同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置及耦合對(duì)準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置及耦合對(duì)準(zhǔn)方法，該耦合對(duì)準(zhǔn)裝置包括安裝底座、上夾具和下夾具，上夾具通過升降裝置裝設(shè)于安裝底座上，下夾具通過對(duì)準(zhǔn)裝置裝設(shè)于安裝底座上并可由對(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)；下夾具包括底座以及夾具組件，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；耦合對(duì)準(zhǔn)裝還包括位移檢測(cè)組件以及控制器。該耦合對(duì)準(zhǔn)方法包括裝夾器件、Z軸位置調(diào)整、角度對(duì)準(zhǔn)、粗對(duì)準(zhǔn)和精對(duì)準(zhǔn)等步驟。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、能進(jìn)行多自由度調(diào)整、自動(dòng)化程度高、可大大提高生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置及耦合對(duì)準(zhǔn)方法
【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】，具體涉及一種同軸型光電子器件的耦 合對(duì)準(zhǔn)裝置及耦合對(duì)準(zhǔn)方法。
【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] 光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、 生產(chǎn)成本高和生產(chǎn)設(shè)備占地面積大等。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越大， 為了改變這種現(xiàn)狀，必須實(shí)現(xiàn)器件封裝過程的自動(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、 能進(jìn)行多自由度調(diào)整、自動(dòng)化程度高、可大大提高生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量的同軸型光電子 器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，還相應(yīng)提供一種該耦合對(duì)準(zhǔn)裝置的耦合對(duì)準(zhǔn)方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，包括安裝底座、上夾具和下夾具，所述上夾具 通過升降裝置裝設(shè)于安裝底座上并可由升降裝置驅(qū)動(dòng)沿Z軸升降運(yùn)動(dòng)，所述下夾具通過對(duì) 準(zhǔn)裝置裝設(shè)于安裝底座上并可由對(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)；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；所述耦合對(duì)準(zhǔn)裝還包括用于檢測(cè)夾具組件上下滑動(dòng)位置的位移檢測(cè) 組件以及用于控制升降裝置和對(duì)準(zhǔn)裝置動(dòng)作的控制器，所述控制器分別與所述位移檢測(cè)組 件、升降裝置和對(duì)準(zhǔn)裝置電連接。
[0007] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，優(yōu)選的，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)、θχ軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)、07軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)以及安裝底座，所述第一X軸自動(dòng) 直線滑臺(tái)、第一 Υ軸自動(dòng)直線滑臺(tái)、Θ X軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)和Θ y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] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，優(yōu)選的，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。
[0009] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，優(yōu)選的，所述位移檢測(cè)組件包括設(shè)于底座上的渦流式位移傳 感器以及設(shè)于夾具組件上的傳感器感應(yīng)片。
[0010] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，優(yōu)選的，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)于安裝底座上，所述第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)通過轉(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。
[0011] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，優(yōu)選的，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)所述第一鎖緊套筒伸縮運(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 夾瓣沿圓周布置，所述第一鎖緊套筒套設(shè)于所述第一夾具頭的外部，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)；所述第一夾具頭設(shè)有位于多個(gè)第一彈性?shī)A瓣上的第一錐形面；所述第一鎖緊套筒包括 外筒以及通過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。
[0012] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，優(yōu)選的，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。
[0013] 作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還一種耦合對(duì)準(zhǔn)方法，包括以下步驟： ① 上夾具裝夾光纖組件，下夾具裝夾光收發(fā)組件； ② 控制器控制升降裝置驅(qū)動(dòng)上夾具以5~20mm/s的速度下降至使光纖組件與光收發(fā)組 件間隔l~2mm的高度，再以0. l~lmm/s的速度下降至使光纖組件與光收發(fā)組件相接觸的高 度； ③ 控制器控制對(duì)準(zhǔn)裝置的ΘΧ軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)和0y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)分別進(jìn)行角度對(duì) 準(zhǔn)；角度對(duì)準(zhǔn)具體包括：控制旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)以〇. 1~〇. 5度的步長(zhǎng)正向和反向各運(yùn)動(dòng)3~6步，檢測(cè) 每一步運(yùn)動(dòng)后夾具組件的位移，再控制旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到使夾具組件離上夾具最近的角度； ④ 控制器控制對(duì)準(zhǔn)裝置的第一X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)和第一Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)分別進(jìn)行螺 旋掃描，使光功率達(dá)到或超過設(shè)定的粗對(duì)準(zhǔn)閾值； 螺旋掃描具體包括：設(shè)置多個(gè)光功率閾值區(qū)間七一己，P2-P3，…Ph-Pm，Pi < P2 < P3…< PN_i < PN，且N彡5,各閾值區(qū)間分別設(shè)置步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量參數(shù)，所有閾值區(qū)間的步 長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量的取值范圍均為1飛微米，且各閾值區(qū)間的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量按光功率閾值增 大的順序逐個(gè)減?。?控制器控制直線滑臺(tái)以1(Γ20微米的初始步長(zhǎng)、5~10微米的初始步長(zhǎng)增量進(jìn)行大范圍 初始螺旋掃描，同時(shí)檢測(cè)光纖組件和光收發(fā)組件的耦合光功率，直至檢測(cè)到大于Pi的光功 率值，停止初始螺旋掃描；以該檢測(cè)的光功率值所對(duì)應(yīng)的閾值區(qū)間的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量參數(shù) 進(jìn)行多級(jí)螺旋掃描，每級(jí)螺旋掃描完成后檢測(cè)光功率，再以檢測(cè)的光功率所對(duì)應(yīng)閾值區(qū)間 的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量進(jìn)行下一級(jí)掃描，直至達(dá)到或超過設(shè)定的粗對(duì)準(zhǔn)閾值； ⑤控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)和第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)分別進(jìn)行爬山法搜索； 爬山法搜索具體包括： 步驟A，控制器控制直線滑臺(tái)從起點(diǎn)以0. Γ2微米的步長(zhǎng)朝任意一方向移動(dòng)一步，若移 動(dòng)后的光功率值0,則按當(dāng)前移動(dòng)方向且不改變步長(zhǎng)進(jìn)入步驟B，若移動(dòng) 后的光功率值0,則反向移動(dòng)且不改變步長(zhǎng)進(jìn)入步驟B ; 步驟B，直線滑臺(tái)以規(guī)定步長(zhǎng)和移動(dòng)方向移動(dòng)，每移動(dòng)一步檢測(cè)一次光功率，直至出現(xiàn) APzPtA-PlgS 0,將前一點(diǎn)的位置作為峰值位置； 步驟C，直線滑臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)Γ5步，若存在八？=卩]§^;-?|^6>()，則進(jìn)入步驟〇，若不存 在ΛΡ=Ρ后一點(diǎn)-P前一點(diǎn)> 0,則進(jìn)入步驟E ; 步驟D，直線滑臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)直至出現(xiàn)0,將前一點(diǎn)作為新峰值位置， 比較新峰值位置與舊峰值位置的光功率大小，若舊峰值位置的光功率大于新峰值位置的光 功率，則進(jìn)入步驟E，反之，則返回至步驟C ; 步驟E，直線滑臺(tái)步長(zhǎng)減半且反向移動(dòng)，返回至步驟C，直至返回次數(shù)達(dá)到1飛次結(jié)束掃 描，直線滑臺(tái)移動(dòng)至新峰值位置。
[0014] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)方法，優(yōu)選的，所述步驟③和步驟④之間還具有二次角度對(duì)準(zhǔn)的步 驟，所述二次角度對(duì)準(zhǔn)的步驟具體是在步驟③的基礎(chǔ)上減小步長(zhǎng)和減少運(yùn)動(dòng)步數(shù)進(jìn)行再一 次角度對(duì)準(zhǔn)。
[0015] 上述耦合對(duì)準(zhǔn)方法，優(yōu)選的，所述步驟⑤之后還具有簡(jiǎn)易爬山法搜索的步驟，所述 簡(jiǎn)易爬山法搜索的步驟具體是在步驟⑤的基礎(chǔ)上減小步長(zhǎng)、減少檢查點(diǎn)數(shù)和重復(fù)次數(shù)進(jìn)行 再一次爬山法搜索。
[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)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置及耦合對(duì)準(zhǔn)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)同軸型光電子 器件的全自動(dòng)化耦合對(duì)準(zhǔn)，操作人員只需簡(jiǎn)單的安裝配件，即可自動(dòng)完成耦合對(duì)準(zhǔn)的工序， 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)明采用控制器控制各部件動(dòng)作自動(dòng)完成整個(gè)耦合對(duì)準(zhǔn)過程，通過簡(jiǎn)化操作 界面和操作流程，使工人通過簡(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，大大降低了企業(yè)的人工成本。并且，通過給控制器設(shè)置不同的程序可以控制耦合效 率，實(shí)現(xiàn)耦合效率的人為可控，這是傳統(tǒng)人工手動(dòng)封裝所無法實(shí)現(xiàn)的。
[0018] 3、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，而不同器件的工藝參數(shù)可以內(nèi)置控制器的程序中，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)。
[0019] 4、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、巧妙，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為采用本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置的自動(dòng)耦合焊接設(shè)備的立 體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖3為自動(dòng)耦合焊接設(shè)備中焊接裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖4為耦合對(duì)準(zhǔn)裝置和焊接裝置裝設(shè)于機(jī)架上的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖5為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中上夾具在側(cè)蓋打開時(shí)的立體 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖6為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中上夾具局部剖切后的立體結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0026] 圖7為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中上夾具部分結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0027] 圖8為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中上夾具的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖9為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中上夾具的夾具頭的剖視結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0029] 圖10為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中上夾具的鎖緊螺栓的立體結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0030] 圖11為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中下夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖12為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中下夾具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖13為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中下夾具組件的部分剖視結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0033] 圖14為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中下夾具的夾具組件的分解結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0034] 圖15為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中下夾具在正常狀態(tài)下的示意 簡(jiǎn)圖。
[0035] 圖16為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置中下夾具在進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的示意 簡(jiǎn)圖。
[0036] 圖17為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)方法的流程圖。
[0037] 圖18為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)方法中角度對(duì)準(zhǔn)的軌跡示意圖。
[0038] 圖19為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)方法中螺旋掃描的軌跡示意圖。
[0039] 圖20為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)方法中爬山法搜索的總流程圖。
[0040] 圖21為本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)方法中爬山法搜索的分流程圖。
[0041] 圖例說明： 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、θ x軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)；74、Θ y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、松開按鈕。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 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)說明。
[0043] 如圖2所示，本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，包括安裝底座75、上夾具 2和下夾具3,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)，上夾具2通過升降裝置6裝設(shè)于 安裝底座75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通過對(duì)準(zhǔn)裝置7裝 設(shè)于安裝底座75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)。耦合對(duì)準(zhǔn)裝還包括用于檢測(cè)夾具組件32上下滑動(dòng)位置的位移檢測(cè)組件 以及用于控制升降裝置6和對(duì)準(zhǔn)裝置7動(dòng)作的控制器（圖中未示)，控制器分別與位移檢測(cè) 組件、升降裝置6和對(duì)準(zhǔn)裝置7電連接，本實(shí)施例的控制器采用可編程序的工控機(jī)。
[0044] 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)。
[0045] 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，θχ軸自動(dòng) 旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73安裝在第一 Υ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 χ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)。
[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，通過銅錐套232與第一 彈性?shī)A瓣221接觸來迫使第一彈性?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，在松開工件的過程中，第一彈性?shī)A瓣221徑向向外張開，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的下端通過螺釘連接于安 裝座21上，支撐套筒26的上端通過螺釘連接有頂蓋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)有可打開的側(cè)蓋261，側(cè)蓋261的下端通過螺釘與安裝座21相 連，側(cè)蓋261的上端通過螺釘與頂蓋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)布置的開口槽233。由于在耦合焊接過程中， 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。而需要松開光纖組件時(shí)，光纖又可沿著通槽223和開口槽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程中始終與陶瓷插芯29保 持連接，便于在耦合焊接過程中在線進(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)償過程中下器件101受力的均勻性，不會(huì)出現(xiàn)因受力過大而使下器件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的支承力可通過改變恒壓氣源的壓力 來調(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 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通過螺栓可拆卸的連 接于底座31上，下夾具3整體可通過第二轉(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] 圖1、圖3和圖4還示出了 一種裝設(shè)有同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置的自動(dòng)耦 合焊接設(shè)備，該自動(dòng)耦合焊接設(shè)備還包括機(jī)架1、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)5,三個(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。上述安裝底座75安裝 在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5上，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5可帶著耦合對(duì)準(zhǔn)裝置整體繞Z軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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。
[0063] 上述自動(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)。
[0064] 各焊接裝置4均包括激光出射頭41，激光出射頭41通過調(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通過固定架46裝設(shè)于第二Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)43上。通過調(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。
[0065] 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。
[0066] 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)。
[0067]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，封裝完成后通過松開按鈕12控制上夾具2松開上器件102,再使下夾具3松開 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)封裝過程。如果運(yùn)行過程 中出現(xiàn)特殊情況，可以按下急停按鈕10,使設(shè)備立即退出封裝過程并停止工作。
[0068] 如圖17至圖21所示，本發(fā)明同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)方法，包括以下步驟： ① 上夾具2裝夾光纖組件，下夾具3裝夾光收發(fā)組件； ② Z軸位置調(diào)整，控制器控制升降裝置6驅(qū)動(dòng)上夾具2以5~20mm/s的速度下降一端距 離，使光纖組件與光收發(fā)組件間隔廣2mm的高度，再以0. l~lmm/S的速度繼續(xù)下降至使光纖 組件與光收發(fā)組件相接觸的高度。該高度由渦流式位移傳感器36檢測(cè)位移信號(hào)并反饋至 控制器進(jìn)行控制，光纖組件與光收發(fā)組件未接觸時(shí)，夾具組件32在Z軸方向上的位移保持 不變，渦流式位移傳感器36檢測(cè)夾具組件32的位移不變，其反饋給控制器的數(shù)據(jù)理論上不 變，當(dāng)光纖組件與光收發(fā)組件接觸時(shí)，迫使夾具組件32沿Z軸向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)渦流式位移傳 感器36檢測(cè)到夾具組件32的位移增大，并將位移信號(hào)反饋至控制器，控制器則控制升降裝 置6停止運(yùn)動(dòng)，使光纖組件保持不動(dòng)； ③角度對(duì)準(zhǔn)，控制器控制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分別進(jìn)行 角度對(duì)準(zhǔn)，調(diào)整光纖組件和光收發(fā)組件之間的角度偏差，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的角度對(duì)準(zhǔn)無先后順序；以θ x軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73為例，其角度對(duì)準(zhǔn)具體 包括：如圖18所示，控制器控制θ x軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73以0. 1~0. 5度的步長(zhǎng)正向和反向 各運(yùn)動(dòng)3步，檢測(cè)每一步運(yùn)動(dòng)后夾具組件32的上下位移，再控制θ x軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73運(yùn) 動(dòng)到使夾具組件32離上夾具2最近的角度，S卩θ x軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73運(yùn)動(dòng)到的所有點(diǎn)中， 光纖組件的下表面與光收發(fā)組件的上表面最靠近的點(diǎn)，由于在θ X軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73運(yùn)動(dòng) 時(shí)，夾具組件32的位移會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)光纖組件的下表面與光收發(fā)組件的上表面越接近平 行時(shí)，渦流式位移傳感器36的位移越小，通過控制器對(duì)采集的位移信號(hào)進(jìn)行處理和比較， 再判斷出位移最小的點(diǎn)并控制θ X軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73運(yùn)動(dòng)到該點(diǎn)即可；Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑 臺(tái)74的角度對(duì)準(zhǔn)方法與θ x軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)73的角度對(duì)準(zhǔn)方法相同，在此不再贅述； 如果角度對(duì)準(zhǔn)的精度要求高，還可進(jìn)而二次角度對(duì)準(zhǔn)，二次角度對(duì)準(zhǔn)的步驟具體是在 步驟③的基礎(chǔ)上減小步長(zhǎng)和減少運(yùn)動(dòng)步數(shù)進(jìn)行再一次角度對(duì)準(zhǔn)。
[0069] ④粗對(duì)準(zhǔn)，控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71和第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72分 別進(jìn)行螺旋掃描，使光功率達(dá)到或超過設(shè)定的粗對(duì)準(zhǔn)閾值； 螺旋掃描具體包括：設(shè)置多個(gè)光功率閾值區(qū)間七一己，P2-P3，…Ph-Pm (Pi < P2 < P3…< PN_i < PN，且N < 5)，各閾值區(qū)間分別設(shè)置步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量參數(shù)，所有閾值區(qū)間的 步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量的取值范圍均為1~5微米，且各閾值區(qū)間的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量按光功率閾值 增大的順序逐個(gè)減??； 控制器控制直線滑臺(tái)以ΚΓ20微米的初始步長(zhǎng)、5~10微米的初始步長(zhǎng)增量進(jìn)行大范圍 初始螺旋掃描，同時(shí)檢測(cè)光纖組件和光收發(fā)組件的耦合光功率，直至檢測(cè)到大于Pi的光功 率值，停止初始螺旋掃描；以該檢測(cè)的光功率值所對(duì)應(yīng)的閾值區(qū)間的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量參數(shù) 進(jìn)行多級(jí)螺旋掃描，每級(jí)螺旋掃描完成后均檢測(cè)光功率，再以檢測(cè)的光功率所對(duì)應(yīng)的閾值 區(qū)間的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量參數(shù)進(jìn)行下一級(jí)掃描，直至達(dá)到或超過設(shè)定的粗對(duì)準(zhǔn)閾值；螺旋掃 描的軌跡如圖19所示，每一級(jí)螺旋掃描是指第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71和第一 Y軸自動(dòng)直 線滑臺(tái)72分別按設(shè)定步長(zhǎng)移動(dòng)一步。螺旋掃描的軌跡如圖19所示，圖中Λ X和八y分別 表示第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71和第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72的步長(zhǎng)增量。
[0070] ⑤精對(duì)準(zhǔn)，控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71和第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72分 別進(jìn)行爬山法掃描，爬山法是一種一維搜索方法，在完成一維的尋優(yōu)之后，再進(jìn)行下一維的 搜索，第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71和第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)72進(jìn)行爬山法掃描無先后順序； 以第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71為例，如圖20所示，爬山法掃描具體包括： 步驟A，控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71從起點(diǎn)（完成粗對(duì)準(zhǔn)后的位置）以0. 1~2 微米的步長(zhǎng)朝任意一方向移動(dòng)一步，若移動(dòng)后的光功率值Λ 0,則按當(dāng)前移 動(dòng)方向且不改變步長(zhǎng)進(jìn)入步驟B，若移動(dòng)后的光功率值0,則反向移動(dòng)且 不改變步長(zhǎng)進(jìn)入步驟B; 步驟B，控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71以規(guī)定步長(zhǎng)和移動(dòng)方向移動(dòng)，每移動(dòng)一 步檢測(cè)一次光功率，直至出現(xiàn)0,則將前一點(diǎn)的位置作為峰值位置； 步驟C，控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71繼續(xù)移動(dòng)Γ5步，每移動(dòng)一步檢測(cè)一次光 功率，若存在八？=?]§^^|^;>〇，則進(jìn)入步驟〇，若不存在八？=? ]§^-?|^;>〇，則進(jìn)入 步驟E ; 步驟D，控制器控制第一X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71繼續(xù)移動(dòng)直至出現(xiàn)Λ Ρ=Ρ< 0， 此時(shí)將前一點(diǎn)作為新峰值位置，比較新峰值位置與舊峰值位置的光功率大小，若舊峰值位 置的光功率大于新峰值位置的光功率，則進(jìn)入步驟Ε，反之，則返回至步驟C，本步驟的流程 圖參見圖21 ; 步驟Ε，控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71步長(zhǎng)減半且反向移動(dòng)，返回至步驟C，直 至返回次數(shù)達(dá)到1飛次后結(jié)束掃描，控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)71移動(dòng)至新峰值位 置，最終完成同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)。
[0071] 為確保最后耦合對(duì)準(zhǔn)的光功率盡量接近理論最大值，在進(jìn)行一次爬山法搜索后， 還可再進(jìn)行一次簡(jiǎn)易爬山法搜索，簡(jiǎn)易爬山法搜索的步驟具體是在步驟⑤的基礎(chǔ)上減小步 長(zhǎng)、減少檢查點(diǎn)數(shù)和重復(fù)次數(shù)進(jìn)行再一次爬山法搜索。
[0072] 在整個(gè)耦合對(duì)準(zhǔn)過程中，還可給控制器設(shè)置中止條件：當(dāng)檢測(cè)到的光功率值達(dá)到 設(shè)定的對(duì)準(zhǔn)閾值(滿足耦合對(duì)準(zhǔn)要求的光功率值）時(shí)，立即停止所有耦合對(duì)準(zhǔn)步驟，這樣可 以節(jié)約耦合對(duì)準(zhǔn)程序。
[0073] 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)人員來說，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. 一種同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于：包括安裝底座（75)、上夾具 (2)和下夾具（3)，所述上夾具（2)通過升降裝置（6)裝設(shè)于安裝底座（75)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)通過對(duì)準(zhǔn)裝置（7)裝設(shè)于安裝底座（75)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)；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 );所述耦合對(duì)準(zhǔn)裝還包括用于檢測(cè)夾具組件 (32)上下滑動(dòng)位置的位移檢測(cè)組件以及用于控制升降裝置（6)和對(duì)準(zhǔn)裝置（7)動(dòng)作的控制 器，所述控制器分別與所述位移檢測(cè)組件、升降裝置（6)和對(duì)準(zhǔn)裝置（7)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，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)、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)于所述安裝底座（75)上，所述下夾具（3)裝設(shè)于所述Θ y軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（74)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于：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。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述位移 檢測(cè)組件包括設(shè)于底座（31)上的渦流式位移傳感器（36)以及設(shè)于夾具組件（32)上的傳感 器感應(yīng)片（37)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，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)于安裝底座（75)上，所述第一 Z軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（62)通過轉(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。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，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)所述第一鎖緊 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)于所述第一夾具頭（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)；所述第一夾具頭（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 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)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型光電子器件的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于：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)。
8. -種如權(quán)利要求1所述的耦合對(duì)準(zhǔn)裝置的耦合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步 驟： ① 上夾具（2)裝夾光纖組件，下夾具（3)裝夾光收發(fā)組件； ② 控制器控制升降裝置驅(qū)動(dòng)上夾具（2)以5~20mm/s的速度下降至使光纖組件與光收 發(fā)組件間隔1~2_的高度，再以0. l~lmm/S的速度下降至使光纖組件與光收發(fā)組件相接觸 的高度； ③ 控制器控制對(duì)準(zhǔn)裝置（7)的θχ軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（73)和07軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)（74) 分別進(jìn)行角度對(duì)準(zhǔn)；角度對(duì)準(zhǔn)具體包括：控制旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)以〇. 1~〇. 5度的步長(zhǎng)正向和反向各 運(yùn)動(dòng):Γ6步，檢測(cè)每一步運(yùn)動(dòng)后夾具組件（32)的位移，再控制旋轉(zhuǎn)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到使夾具組件 (31)離上夾具（2)最近的角度； ④ 控制器控制對(duì)準(zhǔn)裝置（7)的第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（71)和第一 Υ軸自動(dòng)直線滑臺(tái) (72)分別進(jìn)行螺旋掃描，使光功率達(dá)到或超過設(shè)定的粗對(duì)準(zhǔn)閾值； 螺旋掃描具體包括：設(shè)置多個(gè)光功率閾值區(qū)間七一己，Ρ2-Ρ3，…Ph-Pm，Pi < Ρ2 < Ρ3…< PN_i < ΡΝ，且Ν彡5,各閾值區(qū)間分別設(shè)置步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量參數(shù)，所有閾值區(qū)間的步 長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量的取值范圍均為1飛微米，且各閾值區(qū)間的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量按光功率閾值增 大的順序逐個(gè)減??； 控制器控制直線滑臺(tái)以ΚΓ20微米的初始步長(zhǎng)、5~10微米的初始步長(zhǎng)增量進(jìn)行大范圍 初始螺旋掃描，同時(shí)檢測(cè)光纖組件和光收發(fā)組件的耦合光功率，直至檢測(cè)到大于Pi的光功 率值，停止初始螺旋掃描；以該檢測(cè)的光功率值所對(duì)應(yīng)的閾值區(qū)間的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量參數(shù) 進(jìn)行多級(jí)螺旋掃描，每級(jí)螺旋掃描完成后檢測(cè)光功率，再以檢測(cè)的光功率所對(duì)應(yīng)閾值區(qū)間 的步長(zhǎng)和步長(zhǎng)增量進(jìn)行下一級(jí)掃描，直至達(dá)到或超過設(shè)定的粗對(duì)準(zhǔn)閾值； ⑤ 控制器控制第一 X軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（71)和第一 Y軸自動(dòng)直線滑臺(tái)（72)分別進(jìn)行爬 山法搜索；爬山法搜索具體包括： 步驟A，控制器控制直線滑臺(tái)從起點(diǎn)以0. Γ2微米的步長(zhǎng)朝任意一方向移動(dòng)一步，若移 動(dòng)后的光功率值0,則按當(dāng)前移動(dòng)方向且不改變步長(zhǎng)進(jìn)入步驟B，若移動(dòng) 后的光功率值0,則反向移動(dòng)且不改變步長(zhǎng)進(jìn)入步驟B ; 步驟B，直線滑臺(tái)以規(guī)定步長(zhǎng)和移動(dòng)方向移動(dòng)，每移動(dòng)一步檢測(cè)一次光功率，直至出現(xiàn) APzPtA-PlgS 0,將前一點(diǎn)的位置作為峰值位置； 步驟C，直線滑臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)Γ5步，若存在八？=卩]§^;-?|^6>()，則進(jìn)入步驟〇，若不存 在ΛΡ=Ρ后一點(diǎn)-P前一點(diǎn)> 0,則進(jìn)入步驟E ; 步驟D，直線滑臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)直至出現(xiàn)0,將前一點(diǎn)作為新峰值位置， 比較新峰值位置與舊峰值位置的光功率大小，若舊峰值位置的光功率大于新峰值位置的光 功率，則進(jìn)入步驟E，反之，則返回至步驟C ; 步驟E，直線滑臺(tái)步長(zhǎng)減半且反向移動(dòng)，返回至步驟C，直至返回次數(shù)達(dá)到1飛次結(jié)束掃 描，直線滑臺(tái)移動(dòng)至新峰值位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的耦合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟③和步驟④之間還具 有二次角度對(duì)準(zhǔn)的步驟，所述二次角度對(duì)準(zhǔn)的步驟具體是在步驟③的基礎(chǔ)上減小步長(zhǎng)和減 少運(yùn)動(dòng)步數(shù)進(jìn)行再一次角度對(duì)準(zhǔn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的耦合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟⑤之后還具有簡(jiǎn)易爬 山法搜索的步驟，所述簡(jiǎn)易爬山法搜索的步驟具體是在步驟⑤的基礎(chǔ)上減小步長(zhǎng)、減少檢 查點(diǎn)數(shù)和重復(fù)次數(shù)進(jìn)行再一次爬山法搜索。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK104101966SQ201410360420
【公開日】2014年10月15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, 盧勝?gòu)?qiáng), 鄭煜 申請(qǐng)人:中南大學(xué)