现了点胶涂布加工的自动化，进一步提高了点胶涂布加工的加工效率、加工精度、出胶量准确度。

实施例2：

在实际应用场景中，对于实施例1中待涂布点胶应力板1和工装夹具件，以及工装夹具2和加工底座31间相互固定的方式，可根据实际的定位精度需求、使用便捷程度、加工难度、成本等选择具体实现方式。

在本实施例中，待涂布点胶应力板1和工装夹具2间采用定位直角方式进行定位。待涂布点胶应力板1为板状，工装夹具2表面需保持平整以避免点胶涂布针头运动时撞击障碍物造成损害，并且涂布点胶应力板1的XY方向都需要进行定位，且需方便的确定放置方向。本实施例中为了兼顾定位准确度、加工难度、装配难度，如图3A所示待涂布点胶应力板1的一个角加工为直角13，如图3B所示工装夹具2上设置定位直角23，待涂布点胶应力板1向工装夹具2上放置时，只需将直角13与定位直角23对齐，即可方便准确的完成定位。

为了进一步提高加工效率，减少取放工装夹具2上的待涂布点胶应力板1所花费的时间，如图3B所示，在工装夹具2上设置多个定位直角23，使得每次进行加工时能够在工装夹具2上放置多个待涂布点胶应力板1，以便于对待涂布点胶应力板1进行批量加工。为了充分利用点胶机的加工幅面，多个定位直角23设置位置需根据待涂布点胶应力板1的尺寸进行设置，使得每个待涂布点胶应力板1之间互不重叠，且在不影响加工质量的前提下间隙最小，行列分布最大化。

在某一具体应用场景中，工装夹具的尺寸：长150mm，宽150mm，结合应力板尺寸：长：60mm，宽40mm，工装夹具2上的定位直角23的行列分布如图3B所示，即3行2列，行间距50mm，列间距80mm，且定位直角的加工精度在0.05mm以内。

进一步的，为了提高工装夹具2的通用性，便于对多种不同尺寸的待涂布点胶应力板1进行定位放置，定位直角23加工为能够与工装夹具2分离的零件，并固定在工装夹具2的不同位置。在上述具体应用场景中，定位直角23除了上述固定位置，还可针对应力板尺寸：长30mm，宽40mm，设置固定位置：行列分布4行3列，行间距40mm，列间距50mm。

在本实施例的具体应用场景中，可以选择不同的定位直角设置方式，以满足不同的加工需求，实现不同尺寸的待涂布点胶应力板1在工装夹具2上便捷准确的批量定位，简化了加工操作，提高了加工效率和准确度。初步定位准确也可以使得需点胶区域与自动控制系统中计算的加工位置偏移较少，减少了图形识别后点胶涂布针头的移动距离，进一步提高了加工效率和加工精度。

为了保证加工时待涂布点胶应力板1位置稳定性，防止待涂布点胶应力板移动造成加工错误，待涂布点胶应力板1和工装夹具2之间还需要进行固定。本实施例中为了兼顾加工便捷及便于取放，采用磁性固定。如图4所示，工装夹具2背面开有固定孔21，固定孔21内安装磁钢，固定孔21位置与待涂布点胶应力板1定位后位置对应，可将待涂布点胶应力板1吸附于工装夹具2上表面进行固定。

在本实施例中，工装夹具2和加工底座31间采用定位孔和定位柱相配合进行定位。如图5A所示，工装夹具2上开有定位孔22，如图5B所示，加工底座31上设有定位柱32，工装夹具2向加工底座31上放置时，定位柱32穿入定位孔22中进行定位。同时，由于定位柱32和定位孔22互相配合具有固定位置的功能，因此也实现了工装夹具2在加工底座31上的固定。

在本实施例的具体应用场景中，工装夹具2实质上替代了点胶机3原有加工底座31的作用，成为点胶机3新的加工平面。因此，一般的应用场景中，工装夹具2与加工底座31的尺寸保持一致，以便于保证工装夹具2安装前后点胶机3的加工平面水平方向尺寸位置一致，并且与点胶机的其它部件相匹配。

在加工过程中，待涂布点胶定位板1和工装夹具2的取放需花费较多时间，可以采取多个工装夹具2轮流加工的方式。在当前加工底座31上固定的工装夹具2进行加工时，在其它工装夹具2上固定未加工的待涂布点胶应力板1，当前加工底座31上的工装夹具2加工完成，工装夹具从加工底座31上移开后，已固定好未加工的待涂布点胶应力板1的其它工装夹具2可以立即固定在加工底座31上。工装夹具2上可以设置把手，为移动操作提供便利。进一步地，还可以使用工装夹具移动部件自动完成工装夹具2的移动，工装夹具移动部件根据具体需要可以选用传送带、机械臂等能够自动将工装夹具2移动到位的装置。如图6所示，为使用传送带作为工装夹具移动部件的应用场景中，本实施例提供的点胶装置的俯视方向示意图。

进一步地，为了提高向工装夹具2上固定待涂布点胶应力板1的效率，实现这一步骤的自动化，本实施例提供的点胶装置还包括自动放置部件，替代人工将待涂布点胶应力板1向工装夹具2上放置固定的工序。具体的，自动放置部件可为机械臂。自动放置部件还能够一次放置固定多个待涂布点胶应力板1，进一步提高加工效率。

本实施例提供的点胶装置，可通过待涂布点胶应力板、工装夹具和加工底座上简单机械结构组合实现待涂布点胶应力板的初步定位和固定，为进一步精确定位和加工提供基础。还可通过多块工装夹具与工装夹具移动部件的配合使用，以及待涂布点胶应力板的自动放置部件的使用，提高待涂布点胶应力板定位固定的效率，从而提高点胶加工效率。

实施例3：

在实际应用场景中，对于实施例1中的自动定位部件，可以根据加工精度、加工速度或装置成本等实际要求选择合适的方式，以实现加工时自动定位的需求。

本实施例中简单列举几种自动定位部件的几种具体实现方式：

(1)在某些具体应用场景中，如图7所示，自动定位部件4使用一个图像识别单元41和一个激光测距单元42。图像识别单元41的图像获取面朝向待涂布点胶应力板1上表面，用于获取待涂布点胶应力板1上表面图像，进行图像识别后获得膜贴12上镂空区域的在加工坐标系中XY方向的位置坐标，即需点胶区域的XY坐标。测距单元42的工作平面朝向待涂布点胶应力板1上表面，用于获取待涂布点胶应力板1上表面在加工坐标系中Z方向的位置坐标。进一步的，为了图像识别与测距计算更准确便捷，图像识别单元41的图像获取面和定位完成后的待涂布点胶应力板1上表面平行，即与点胶机3的加工平面平行；测距单元42的测量方向与点胶机3加工坐标系Z轴平行，即与点胶机3的加工平面垂直。具体的，图像识别单元41可根据识别精度、识别速度、成本等选用CCD或CMOS型图像传感器，以及与设备配套的图像识别软件，图像传感器取景镜头朝向待涂布点胶应力板1上表面；测距单元42可根据测距精度、设备体积、成本等选用激光测距仪、超声测距仪、红外测距仪等设备，工作激光光束、超声波束、红外光束方向与点胶机3加工平面垂直。

(2)在某些具体应用场景中，使用三个激光测距仪，三个激光测距仪的测量激光束分别与点胶机3加工坐标系X轴、Y轴和Z轴平行，分别获取需点胶区域的X、Y、Z坐标。

(3)在某些具体应用场景中，使用图形识别单元和电磁到位装置，图像识别单元识别获取需点胶区域的XY坐标，电磁到位装置通过获取待涂布点胶应力板放置到位信号，获取需点胶区域的Z坐标。

上述定位方式中，若采用激光测距单元测量待点胶涂布应力板1高度，为了防止透明膜贴反射以及投射引起的高度误差，本实施例选择测量未膜贴区域的应力板高度。进一步的，由于多个待涂布点胶应力板1的高度可能有误差，造成每个待涂布点胶应力板1上需点胶区域的Z坐标不同，为保证整个点胶一致性，本实施例中在每个应力板上测三个位置的数据，测量所有待涂布点胶应力板1的补偿数据后取平均值。

通过上述自动精确定位方式，可精确获取需点胶区域的XYZ三个方向位置坐标。

获得位置坐标后，还需根据位置坐标进行自动点胶。自动定位部件获得位置坐标后，将位置坐标传输至自动控制部件，自动控制部件控制点胶机3的点胶涂布针头移动至需点胶区域进行加工。在本实施例的具体应用场景中，可根据运动控制精度、系统响应时间、成本等选择自动控制部件的具体实现方式，可接收需点胶区域的位置坐标，并根据位置坐标和需点胶区域的几何形状控制点胶涂布针头移动即可，例如使用点胶机3附带的运动控制系统，或CPU+运动控制卡，或PLC，或机器人运动控制系统。自动控制部件可精确控制点胶涂布针头的点胶运动轨迹，及出胶时间和出胶量，既可以提高点胶涂布的精度，又可通过优化点胶运动轨迹、及时停止出胶、优化出胶量等方式节省总的胶量。

进一步的，由于使用图像识别单元41识别待涂布点胶应力板1时，需根据膜贴12上的镂空区域判定需点胶区域位置，但是，一般仅会定位某个预设定位点基准点的位置坐标，如左上角，然后根据自动控制部件中预先存放的加工图形进行加工，并不会定位整个图形中所有点的位置或图形方向。因此，为了保证镂空区域的方向与自动控制部件中预存的加工图形方向相同，防止因膜贴12方向错误导致的镂空区域与需点胶区域不同，因此膜贴12贴至待涂布点胶应力板1上时，需保证膜贴12镂空区域点胶起点-终点方向与预设点胶起点-终点方向一致，且与待涂布点胶应力板1边缘平齐，即与加工时点胶起点-终点方向平齐。同时，膜贴12镂空区域点胶起点-终点方向与待涂布点胶应力板1边缘平齐，也可防止胶误涂至应力板11侧壁。为了保证理想点胶效果，膜贴12的厚度一般与点胶厚度一致，在本实施的具体应用方式中，厚度为0.05mm。通过膜贴12镂空区域位置的控制，可进一步保证点胶涂布的精确度。

本实用新型实施例1-3中提供的用于阵列波导光栅的自动点胶装置，通过待涂布点胶应力板、工装夹具和加工底座上的定位和固定结构实现需点胶区域的初步定位，通过自动定位部件和膜贴上镂空区域实现需点胶区域的精确定位，通过自动控制部件、工装夹具移动部件和待涂布点胶应力板的自动放置部件实现自动放置自动点胶，提高了点胶加工的效率和精确度，节省了操作工序和胶量。

Claims (10)

1.一种用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：包括待涂布点胶应力板(1)、工装夹具(2)和点胶机(3)，所述待涂布点胶应力板(1)包括应力板(11)和膜贴(12)，所述膜贴(12)贴在应力板(11)上表面，所述膜贴(12)包含镂空区域，镂空区域形状与待涂布阵列波导光栅一致，所述待涂布点胶应力板(1)可以定位固定在所述工装夹具(2)之上，所述工装夹具(2)可以定位固定在点胶机(3)的加工底座(31)之上，待涂布点胶应力板(1)、工装夹具(2)和加工底座(31)三者互相定位固定完成后能够使涂布点胶应力板(1)位于加工底座(31)的加工位置。

2.根据权利要求1所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：所述待涂布点胶应力板(1)包含直角(13)，所述工装夹具(2)上表面包含定位直角(23)，以便于向工装夹具(2)上固定待涂布点胶应力板(1)时进行定位。

3.根据权利要求2所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：若所述工装夹具(2)包含的定位直角(23)多于一个，所述任两个定位直角(23)上固定的待涂布点胶应力板(1)都不会互相重叠。

4.根据权利要求2或3所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：所述工装夹具(2)上包含固定孔(21)，所述固定孔(21)内安装有磁钢，以便于将所述待涂布点胶应力板(1)吸附在所述工装夹具(2)表面进行固定。

5.根据权利要求1所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：所述工装夹具(2)上包含定位孔(22)，所述点胶机(3)的加工底座(31)上表面包含定位柱(32)，所述定位孔(22)孔径和定位柱(32)外径相匹配，以便于将所述工装夹具(2)固定在加工底座(31)之上，并在固定时进行定位。

6.根据权利要求1所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：若所述点胶装置包含多于一个工装夹具(2)，则所述点胶装置还包括工装夹具移动部件，所述工装夹具移动部件将完成加工的工装夹具(2)从加工底座(31)上移开，并将已固定未加工的待涂布点胶应力板(1)的另一个工装夹具(2)移至加工底座(31)上。

7.根据权利要求1所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：所述工装夹具(2)尺寸与所述点胶机(3)的加工底座(31)一致。

8.根据权利要求1所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：所述工装夹具(2)还包含把手，所述把手固定于工装夹具(2)两侧，以便于取放工装夹具(2)。

9.根据权利要求1所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：所述膜贴(12)的镂空区域点胶起点-终点方向与预设点胶起点-终点方向一致，且与待涂布点胶应力板(1)边缘平齐。

10.根据权利要求9所述用于阵列波导光栅的点胶装置，其特征在于：所述膜贴(12)厚度与待涂布点胶厚度一致。

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