用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于同軸型光電子器件封裝的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，包括機(jī)架、上夾具、下夾具、裝設(shè)于機(jī)架上的多個(gè)的焊接裝置以及裝設(shè)于機(jī)架上并可繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，上夾具通過(guò)升降裝置裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上并可由升降裝置驅(qū)動(dòng)沿Z軸升降運(yùn)動(dòng)，下夾具通過(guò)對(duì)準(zhǔn)裝置裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上并可由對(duì)準(zhǔn)裝置驅(qū)動(dòng)分別沿X軸移動(dòng)、沿Y軸移動(dòng)、繞X軸擺動(dòng)以及繞Y軸擺動(dòng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，巧妙，可擴(kuò)展性強(qiáng),省空間,自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單方便，作業(yè)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，使得生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,使得產(chǎn)品成本低,質(zhì)量穩(wěn)定,并且適用于多種同軸型光電子器件等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電子器件精密封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于同軸型光電子器件 的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備。 用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0002] 光信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著通訊事業(yè)的進(jìn)步，隨著光纖通訊和光纖傳感技術(shù)的發(fā) 展，光電子器件的制備成為了光信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。光電子器件的封裝技術(shù)影響 著光電子器件的可靠性，關(guān)鍵的封裝工藝和全自動(dòng)封裝設(shè)備可以大幅度提高生產(chǎn)效率和 保證器件質(zhì)量。
[0003] 有源器件是光纖通信系統(tǒng)中將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)或?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的 關(guān)鍵器件，是光傳輸系統(tǒng)的"心臟"，它包括光源，如發(fā)光二極管（Light Emitting Diode， LED)和激光二極管（Laser diode，LD)、光檢測(cè)器和光放大器等。如何提高同軸型光電子 器件的性能、質(zhì)量以及降低成本，是當(dāng)前工業(yè)上封裝制造的關(guān)鍵問(wèn)題，其核心技術(shù)在于耦合 對(duì)準(zhǔn)與焊接。
[0004] 光電子器件的成本主要在于封裝過(guò)程，其封裝成本約占總成本的70% ~90%，目 前，光電子器件產(chǎn)業(yè)化仍處于較落后的階段，大部分以手工操作進(jìn)行，手工操作的基本過(guò)程 是：首先借助顯微鏡對(duì)光源器件和單模光纖（Single Mode Fiber，SMF)進(jìn)行初步對(duì)準(zhǔn)，獲得 一定的初始光耦合功率，然后通過(guò)光功率計(jì)檢測(cè)耦合進(jìn)入SMF的光功率，手動(dòng)調(diào)整光源器 件和SMF的相對(duì)位置，從而現(xiàn)實(shí)精對(duì)準(zhǔn)，最后再通過(guò)激光焊接組件，實(shí)現(xiàn)固接。由于是手工 操作，操作人員的技能熟練程度有所差異，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定、成品率低、生產(chǎn)速度慢 和生產(chǎn)成本高等。于是光電子器件較高的封裝成本和較低的封裝效率，極大的阻礙了光纖 通信技術(shù)的發(fā)展，而行業(yè)上對(duì)高性能低成本光電子器件的需求越來(lái)越大，為了改變這種現(xiàn) 狀，必須實(shí)現(xiàn)器件封裝過(guò)程的自動(dòng)化和高效化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理， 巧妙，可擴(kuò)展性強(qiáng)，省空間，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單方便，作業(yè)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，使得 生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并且適用于多種同軸型光電子器件（如T0SA、R0SA、B0SA等） 的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，包括機(jī)架、上夾具、下夾 具、裝設(shè)于機(jī)架上的多個(gè)的焊接裝置以及裝設(shè)于機(jī)架上并可繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)， 所述上夾具通過(guò)升降裝置裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上并可由升降裝置驅(qū)動(dòng)沿Z軸升降運(yùn)動(dòng)，所 述下夾具通過(guò)對(duì)準(zhǔn)裝置裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上并可由對(duì)準(zhǔn)裝置驅(qū)動(dòng)分別沿X軸移動(dòng)、沿Y 軸移動(dòng)、繞X軸擺動(dòng)以及繞Y軸擺動(dòng)。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)： 所述對(duì)準(zhǔn)裝置包括第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)、第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)、θ X軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑 臺(tái)、Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)以及裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的安裝底座，所述第一 X軸自動(dòng)直線滑 臺(tái)、第一Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)、θχ軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)和軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)依次疊加裝設(shè)于所 述安裝底座上，所述下夾具裝設(shè)于所述Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)上。
[0008] 所述升降裝置包括支撐座、第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)和轉(zhuǎn)接板，所述支撐座裝設(shè)于 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，所述第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)接板裝設(shè)于支撐座上，所述上夾具裝 設(shè)于所述第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)上。
[0009] 所述焊接裝置包括激光出射頭，所述激光出射頭通過(guò)調(diào)整裝置裝設(shè)于機(jī)架上并可 由調(diào)整裝置驅(qū)動(dòng)分別沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)。
[0010] 所述調(diào)整裝置包括第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)、第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)、第二z軸自動(dòng) 直線滑臺(tái)和焊接支撐臺(tái)，所述焊接支撐臺(tái)裝設(shè)于機(jī)架上，所述第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)、第二 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)和第二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)依次疊加裝設(shè)于焊接支撐臺(tái)上，所述激光出射 頭通過(guò)固定架裝設(shè)于所述第二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)上。
[0011] 所述自動(dòng)耦合焊接設(shè)備設(shè)有三個(gè)焊接裝置，三個(gè)焊接裝置繞自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn) 軸線均勻布置；所述激光出射頭的尾部還安裝有CCD相機(jī)。
[0012] 所述自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)為電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)。
[0013] 所述上夾具包括安裝座、第一夾具頭、第一鎖緊套筒以及用于驅(qū)動(dòng)所述鎖緊套筒 伸縮運(yùn)動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)件，所述第一夾具頭固定裝設(shè)于所述安裝座上，所述第一夾具頭設(shè)有 用于夾持上器件的多個(gè)第一彈性?shī)A瓣，所述多個(gè)第一彈性?shī)A瓣沿圓周布置，所述第一鎖緊 套筒套設(shè)于所述夾具頭的外部，所述伸縮驅(qū)動(dòng)件與所述第一鎖緊套筒相連并可驅(qū)動(dòng)所述第 一鎖緊套筒推動(dòng)所有第一彈性?shī)A瓣徑向向內(nèi)同步運(yùn)動(dòng)；所述夾具頭設(shè)有位于多個(gè)第一彈性 夾瓣上的第一錐形面；所述第一鎖緊套筒包括外筒以及通過(guò)緊固件連接于所述外筒中的銅 錐套，所述銅錐套設(shè)有用于與所述第一錐形面配合迫使所有第一彈性?shī)A瓣徑向向內(nèi)同步運(yùn) 動(dòng)的第二錐形面。
[0014] 所述下夾具包括底座以及用于夾持下器件的夾具組件，所述夾具組件沿堅(jiān)直方向 滑設(shè)于所述底座上，所述底座上設(shè)有以恒定的支承力支承夾具組件并可使夾具組件上下滑 動(dòng)的支承組件；所述支承組件包括與恒壓氣源相連的氣缸以及用于限制夾具組件滑動(dòng)范圍 的限位機(jī)構(gòu)，所述氣缸裝設(shè)于底座上，所述夾具組件與所述氣缸的伸縮桿相連；所述夾具組 件包括夾具安裝板以及裝設(shè)于所述夾具安裝板上的第二夾具頭，所述第二夾具頭設(shè)有多個(gè) 沿圓周布置的第二彈性?shī)A瓣以及位于多個(gè)第二彈性?shī)A瓣上的第三錐面，所述夾具組件還包 括用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)第二彈性?shī)A瓣同步徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)夾放下器件的第二鎖緊套筒以及與所述 第二鎖緊套筒相連的撥桿，所述第二鎖緊套筒套設(shè)于第二夾具頭上并與第二夾具頭螺紋連 接，所述第二鎖緊套筒設(shè)有用于與第三錐面配合迫使所有第二彈性?shī)A瓣同步徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng) 的第四錐面。
[0015] 所述自動(dòng)耦合焊接設(shè)備還包括設(shè)備外罩以及安裝于所述設(shè)備外罩上的控制按鈕， 所述控制按鈕包括啟動(dòng)按鈕、急停按鈕、夾緊按鈕和松開(kāi)按鈕。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： 1、本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)同軸型光 電子器件耦合對(duì)準(zhǔn)、焊接封裝的全自動(dòng)化，操作人員只需簡(jiǎn)單的安裝配件，設(shè)備即可自動(dòng)完 成后續(xù)從耦合對(duì)準(zhǔn)到焊接的全部工序，與傳統(tǒng)的手動(dòng)生產(chǎn)線相比，其自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn) 單方便，作業(yè)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，可大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，并且不依賴操作人員的技 能熟練程度，使產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。
[0017] 2、本發(fā)明采用整體旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在對(duì)工件進(jìn)行第二次焊接時(shí)，不需要松開(kāi)上夾 具，在整個(gè)工序過(guò)程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)耦合功率，減少了工序流程，可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率， 提高產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)，由于第二次焊接時(shí)不松開(kāi)上夾具，可以減少焊接過(guò)程中由于焊接應(yīng) 力廣生的焊后偏移，提商廣品質(zhì)量的穩(wěn)定性和合格率。
[0018] 3、本發(fā)明通過(guò)提供相應(yīng)的控制裝置，由設(shè)定的程序控制各部件動(dòng)作自動(dòng)完成整個(gè) 耦合焊接過(guò)程，通過(guò)簡(jiǎn)化操作界面和操作流程，可使工人通過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可在很短時(shí)間內(nèi) 進(jìn)行熟練操作，僅需一個(gè)工人即可完成所有工序流程，大大降低了企業(yè)的人工成本。并且還 可以通過(guò)設(shè)置不同的程序來(lái)控制耦合效率，實(shí)現(xiàn)耦合效率的人為可控，這是傳統(tǒng)人工手動(dòng) 封裝所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
[0019] 4、本發(fā)明的可拓展性強(qiáng)，僅需更換不同夾具頭即可適應(yīng)于不同類型的同軸型光電 子器件，不同器件的工藝參數(shù)可以內(nèi)置系統(tǒng)程序中，使用時(shí)直接調(diào)用即可，不需要再次進(jìn)行 調(diào)試便可完成生產(chǎn)。
[0020] 5、本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、巧妙，設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備的立體結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具 和下夾具的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖3為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中焊接裝 置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖4為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具、 下夾具和焊接裝置裝設(shè)于機(jī)架上的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖5為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具 在側(cè)蓋打開(kāi)時(shí)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖6為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具 局部剖切后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖7為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具 部分結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖8為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具 的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖9為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具 的第一夾具頭的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖10為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中上夾具 的鎖緊螺栓的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖11為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中下夾具 的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖12為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中下夾具 的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖13為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中下夾具 的部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖14為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中下夾具 的夾具組件的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖15為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中下夾具 在正常狀態(tài)下的示意簡(jiǎn)圖。
[0036] 圖16為本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中下夾具 在進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的示意簡(jiǎn)圖。
[0037] 圖例說(shuō)明： 1、機(jī)架；2、上夾具；21、安裝座；211、定位套；22、第一夾具頭；221、第一彈性?shī)A瓣； 222、第一錐形面；223、通槽；23、第一鎖緊套筒；231、外筒；2311、連接部；232、銅錐套； 2321、第二錐形面；233、開(kāi)口槽；24、伸縮驅(qū)動(dòng)件；25、聚氨酯PU板；26、支撐套筒；261、側(cè) 蓋；27、頂蓋；28、鎖緊螺栓；281、螺桿部；282、螺帽部；283、工具插孔；29、陶瓷插芯；3、下 夾具；31、底座；311、第一安裝座；312、第二安裝座；313、底座定位孔；32、夾具組件；321、 夾具安裝板；3211、推板；3212、螺紋孔；3213、夾具頭定位孔；322、第二夾具頭；3221、第二 彈性?shī)A瓣；3222、第三錐面；3223、夾具頭定位面；323、第二鎖緊套筒；3231、第四錐面；324、 撥桿；325、堵頭座；33、支承組件；331、氣缸；332、限位機(jī)構(gòu)；3321、支架；3322、調(diào)節(jié)螺釘； 34、電極插芯；35、導(dǎo)軌組件；36、渦流式位移傳感器；37、傳感器感應(yīng)片；38、支承彈簧；39、 第二轉(zhuǎn)接板；391、定位凸臺(tái)；101、下器件；102、上器件；4、焊接裝置；41、激光出射頭；42、 第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)；43、第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)；44、第二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)；45、轉(zhuǎn)接 架；46、固定架；47、焊接支撐臺(tái)；48、CCD相機(jī)；5、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；6、升降裝置；61、支撐座； 62、第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)；63、轉(zhuǎn)接板；7、對(duì)準(zhǔn)裝置；71、第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)；72、第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)；73、θχ軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)；74、0y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)；75、安裝底座；8、設(shè) 備外罩；9、啟動(dòng)按鈕；10、急停按鈕；11、夾緊按鈕；12、松開(kāi)按鈕。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0039] 如圖1至圖4所示，本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè) 備，包括機(jī)架1、上夾具2、下夾具3、裝設(shè)于機(jī)架1上的三個(gè)的焊接裝置4以及裝設(shè)于機(jī)架1 上并可繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5,其中，上夾具2用于夾持上器件102 (同軸型光電子 器件的光纖組件)，下夾具3用于夾持下器件101 (同軸型光電子器件的光收發(fā)組件)，三個(gè) 焊接裝置4繞自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5的旋轉(zhuǎn)軸線均勻布置，即三個(gè)焊接裝置4以120°均勻分布在 機(jī)架1上。上夾具2通過(guò)升降裝置6裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5上，升降裝置6可驅(qū)動(dòng)上夾具 2沿Z軸升降運(yùn)動(dòng)，下夾具3通過(guò)對(duì)準(zhǔn)裝置7裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5上，對(duì)準(zhǔn)裝置7可驅(qū)動(dòng) 下夾具3分別沿X軸移動(dòng)、沿Y軸移動(dòng)、繞X軸擺動(dòng)以及繞Y軸擺動(dòng)。
[0040] 本實(shí)施例中，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5為電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其為現(xiàn)有技術(shù)，可以通過(guò)外購(gòu)得到， 例如可選用北京賽凡光電儀器有限公司生產(chǎn)的7SRA系列電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，如果需要更高的性 能，還可以選擇精度更高的平臺(tái)。
[0041] 升降裝置6包括支撐座61、第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)62和轉(zhuǎn)接板63,支撐座61裝 設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5上，第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)62通過(guò)轉(zhuǎn)接板63裝設(shè)于支撐座61上，上 夾具2裝設(shè)于第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)62上，第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)62可以驅(qū)動(dòng)上夾具2 沿Z軸方向做升降運(yùn)動(dòng)。
[0042] 對(duì)準(zhǔn)裝置7包括第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71、第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72、θ x軸自 動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73、07軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)74和安裝底座75,安裝底座75裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái) 5上，第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71、第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72、θχ軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73和0y 軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)74依次疊加裝設(shè)于安裝底座75上，即第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71安裝在安 裝底座75上，第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72安裝在第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71上，θ x軸自動(dòng) 旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73安裝在第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72上，Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)74安裝在θ x軸自 動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73上，下夾具3裝設(shè)于07軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)74上。這樣，對(duì)準(zhǔn)裝置7可以驅(qū)動(dòng) 下夾具3分別沿X軸和Y軸移動(dòng)以及繞X軸和Y軸擺動(dòng)，通過(guò)四個(gè)自由度的高精度運(yùn)動(dòng)并 配合上夾具2沿Z軸方向的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)下器件101與上器件102的對(duì)準(zhǔn)；同時(shí)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平 臺(tái)5又可驅(qū)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置7及下夾具3繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整下器件101繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度， 便于進(jìn)行第二次焊接。在第二次焊接時(shí)，采用對(duì)準(zhǔn)裝置7整體旋轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，更有利于角度的 調(diào)整，防止封裝時(shí)的掉光、側(cè)光現(xiàn)象，很大程度地提高了焊接質(zhì)量。
[0043] 各焊接裝置4均包括激光出射頭41，激光出射頭41通過(guò)調(diào)整裝置裝設(shè)于機(jī)架1上 并可由調(diào)整裝置驅(qū)動(dòng)分別沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)，激光出射頭41的尾部安裝有CCD相機(jī) 48。調(diào)整裝置包括第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)42、第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)43、第二Z軸自動(dòng)直 線滑臺(tái)44和焊接支撐臺(tái)47,焊接支撐臺(tái)47裝設(shè)于機(jī)架1上，第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)42、第 二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)43和第二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)44依次疊加裝設(shè)于焊接支撐臺(tái)47上，即 第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)42裝設(shè)于焊接支撐臺(tái)47上，第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)43裝設(shè)于第二 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)42上，第二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)44通過(guò)轉(zhuǎn)接架45裝設(shè)于第二Y軸自動(dòng)直 線滑臺(tái)43上，激光出射頭41通過(guò)固定架46裝設(shè)于第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)43上。通過(guò)調(diào) 整裝置調(diào)節(jié)激光出射頭41在X軸、Y軸和Z軸方向的位移，可以調(diào)整激光出射頭41與對(duì)準(zhǔn) 裝置7的相對(duì)位置，耦合焊接設(shè)備在初始狀態(tài)時(shí)，調(diào)整好激光出射頭41與對(duì)準(zhǔn)裝置7的相 對(duì)位置，使激光準(zhǔn)確入射到上器件102和下器件101的間隙處，以此保證焊點(diǎn)質(zhì)量，在工作 時(shí)焊接裝置4 一般不需要再次進(jìn)行調(diào)整。在下器件101對(duì)準(zhǔn)完成后，控制三個(gè)激光出射頭 41使激光入射到上器件102和下器件101之間的間隙處，完成第一次焊接。然后，通過(guò)自 動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5使整個(gè)對(duì)準(zhǔn)裝置7旋轉(zhuǎn)一定角度(例如60度)，使完成第一次焊接后的下器件 101也旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，再控制三個(gè)激光出射頭41完成第二次焊接。
[0044] 上述對(duì)準(zhǔn)裝置7和焊接裝置4采用積木組合的方式，實(shí)現(xiàn)多自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu) 的搭建，其適用性強(qiáng)，靈活性大，便于拆卸。由于耦合對(duì)準(zhǔn)對(duì)器件性能的影響較大，對(duì)準(zhǔn)裝置 7可采用高精度的滑臺(tái)，而焊接裝置4的滑臺(tái)精度可相對(duì)較低。
[0045] 上述第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71、第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72、第一 Z軸自動(dòng)直線滑 臺(tái)62、第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)42、第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)43和第二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)44 均可采用現(xiàn)有的自動(dòng)直線滑臺(tái)；θ X軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73和Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)74均可采 用現(xiàn)有的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)，各滑臺(tái)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。例如，各自動(dòng)直線滑臺(tái)可采用北京賽凡 光電儀器有限公司生產(chǎn)的7STA10系列電動(dòng)平移臺(tái)，各自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)可采用北京賽凡光電 儀器有限公司生產(chǎn)的7SGA1系列電動(dòng)角位臺(tái)，當(dāng)然，如果需要各平臺(tái)具有更高的性能，還可 以選擇精度更高的平臺(tái)。
[0046] 本實(shí)施例中，如圖5至圖10所示，上夾具2包括安裝座21、第一夾具頭22、第一鎖 緊套筒23以及裝設(shè)于安裝座21上的伸縮驅(qū)動(dòng)件24,第一夾具頭22沿堅(jiān)直方向固定裝設(shè) 于安裝座21上，安裝座21緊固安裝在第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)62上。第一夾具頭22的下 端設(shè)有用于夾持上器件102的六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221，六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221與第一夾具 頭22為一體連接結(jié)構(gòu)，且六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221沿圓周均勻布置形成可使上器件102插入 的插孔，第一夾具頭22采用65Mn鋼制作，并淬火至硬度達(dá)到5(T70HRC。第一鎖緊套筒23 同軸套設(shè)于第一夾具頭22的外部，伸縮驅(qū)動(dòng)件24與第一鎖緊套筒23相連，并可驅(qū)動(dòng)第一 鎖緊套筒23沿第一夾具頭22的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第一夾具頭22設(shè)有位于六個(gè)第一彈性?shī)A 瓣221上的第一錐形面222,即第一錐形面222分布在六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221上；第一鎖緊 套筒23包括外筒231和銅錐套232,外筒231的材質(zhì)為L(zhǎng)Y12硬鋁，銅錐套232裝設(shè)于外筒 231的內(nèi)孔中并通過(guò)螺釘與外筒231連接固定，銅錐套232的下端設(shè)有用于與第一錐形面 222配合迫使六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221徑向向內(nèi)同步運(yùn)動(dòng)的第二錐形面2321，第一錐形面222 和第二錐形面2321的錐角均設(shè)置為20度。當(dāng)需要夾緊上器件102時(shí)，將上器件102置于 六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221之間的插孔內(nèi)，伸縮驅(qū)動(dòng)件24驅(qū)動(dòng)第一鎖緊套筒23向下運(yùn)動(dòng)，銅錐 套232的第一錐形面222與第二錐形面2321接觸，并迫使六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221徑向向內(nèi) 同步運(yùn)動(dòng)夾緊上器件102 ;當(dāng)需要卸下上器件102時(shí)，伸縮驅(qū)動(dòng)件24驅(qū)動(dòng)第一鎖緊套筒23 向上運(yùn)動(dòng)，第一錐形面222脫離第二錐形面2321，六個(gè)第一彈性?shī)A瓣221彈性復(fù)位并徑向向 外運(yùn)動(dòng)，從而解除對(duì)上器件102的夾緊作用。由于鋁質(zhì)外筒231不耐磨，而銅錐套232的耐 磨性好，第一鎖緊套筒23采用外筒231和銅錐套232的組合形式，通過(guò)銅錐套232與第一 彈性?shī)A瓣221接觸來(lái)迫使第一彈性?shī)A瓣221動(dòng)作，不僅減少了第一彈性?shī)A瓣221的磨損，同 時(shí)外筒231可采用成本較低的材料制作，降低了生產(chǎn)制作成本，并且銅錐套232在過(guò)度磨損 后還可以進(jìn)行更換。
[0047] 上夾具2采用多個(gè)沿圓周布置的第一彈性?shī)A瓣221來(lái)夾緊定位上器件102,具有 定心能力強(qiáng)、夾持穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，在夾緊時(shí)由伸縮驅(qū)動(dòng)件24驅(qū)動(dòng)第一鎖緊套筒23推動(dòng) 所有第一彈性?shī)A瓣221徑向向內(nèi)同步運(yùn)動(dòng)夾緊上器件102,第一夾具頭22相對(duì)于安裝座21 固定不動(dòng)，不會(huì)影響上器件102的定位，上器件102裝卸方便快捷、效率高。相比普通夾頭 運(yùn)動(dòng)式的夾具，在松開(kāi)工件的過(guò)程中，第一彈性?shī)A瓣221徑向向外張開(kāi)，不會(huì)對(duì)工件施加一 個(gè)向上的力，可以減少焊后偏移和光功率的損耗。
[0048] 本實(shí)施例中，上夾具2還包括支撐套筒26,支撐套筒26的下端通過(guò)螺釘連接于安 裝座21上，支撐套筒26的上端通過(guò)螺釘連接有頂蓋27,伸縮驅(qū)動(dòng)件24裝設(shè)于頂蓋27上， 且伸縮驅(qū)動(dòng)件24整體位于支撐套筒26內(nèi)，頂蓋27可以方便的拆裝，便于對(duì)伸縮驅(qū)動(dòng)件24 進(jìn)行更換。支撐套筒26還設(shè)有可打開(kāi)的側(cè)蓋261，側(cè)蓋261的下端通過(guò)螺釘與安裝座21相 連，側(cè)蓋261的上端通過(guò)螺釘與頂蓋27相連。
[0049] 上述伸縮驅(qū)動(dòng)件24的驅(qū)動(dòng)端通過(guò)一彈性連接板與外筒231相連，本實(shí)施例的彈性 連接板采用聚氨酯PU板25,伸縮驅(qū)動(dòng)件24的驅(qū)動(dòng)端連接于聚氨酯PU板25的中部，外筒 231的上端具有兩個(gè)伸出的連接部2311，兩個(gè)連接部2311分別連接于聚氨酯PU板25的兩 偵k彈性連接板在實(shí)現(xiàn)力傳遞的同時(shí)起到減震和調(diào)節(jié)作用，其相當(dāng)于一個(gè)彈性聯(lián)軸器，由于 在制造和裝配過(guò)程中不可避免的存在誤差，夾具裝配完成后，第一夾具頭22的第一錐形面 222與銅錐套232的第二錐形面2321之間會(huì)存在配合誤差，在夾緊過(guò)程中，第一錐形面222 保持固定，其相當(dāng)于一個(gè)基準(zhǔn)面，伸縮驅(qū)動(dòng)件24通過(guò)彈性連接板推動(dòng)外筒231運(yùn)動(dòng)，在彈性 連接板的作用下可使第二錐形面2321適應(yīng)第一錐形面222,從而均勻的給第一錐形面222 施力，可以保證第一彈性?shī)A瓣221動(dòng)作的一致性和準(zhǔn)確性。
[0050] 本實(shí)施例中，安裝座21上通過(guò)螺釘固接有定位套211，第一夾具頭22穿設(shè)于定位 套211中，第一夾具頭22的中部設(shè)有與定位套211的一端相抵的定位臺(tái)階，第一夾具頭22 的上端部螺紋連接有鎖緊螺栓28,鎖緊螺栓28與定位套211的另一端相抵，從而與定位臺(tái) 階配合將第一夾具頭22鎖緊定位在定位套211中，鎖緊螺栓28以及緊固定位套211的螺釘 位于支撐套筒26內(nèi)。鎖緊螺栓28為特制的非標(biāo)準(zhǔn)螺栓，其包括螺桿部281和螺帽部282， 螺帽部282的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)工具插孔283,多個(gè)工具插孔283沿螺帽部282的周向均勻布 置，打開(kāi)側(cè)蓋261后可以采用桿件插入工具插孔283中扳動(dòng)鎖緊螺栓28轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擰緊或 松開(kāi)鎖緊螺栓28。該第一夾具頭22可以方便的進(jìn)行拆裝和更換，打開(kāi)側(cè)蓋261再松卸鎖緊 螺栓28,即可將第一夾具頭22向下直接抽出。這樣，僅需更換外部尺寸相同而內(nèi)部尺寸不 同的多個(gè)第一夾具頭22,就可以適用于不同尺寸和類型的上器件102,大大提高了夾具的 通用性，節(jié)省了生產(chǎn)成本；并且更換第一夾具頭22時(shí)，需要拆卸的部件少，可以保持裝配的 一致性和精度的穩(wěn)定性。
[0051] 上述伸縮驅(qū)動(dòng)件24、聚氨酯PU板25、鎖緊螺栓28以及緊固定位套211的螺釘位 于支撐套筒26內(nèi)，提高了結(jié)構(gòu)的緊湊性和美觀性。
[0052] 本實(shí)施例中，第一夾具頭22內(nèi)設(shè)有陶瓷插芯29,第一夾具頭22設(shè)有用于將光纖側(cè) 向引出的通槽223,該通槽223自第一彈性?shī)A瓣221的端部貫通至第一夾具頭22的中部，第 一鎖緊套筒23的側(cè)壁上設(shè)有沿通槽223 -側(cè)布置的開(kāi)口槽233。由于在耦合焊接過(guò)程中， 需要將陶瓷插芯29插入到光纖組件中進(jìn)行光功率檢測(cè)，設(shè)置通槽223和開(kāi)口槽233后可先 將陶瓷插芯29與光纖組件對(duì)接，再整體裝入第一夾具頭22的插孔中，而通槽223和開(kāi)口槽 233則對(duì)與陶瓷插芯29相連的光纖形成避讓，使光纖卡入通槽223和開(kāi)口槽233內(nèi)并從第 一鎖緊套筒23的側(cè)面引出。而需要松開(kāi)光纖組件時(shí)，光纖又可沿著通槽223和開(kāi)口槽233 隨光纖組件一起脫離上夾具2,這樣光纖組件在安裝和拆卸的過(guò)程中始終與陶瓷插芯29保 持連接，便于在耦合焊接過(guò)程中在線進(jìn)行光功率檢測(cè)，上述陶瓷插芯29為現(xiàn)有技術(shù)，在此 不再贅述。本實(shí)施例的伸縮驅(qū)動(dòng)件24采用氣缸，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中伸縮驅(qū)動(dòng)件24也可 以采用油缸等。
[0053] 本實(shí)施例中，如圖11至圖14所示，下夾具3包括底座31以及用于夾持下器件101 的夾具組件32,夾具組件32沿堅(jiān)直方向滑設(shè)于底座31上，底座31上設(shè)有以恒定的支承力 支承夾具組件32并可使夾具組件32上下滑動(dòng)的支承組件33。該支承組件33包括與恒壓 氣源相連的氣缸331以及用于限制夾具組件32滑動(dòng)范圍的限位機(jī)構(gòu)332,氣缸331裝設(shè)于 底座31上，夾具組件32與氣缸331的伸縮桿相連，氣缸331通入恒壓氣體后可將夾具組件 32浮動(dòng)支承在底座31的上方，在不受外力的情況下，夾具組件32在氣缸331的支承作用和 限位機(jī)構(gòu)332的限位作用下相對(duì)于底座31固定不動(dòng)，當(dāng)夾具組件32受向下的力時(shí)，可克服 氣缸331的支承力使夾具組件32相對(duì)于底座31向下滑動(dòng)。在需要對(duì)下器件101進(jìn)行角度 調(diào)整等使下器件101在堅(jiān)直方向上產(chǎn)生位移的工況下，夾具組件32可以?shī)A持的下器件101 沿堅(jiān)直方向進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，能夠自動(dòng)適應(yīng)下器件101在堅(jiān)直方向上的位移；同時(shí)，在夾具組 件32上下滑動(dòng)的過(guò)程中支承組件33的支承力始終保持恒定，不會(huì)因位移的變化而增大，保 證了在自動(dòng)補(bǔ)償過(guò)程中下器件101受力的均勻性，不會(huì)出現(xiàn)因受力過(guò)大而使下器件101損 壞或變形的情況；此外，由于夾具組件32可以沿堅(jiān)直方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，還可降低夾 具的制作和裝配精度，降低生產(chǎn)制作成本。氣缸331的支承力可通過(guò)改變恒壓氣源的壓力 來(lái)調(diào)整。
[0054] 圖15和圖16分別示出了下夾具3在正常狀態(tài)和進(jìn)行角度調(diào)整時(shí)沿堅(jiān)直方向進(jìn)行 補(bǔ)償?shù)那闆r，正常狀態(tài)時(shí)，上器件102保持固定，下夾具3夾裝下器件101與上器件102上 下對(duì)接，當(dāng)調(diào)整對(duì)接角度時(shí)，下夾具3帶著下器件101整體繞某一固定軸旋轉(zhuǎn)，使上器件102 和下器件101之間產(chǎn)生夾角，兩者之間的距離將變大，此時(shí)上器件102對(duì)下器件101施加向 下的力，迫使夾具組件32克服氣缸331的支承力沿著堅(jiān)直方向向下運(yùn)動(dòng)，從而完成堅(jiān)直方 向的補(bǔ)償。
[0055] 本實(shí)施例中，夾具組件32包括夾具安裝板321以及裝設(shè)于夾具安裝板321上的第 二夾具頭322,夾具安裝板321采用聚四氟乙烯制成，第二夾具頭322的上端設(shè)有四個(gè)用于 夾持下器件101的第二彈性?shī)A瓣3221，四個(gè)第二彈性?shī)A瓣3221與第二夾具頭322為一體結(jié) 構(gòu)，且四個(gè)第二彈性?shī)A瓣3221沿圓周均勻布置形成可使下器件101插入的插孔，第二夾具 頭322設(shè)有位于四個(gè)第二彈性?shī)A瓣3221上的第三錐面3222,夾具組件32還包括用于驅(qū)動(dòng) 多個(gè)第二彈性?shī)A瓣3221同步徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)夾放下器件101的第二鎖緊套筒323以及與第 二鎖緊套筒323相連的撥桿324,第二鎖緊套筒323套設(shè)于第二夾具頭322上并與第二夾具 頭322螺紋連接，第二鎖緊套筒323設(shè)有用于與第三錐面3222配合迫使所有第二彈性?shī)A瓣 3221同步徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第四錐面3231。通過(guò)撥桿324可驅(qū)使第二鎖緊套筒323轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn) 而第二鎖緊套筒323相對(duì)于第二夾具頭322上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙i緊套筒323向下運(yùn)動(dòng)時(shí)第 二鎖緊套筒323的第四錐面3231與第三錐面3222接觸并迫使所有第二彈性?shī)A瓣3221同 步徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)夾緊下器件101，當(dāng)?shù)诙i緊套筒323向上運(yùn)動(dòng)時(shí)第二鎖緊套筒323的第四 錐面3231與第三錐面3222脫離，第二彈性?shī)A瓣3221在彈性復(fù)位作用下徑向向外運(yùn)動(dòng)并松 開(kāi)下器件101，該螺旋驅(qū)動(dòng)式的第二鎖緊套筒323具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換方便等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施 例的第二夾具頭322具體是設(shè)有四個(gè)第二彈性?shī)A瓣3221，具有定心能力強(qiáng)，夾持穩(wěn)定等優(yōu) 點(diǎn)，第二夾具頭322整體采用65Mn鋼制作，并淬火至硬度達(dá)到5(T70HRC，第三錐面3222的 角度為20度。
[0056] 上述限位機(jī)構(gòu)332包括支架3321以及調(diào)節(jié)螺釘3322,支架3321上設(shè)有堅(jiān)直布置 的螺紋通孔，調(diào)節(jié)螺釘3322配合裝設(shè)于該螺紋通孔中，且調(diào)節(jié)螺釘3322的下端與夾具安裝 板321的上端相抵，通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘3322的旋入位置，可以改變夾具組件32上下滑動(dòng)的 范圍。
[0057] 本實(shí)施例中，第二夾具頭322以螺紋連接方式可拆卸的裝設(shè)于夾具安裝板321上， 便于更換不同的第二夾具頭322,以用于夾持不同類型的下器件101，第二夾具頭322的安 裝具體是，在夾具安裝板321上設(shè)有堅(jiān)直布置的安裝通孔，安裝通孔沿軸向依次設(shè)有螺紋 孔3212和夾具頭定位孔3213,第二夾具頭322裝設(shè)于安裝通孔中，第二夾具頭322的中部 設(shè)有與螺紋孔3212配合的外螺紋，第二夾具頭322的端部設(shè)有與夾具頭定位孔3213配合 定位的夾具頭定位面3223,這樣第二夾具頭322通過(guò)螺紋與夾具安裝板321形成可拆卸連 接，同時(shí)由于螺紋之間的配合存在間隙，又可通過(guò)夾具頭定位面3223和夾具頭定位孔3213 的配合形成定位，保證第二夾具頭322與夾具安裝板321之間的垂直度。第二夾具頭322 內(nèi)裝設(shè)有電極插芯34,電極插芯34的安裝具體是，第二夾具頭322設(shè)有與插孔重合的貫通 孔，貫通孔的一端為第二彈性?shī)A瓣3221，貫通孔的另一端設(shè)有堵頭座325,堵頭座325通過(guò) 螺釘與夾具安裝板321固接，電極插芯34連接固定在該堵頭座325伸出貫通孔的一端。電 極插芯34的四個(gè)槽內(nèi)設(shè)有用于與下器件101引腳連接的導(dǎo)電銅片，下器件101插入第二夾 具頭322的插孔后其引腳與電極插芯34的導(dǎo)電銅片相接，從而實(shí)現(xiàn)在夾持下器件101的同 時(shí)給下器件101上電，該電極插芯34為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0058] 本實(shí)施例中，底座31上設(shè)有對(duì)稱布置的第一安裝座311和第二安裝座312,第一 安裝座311和第二安裝座312分別通過(guò)定位臺(tái)階和螺栓與底座31固接，夾具安裝板321的 一側(cè)端通過(guò)導(dǎo)軌組件35與第一安裝座311連接并可沿堅(jiān)直方向滑動(dòng)，導(dǎo)軌組件35可采用 現(xiàn)有常規(guī)的滑動(dòng)導(dǎo)軌，氣缸331裝設(shè)于第二安裝座312上，夾具安裝板321的另一側(cè)通過(guò)螺 栓固定連接有推板3211，推板3211與氣缸331的伸縮桿相連。氣缸331對(duì)夾具安裝板321 的支撐力矩可以抵消下器件101受力后對(duì)導(dǎo)軌組件35的力矩，能夠減小夾具組件32作用 在導(dǎo)軌組件35上的彎曲力矩，進(jìn)而保證足夠的安裝精度和一致性，因此，這種雙邊支撐結(jié) 構(gòu)能夠使力矩平衡，防止下夾具3整體變形。
[0059] 本實(shí)施例中，下夾具3還設(shè)有用于檢測(cè)夾具安裝板321位移的位移檢測(cè)組件，位移 檢測(cè)組件包括渦流式位移傳感器36和傳感器感應(yīng)片37，其中，渦流式位移傳感器36裝設(shè)于 第一安裝座311上，傳感器感應(yīng)片37裝設(shè)于夾具安裝板321上，當(dāng)夾具安裝板321在堅(jiān)直 方向移動(dòng)時(shí)，渦流式位移傳感器36可以檢測(cè)傳感器感應(yīng)片37與底座31的相對(duì)位移，也即 夾具安裝板321與底座31的相對(duì)位移，采用渦流式位移傳感器36具有精度高、無(wú)接觸的優(yōu) 點(diǎn)。
[0060] 本實(shí)施例中，底座31上還設(shè)有用于在氣缸331不工作時(shí)支承夾具組件32的支承 彈簧38,該支承彈簧38套設(shè)安裝在與底座31固接的中心柱體上，其下端與底座31相抵， 其上端與夾具安裝板321之間留有間距，該間距保證在正常工作的情況下支承彈簧38不會(huì) 與夾具安裝板321接觸，當(dāng)氣缸331未通入恒壓氣體時(shí)，夾具組件32整體沿導(dǎo)軌組件35下 滑，最終支承在支承彈簧38上。
[0061] 本實(shí)施例中，下夾具3還包括第二轉(zhuǎn)接板39,第二轉(zhuǎn)接板39通過(guò)螺栓可拆卸的連 接于底座31上，下夾具3整體可通過(guò)第二轉(zhuǎn)接板39安裝到Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)74上，通 過(guò)更換不同的第二轉(zhuǎn)接板39,可以方便快速的與不同的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)或固定平臺(tái)連接。同時(shí)，底 座31設(shè)有底座定位孔313,第二轉(zhuǎn)接板39設(shè)有定位凸臺(tái)391，定位凸臺(tái)391插設(shè)于底座定 位孔313中形成定位，通過(guò)底座定位孔313和定位凸臺(tái)391的配合可以保證第二轉(zhuǎn)接板39 和底座31的相對(duì)位置。
[0062] 本實(shí)施例中，自動(dòng)耦合焊接設(shè)備還包括設(shè)備外罩8以及安裝于設(shè)備外罩8上的控 制按鈕，控制按鈕包括啟動(dòng)按鈕9、急停按鈕10、夾緊按鈕11和松開(kāi)按鈕12,其中，啟動(dòng)按鈕 9用于啟動(dòng)整個(gè)耦合焊接設(shè)備，夾緊按鈕11用于控制上夾具2夾緊上器件102,并控制耦合 焊接設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行封裝，封裝完成后通過(guò)松開(kāi)按鈕12控制上夾具2松開(kāi)上器件102,再使下 夾具3松開(kāi)下器件101，此時(shí)可取下焊裝完成的同軸型光電子器件，完成整個(gè)封裝過(guò)程。如 果運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)特殊情況，可以按下急停按鈕10,使設(shè)備立即退出封裝過(guò)程并停止工作。 [0063] 本發(fā)明用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備在使用時(shí)工作流 程如下： ① 上夾具2裝夾上器件102,下夾具3裝夾下器件101 ; ② 上夾具2向下移動(dòng)，當(dāng)下夾具3移動(dòng)到使上器件102與下器件101相接觸時(shí)，停止運(yùn) 動(dòng)； ③ 控制對(duì)準(zhǔn)裝置7中的四個(gè)自動(dòng)滑臺(tái)進(jìn)行角度對(duì)準(zhǔn)、粗對(duì)準(zhǔn)和精對(duì)準(zhǔn)，使上器件102和 下器件101耦合對(duì)接達(dá)到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)以上器件102檢測(cè)的光功率值達(dá)到設(shè)定閾 值為參考； ④ 對(duì)準(zhǔn)完成后，使激光出射頭41出射激光，完成第一次焊接； ⑤ 第一次焊接完成后，控制自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)使整個(gè)對(duì)準(zhǔn)裝置7旋轉(zhuǎn)60度，從而使 完成第一次焊接后的下器件101旋轉(zhuǎn)60度，再次通過(guò)激光完成第二次焊接，最終完成上器 件102和下器件101的封裝。
[0064] ⑥按下松開(kāi)按鈕12,將封裝后的上器件102和下器件101取出。
[0065] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施 例。對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思前提下所得到的改進(jìn)和變 換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，其特征在于：包括機(jī) 架（1)、上夾具（2)、下夾具（3)、裝設(shè)于機(jī)架（1)上的多個(gè)的焊接裝置（4)以及裝設(shè)于機(jī)架 (1)上并可繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（5)，所述上夾具（2)通過(guò)升降裝置（6)裝設(shè)于自動(dòng) 旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（5)上并可由升降裝置（6)驅(qū)動(dòng)沿Z軸升降運(yùn)動(dòng)，所述下夾具（3)通過(guò)對(duì)準(zhǔn)裝置 (7)裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（5)上并可由對(duì)準(zhǔn)裝置（7)驅(qū)動(dòng)分別沿X軸移動(dòng)、沿Y軸移動(dòng)、繞 X軸擺動(dòng)以及繞Y軸擺動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備， 其特征在于：所述對(duì)準(zhǔn)裝置（7)包括第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（71)、第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái) (72 )、θ X軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（73 )、Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（74 )以及裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（5 )上 的安裝底座（75)，所述第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（71)、第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（72)、θ x軸自 動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（73)和Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（74)依次疊加裝設(shè)于所述安裝底座（75)上，所述 下夾具（3)裝設(shè)于所述07軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（74)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，其 特征在于：所述升降裝置（6)包括支撐座（61)、第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（62)和轉(zhuǎn)接板（63)， 所述支撐座（61)裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（5)上，所述第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（62)通過(guò)轉(zhuǎn)接板 (63)裝設(shè)于支撐座（61)上，所述上夾具（2)裝設(shè)于所述第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（62)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，其 特征在于：所述焊接裝置（4)包括激光出射頭（41)，所述激光出射頭（41)通過(guò)調(diào)整裝置裝 設(shè)于機(jī)架（1)上并可由調(diào)整裝置驅(qū)動(dòng)分別沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，其 特征在于：所述調(diào)整裝置包括第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（42)、第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（43)、第 二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（44)和焊接支撐臺(tái)（47)，所述焊接支撐臺(tái)（47)裝設(shè)于機(jī)架（1)上，所 述第二X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（42)、第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（43)和第二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（44) 依次疊加裝設(shè)于焊接支撐臺(tái)（47)上，所述激光出射頭（41)通過(guò)固定架（46)裝設(shè)于所述第 二Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（44)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，其 特征在于：所述自動(dòng)耦合焊接設(shè)備設(shè)有三個(gè)焊接裝置（4)，三個(gè)焊接裝置（4)繞自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平 臺(tái)（5)的旋轉(zhuǎn)軸線均勻布置；所述激光出射頭（41)的尾部還安裝有C⑶相機(jī)（48)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合焊接設(shè)備，其 特征在于：所述自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（5)為電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合 焊接設(shè)備，其特征在于：所述上夾具（2)包括安裝座（21)、第一夾具頭（22)、第一鎖緊套筒 (23)以及用于驅(qū)動(dòng)所述鎖緊套筒（23)伸縮運(yùn)動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)件（24)，所述第一夾具頭（22) 固定裝設(shè)于所述安裝座（21)上，所述第一夾具頭（22)設(shè)有用于夾持上器件（102)的多個(gè)第 一彈性?shī)A瓣（221)，所述多個(gè)第一彈性?shī)A瓣（221)沿圓周布置，所述第一鎖緊套筒（23)套設(shè) 于所述夾具頭（22)的外部，所述伸縮驅(qū)動(dòng)件（24)與所述第一鎖緊套筒（23)相連并可驅(qū)動(dòng) 所述第一鎖緊套筒（23)推動(dòng)所有第一彈性?shī)A瓣（221)徑向向內(nèi)同步運(yùn)動(dòng)；所述夾具頭（22) 設(shè)有位于多個(gè)第一彈性?shī)A瓣（221)上的第一錐形面（222);所述第一鎖緊套筒（23)包括外 筒（231)以及通過(guò)緊固件連接于所述外筒（231)中的銅錐套（232)，所述銅錐套（232)設(shè)有 用于與所述第一錐形面（222)配合迫使所有第一彈性?shī)A瓣（221)徑向向內(nèi)同步運(yùn)動(dòng)的第二 錐形面（2321)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦合 焊接設(shè)備，其特征在于：所述下夾具（3)包括底座（31)以及用于夾持下器件（101)的夾具組 件（32)，所述夾具組件（32)沿堅(jiān)直方向滑設(shè)于所述底座（31)上，所述底座（31)上設(shè)有以恒 定的支承力支承夾具組件（32)并可使夾具組件（32)上下滑動(dòng)的支承組件（33);所述支承 組件（33)包括與恒壓氣源相連的氣缸（331)以及用于限制夾具組件（32)滑動(dòng)范圍的限位 機(jī)構(gòu)（332)，所述氣缸（331)裝設(shè)于底座（31)上，所述夾具組件（32)與所述氣缸（331)的伸 縮桿相連；所述夾具組件（32)包括夾具安裝板（321)以及裝設(shè)于所述夾具安裝板（321)上 的第二夾具頭（322)，所述第二夾具頭（322)設(shè)有多個(gè)沿圓周布置的第二彈性?shī)A瓣（3221) 以及位于多個(gè)第二彈性?shī)A瓣（3221)上的第三錐面（3222)，所述夾具組件（32)還包括用于 驅(qū)動(dòng)多個(gè)第二彈性?shī)A瓣（3221)同步徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)夾放下器件（101)的第二鎖緊套筒（323) 以及與所述第二鎖緊套筒（323)相連的撥桿（324)，所述第二鎖緊套筒（323)套設(shè)于第二夾 具頭（322)上并與第二夾具頭（322)螺紋連接，所述第二鎖緊套筒（323)設(shè)有用于與第三錐 面（3222)配合迫使所有第二彈性?shī)A瓣（3221)同步徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第四錐面（3231)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)耦 合焊接設(shè)備，其特征在于：所述自動(dòng)耦合焊接設(shè)備還包括設(shè)備外罩（8)以及安裝于所述設(shè) 備外罩（8)上的控制按鈕，所述控制按鈕包括啟動(dòng)按鈕（9)、急停按鈕（10)、夾緊按鈕（11) 和松開(kāi)按鈕（12)。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK104117770SQ201410360435
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】段吉安, 吳正輝, 聶川, 鄭煜, 盧勝?gòu)?qiáng), 周海波, 徐聰, 唐佳 申請(qǐng)人:中南大學(xué)