一种反射式光电子器件的自动耦合系统的制作方法
【专利说明】一种反射式光电子器件的自动耦合系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及光通信器件封装领域，具体是一种反射式光电子器件的自动耦合系统。
【背景技术】
[0003]随着4G技术在全球范围内的推广，对于通信网的要求越来越高，因此对光通信产品产量的需求和质量的需求越来越高，光电子器件的制造技术变得尤为重要。
[0004]光器件一般分为有源器件和无源器件，有源器件是在光通信系统中完成光电转换的核心器件，如激光器，光放大器等。光无源器件则是不含光能源的光功能器件总称，如光纤连接器，光开关，光衰减器等。
[0005]反射式的无源光器件由于基于光反射的特性，对角度的偏差非常敏感。光无源器件的封装上一般还是采用手工操作，以一端固定反射镜或者反射芯片，另一端采用手动调节五维微调架的方式，通过光功率计监测反射光的功率，从而实现对准，之后经过点胶，紫外固化完成固定。但是由于操作人员的熟练度不同，手工耦合一个器件所需的时间差异很大，新员工需要经过较长时间的培训才能胜任该类器件耦合工作，这样导致产品的生产效率低，质量参差不齐，直接造成了生产成本的提高。
[0006]因此为了满足行业需求，降低生产成本，提高产品质量，光器件的自动化耦合是一种必然趋势。
【发明内容】
[0007]
本发明目的在于提高耦合效率，减轻对人的依赖，实现反射式光电子器件耦合自动化。
[0008]为实现该目的，本发明反射式光电子器件自动親合系统的技术方案如下:
一种反射式光电子器件的自动耦合系统，包括机架结构(I )、以及装载于机架结构(I)
上的自动五维微调对准单元(2)、手动微调对准单元(5)、图像采集装置(3)、紫外固化装置
(4)；
所述的机架结构(I)包括隔振平台(11)和支架(12);所述支架(12)包括支架角(121 )、立梁(122)、横梁(123);隔振平台(11)的左上角和右上角各有立梁(122)通过支架角(121)与之垂直相连，横梁(123)置于两个立梁(122)顶端固定；
自动五维微调对准单元(2)和手动微调对准单元(5)装设于隔振平台(11)上，以机架结构(I)的中心为轴，自动五维微调对准单元(2)与手动微调对准单元(5)对称布置；图像采集装置(3)和紫外固化装置(4)装设于支架(12)的横梁(123)上。
[0009]所述的自动五维微调对准单元(2)包括与隔振平台(11)固定的左三维架支板
(21)，在左三维架支板(21)上固定有左五维微调架组件(22)，在左五维微调架组件(22)的X、y、Z轴上分别安装一组直线轴光耦组件(23)，在左五维微调架组件(22)的θ x轴和0y轴上装有旋转轴光耦组件(26)，并且每个轴均与步进电机单元(25)连接，步进电机单元(25 )由外部基于ARM的控制电路控制，该控制电路控制电机在X轴、y轴、z轴、θ χ轴和0y轴上的运动；左五维微调架组件(22)上方固定有左夹具组件(24);
所述的图像采集装置(3 )包括连接块(31);滑轨(32 )、相机固定调节架(33 )、相机固定夹具(34)、后视相机单元(35)、俯视相机单元(36);装于立梁(123)上方的直线滑轨(32)，通过连接块(31)与立梁(123)平行固定，后视相机单元(35)和俯视相机单元(36)分别通过相机固定夹具(34)锁紧在相机固定调节架(33)上。
[0010]所述的紫外固化装置(4 )包括横板(41)、气缸上连接板(42 )、气缸(43 )、气缸下连接板(44)、紫外灯嘴块(45)、灯管架(46)、紫外盖板(47)、紫外灯头(48)、紫外防静电泡棉(49)；
横板(41)固定在机架结构的立梁(122)上，与横板(41)固定并水平倾斜35度角的气缸上连接板(42 )，倾斜角度可以根据实际器件位置调节；气缸(43 )与气缸上连接板(42 )平行固定，可以在倾斜角度来回运动，并通过下端与之平行固定气缸下连接板(44)控制固化灯具；灯管架(46)垂直方向固定在气缸下连接板(44)上，左右两端各有半圆形开口，前后两边都盖有紫外盖板(47)，朝下方向为空；在两个紫外盖板(47)的中心叠加装有紫外灯嘴块(45)和紫外灯头(48)，两组紫外灯具呈对称布置；在灯具的下方还有一块紫外防静电泡棉(49)，具有防静电并反紫外线作用。
[0011]所述的右端手动微调对准单元(5)包括右三维架支板(51)、右五维微调架组件(52),右器件(53 )、右夹具组件(54 );所述右三维架支板(51)与隔振平台(11)固定，在右三维架支板(51)上装有右五维微调架组件(52)，所述右夹具组件(54)固定在右五维微调架组件(52)上；右器件(53)装夹在右夹具组件(54)上。
[0012]所述的左五维微调架组件(22)包括左旋转轴(221)、左旋转轴固定板(222);旋转轴光耦单元(26)将θχ和上的旋转轴光耦集成，通过左旋转轴(221)和左旋转轴固定板(222)与左五维微调架组件(22)固定，旋转轴光耦组件(26)对θχ和Θ y旋转轴起到限位作用；
所述的直线光耦组件(23 )包括光耦架(231)、光耦(232 )、光耦标尺条(233 )、光耦T型挡片(234)、锁紧螺钉(235)、光耦标尺(236)、光耦座(237);光耦架(231)固定在左五维微调架组件(22)的固定块上，光耦架(231)的左右两边分别固定两个光耦(232)，用来限制直线轴两端的行程，光耦位置可根据行程限制需要调节；光耦座(237)和光耦标尺(236)通过两个锁紧螺钉(235)叠加固定在五维微调架组件(22)的直线运动轴上，光耦标尺(236)上叠加固定住光耦标尺条(233 )，光耦标尺条(233 )中靠近光耦一侧安装有两个光耦T型挡片(234)，分别用来挡住两端的两个光耦(232)，当直线轴移动到一端时，这端的光耦标尺条(233 )插入光耦(232 )的缺口中，通过光耦座(237 )固定在左五维微调架组件(22 )上，对应电机停止运动，达到限位的作用.所述左夹具组件(24)包括左自由滑块组件(241)、左微调架加长杆(242)、左挡肩座(243 )、左挡肩(244)、左器件(245 )、左夹紧斜块(246 )、手拧螺钉(247 );左自由滑块组件(241)固定在左五维微调架组件(22)的上方，所述左自由滑块组件(241)包括远器件端的自由滑块右挡块(2413)，近器件端的自由滑块左挡块(2412)和中间的左自由滑块(2411)；左微调架加长杆(242)叠加固定在左自由滑块组件(241)上方，并可以通过左自由滑块组件(241)调节左右位置，在左自由滑块组件(241)的最右端垂直固定用于装夹左器件(245)的左夹紧斜块(246)，并通过手拧螺钉(247)调节装夹的松紧程度；在左微调架加长杆(242)的最左端和三分之二处分别固定左挡肩座(243)和左挡肩(244)，左挡肩(244)和左挡肩座(243)的中心与左夹紧斜块(246)的出纤方向重合，用来固定器件出纤的位置，防止电机移动或者气缸移动对光纤造成损伤；
所述步进电机单元(25)包括推杆步进电机(251)和用来固定推杆步进电机(251)的夹紧套(252)，推杆步进电机(251)与轴接触部位为平面结构，在每个推杆步进电机(251)顶部固定一个钢球套(253)，由于球形顶部平滑，达到降低磨损的目的；上述步进电机单元
(25)—共有5套，分别控制5个轴的运动；
所述旋转轴光耦组件(26 )包括连接顶块(261)、连接底台(262 )、光耦挡块座(263 )、光耦座(264)、挡板座(265)、锁紧螺钉(266)、挡板(267)、光耦(268)、光耦固定件(269);上述结构构成挡块部分和光親部分；旋转轴光親组件(26)的挡块部分利用光親挡块座(263)通过连接顶块(261)与左旋转轴(221)固定，光耦部分利用光耦座(264)通过连接底台(262)与左旋转轴固定板(222)固定；旋转轴光耦组件(26)的挡块部分为内空正方形结构，正方形四周边缘都固定有一组挡板结构，成对称排布；挡板座(265)通过锁紧螺钉(266)固定在光耦挡块座(263)的边缘，之上固定挡板(267);光耦部分也为正方形结构，4个光耦(268)四周对称排布形成一个正方形通过光親固定件(269)固定在光親座(264)上；
在耦合过程中，光耦部分固定不动，挡块部分随着旋转轴的运动而运动；旋转轴光耦组件(26)的挡板(267)与直线轴光耦组件(23)的挡板(234)区别在于，挡板(267)在轴运动过程中需要有两个方向移动，挡板(267)比直线轴光耦组件(23)的挡板(234)更长更宽。
[0013]所述右五维微调架组件(52)包括右旋转轴(521)、右旋转轴固定板(522)；
所述右夹具组件(54)包括右夹紧斜块(541)、手拧螺钉(542)、右器件接插柱(543)、右旋块加长杆(544)、右挡肩(545)、右器件调节装置(546)、加长杆定位块(547)、电流针组件(548)、右自由滑块组件(549)；
右器件调节装置(546)包括右旋块加长杆拨杆(54