CN105204125A - 一种反射式光电子器件的自动耦合*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反射式光电子器件的自动耦合***，包括支撑结构,手动微调对准单元和自动五维微调对准单元,图像采集装置和自动紫外固化装置。所述自动五维微调架对准单元在手动微调架基础上安装推杆电机和光耦结构组件改装而成，手动微调对准单元在手动微调架基础上设计增加右器件调节装置和器件加电装置。手动微调对准单元固定，通过控制电路中控制算法调整自动五维微调对准单元实现找光耦合。本发明具有低成本，可扩展性强，设计巧妙，作业时间短，自动化程度高的优点。

Description

一种反射式光电子器件的自动耦合***

技术领域

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***。

背景技术

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。

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***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。

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。

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

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。

为实现该目的，本发明反射式光电子器件自动耦合***的技术方案如下：

一种反射式光电子器件的自动耦合***,包括机架结构（1）、以及装载于机架结构（1）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（1）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（1）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。

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θx轴和θy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、θx轴和θy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。

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。

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。

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θx和θy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θx和θy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）***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）一共有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耦部分；旋转轴光耦组件（26）的挡块部分利用光耦挡块座（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耦固定件（269）固定在光耦座（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。

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（5461）、旋转轴精调旋钮（5462）、手调旋转台（5463）、拨杆锁紧旋钮（5464）；

所述电流针组件（548）包括电流针后块（5481）、电流针压块（5482）；

所述右自由滑块组件（549）包括最左端的自由滑块挡块（5491）、最右端的自由滑块探针座（5493）和被自由滑块挡块（5491）与自由滑块探针座（5493）夹紧的右自由滑块（5492）；

所述右夹具组件（54）通过右自由滑块组件（549）固定在右旋转轴（521）上，并通过右旋转轴固件（522）固定在右五维微调架组件（52）上；

所述右器件（53）的针脚插在右器件接插柱（543）上，并通过右夹紧斜块（541）和倾斜固定在斜块（541）上的手拧螺钉（542）拧紧固定，右器件（53）右边出纤方向固定一个右挡肩（545）；所述右夹紧斜块（541）和右挡肩（545）固定在下方的右旋块加长杆（544）上；右旋块加长杆（544）为悬空，右端通过螺钉锁紧在一个右器件调节装置（546）上；右夹具调节装置的作用在于提供右器件（53）的z轴旋转，弥补右器件芯片和左器件的加工或对准误差，使器件的WDL值更小,并可以在耦合好后，不下夹器件旋转使点胶均匀；

所述右器件调节装置（546）包括的右旋块加长杆拨杆（5461）与右旋块加长杆（544）直接相连，能通过左右拨动调节器件在z旋转轴角度的变化，右旋块加长杆拨杆（5461）的右侧是与之固定的手调旋转台（5463），手调旋转台上上方的的拨杆锁紧旋钮（5464）用来锁紧旋转z轴的位置，在手调旋转台（5463）的前后两端各有一个旋转轴精调旋钮（5462），起精调θz作用；

所述右加长杆定位块（547）固定在右自由滑块组件（549）上；右夹具组件（54）的最右端为电流针组件（548），电流针组件（548）的是一个加电装置，给右器件（53）以针的方式供电；

所述电流针组件（548）包括固定在自由滑块探针座（5493）的电流针后块（5481）和右端的与电流针后块（5481）配合的电流针压块（5482），电流针后块（5481）的右端嵌入4根电流针，通过电流针接线到右器件（53）的管脚实现给右器件（53）供电；整个加长杆定位块（547）将右架夹具组件配合起来固定到右自由滑块组件（549）上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明用于反射式光电子器件的自动耦合及点胶之后的自动固化。操作人员只需要简单的上夹工作，等待耦合完成点胶即可。与传统的手工耦合相比，其自动化程度大大提升，并极大减少了耦合时间，减少了对操作人员熟练度的依赖，降低了生产成本。

2、本发明采取右端为手动微调对准单元，左端为自动五维微调对准单元的方法。其中自动五维微调架由手动微调架改装而成，相比直接采购自动六维微调架，节约了自动化推广的成本。

3、本发明通过控制电路板集成高速大动态PD将采集到的光功率反馈给控制器，以控制轴的运动,反馈速度相比功率计反馈大大提高，并减少了人为的影响，提高了产品稳定性。

4、本发明由于自动五维微调架为改装而成，旋转中心位置不在器件耦合接触面上，因此在两个旋转轴的运动过程中，都利用补偿式可变转动中心完成光路的耦合。可变式转动中心通过中心位置的配置，通过几何方法模拟计算出相对于转动中心不变X\Y\Z\THY\THZ所需要移动的步距（计算方法由人工写入控制电路的固件程序，并控制机器加以完成），从而保证所配置中心位置的不变，因为光路是确定的，所以在确定的位置只用模拟角度的变化，从而很容易实现光路的耦合。

5、本发明整体结构设计合理，可扩展性强，可通过更换夹具设计来耦合不同类型的反射式光电子器件。

附图说明

图1是本发明用于一种反射式光电子器件自动耦合***的的整体结构图。

图2是支撑结构和图像采集***结构图。

图3是自动五维微调对准单元结构图。

图4是自动五维微调对准单元中直线轴光耦组件结构图。

图5是自动五维微调对准单元中旋转轴光耦组件结构图。

图6是自动五维微调对准单元夹具组件正视图；

图7是紫外固化装置结构图。

图8是手动微调对准单元结构图。

图9是手动微调对准单元夹具组件正视图。

图10是本发明的自动耦合原理图。

图11是本发明中耦合方法的流程图。

图例说明：

1、机架结构；11、隔振平台；12、支架；121、支架角；122、立梁；123、横梁；2、自动五维微调对准单元；21、左三维架支板；22、左五维微调架组件；221、左旋转轴；222、左旋转轴固定板；23、直线轴光耦组件；231、光耦架；232、光耦；233、光耦标尺条；234、光耦T型挡片；235、锁紧螺钉；236、光耦标尺；237、光耦座；24、左夹具组件；241、左自由滑块组件；2411、左自由滑块；2412、自由滑块左挡块；2413、自由滑块右挡块；242、左微调架加长杆；243、左挡肩座；244、左挡肩；245、左器件、246、左夹紧斜块；247、手拧螺钉；25、步进电机单元；251、推杆步进电机；252、夹紧套；253、钢球套；26、旋转轴光耦组件；261、连接顶块；262、连接底台；263、光耦挡块座；264、光耦座；265、挡板座；266、锁紧螺钉；267、挡板；268、光耦；269、光耦固定件；3、图像采集装置；31、连接块；32、滑轨；33、相机固定调节架；331、调节滑轨与连接块；332、手动调节旋钮；34、相机固定夹具；35、后视相机单元；36、俯视相机单元；4、自动紫外固化装置；41、横板；42、气缸上连接板；43、气缸；44、气缸下连接板；45、紫外灯嘴块；46、灯管架；47、紫外盖板；48、紫外灯头；49、紫外防静电泡棉；5、手动微调对准单元；51、右三维架支板；52、右五维微调架组件；521、右旋转轴；522、右旋转轴固定板；53、右器件；54、右夹具组件；541、右夹紧斜块；542、手拧螺钉；543、右器件接插柱；544、右旋块加长杆；545、右挡肩；546、右器件调节装置；5461、右旋块加长杆拨杆；5462、旋转轴精调旋钮；5463、手调旋转台；5464、拨杆锁紧旋钮；547、加长杆定位块；548、电流针组件；5481、电流针后块；5482、电流针压块；549、右自由滑块组件；5491、自由滑块挡块；5492、右自由滑块；5493、自由滑块探针座。

具体实施方式

以下结合附图和具体实例对本发明进行详细说明，应理解这些实例仅用于说明发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对于本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定范围。

如图1和图2所示，本发明用于反射式光电子器件自动耦合***，包括机架结构1及装设于机架结构1中隔振平台11上的自动五维微调对准单元2和手动微调对准单元5，以机架结构1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。还包括横梁123上安装的图像采集装置3和自动紫外固化装置4。

所述机架结构1包括工作台面上的隔振平台11，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。

所述图像采集装置3包括装于立梁123上方的直线滑轨32，通过连接块31与立梁123平行固定，相机固定调节架33为外购，如需要图像采集***的位置更加准确，可以采购更高精度的相机固定调节架。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。

在本实施例中，如图3至图6所示，左端自动五维微调对准单元2包括位于底部与隔振平台固定的左三维架支板21，在左三维架支板21上的固定有左五维微调架组件22，在本实施例中，采用产线上广泛使用的Newport微调架，在微调架22的x、y、z轴上分别安装一组直线轴光耦组件23，左手动五维微调架22上方固定左夹具组件24，并且将每个轴的手动调节旋钮替换为步进电机单元25，步进电机现采用海顿电机，如需要更高精度，可以考虑采用东方电机。旋转轴光耦单元26将θx和θy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对两个旋转轴起到限位作用，同时也解决了旋转轴移动空间过小的问题。

上述直线光耦组件23中，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22的直线运动轴上，之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***光耦232的缺口中，通过光耦座237固定在微调架上，对应电机停止运动，达到限位的作用。

上述左夹具组件24底部的左自由滑块组件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。

上述步进电机单元25替代手动调节旋钮，包括外购的推杆步进电机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，这样长时间运动磨损较大，会造成精度降低。于是本实例中在每个推杆步进电机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。这样的步进电机单元25一共有5套，分别控制5轴的运动。

上述旋转轴光耦组件26主要包括挡块部分和光耦部分。其中挡块部分利用光耦挡块座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。挡块部分为内空正方形结构，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，安装在挡块部分的中央，4个光耦268对称排布形成一个正方形通过光耦固定件269固定在光耦座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，当某个旋转方向的挡板***光耦缺口中时，电机就停止运动，达到挡光限位的作用。旋转轴光耦组件26的挡板267与直线轴光耦单元的挡板234区别在于，挡板269在轴运动过程中需要有两个方向移动，挡板267比挡板234更长更宽，才能达到准确挡光限位的目的。本实例中的旋转轴光耦组件26设计巧妙，节省空间，提高了结构的紧凑性和美观性。

在本实施例中，如图7所示为自动紫外固化装置4，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。未工作状态时，紫外灯具在气缸43的上端，接收到紫外固化信号后，气缸43推动灯具移动到固定位置（器件装夹位置所定），灯管架46的左右两端开口分别与左挡肩244和右挡肩545闭合，等待完成紫外固化。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。

在本实施例中，如图8及图9所示为右端手动微调对准单元5，它的作用在于固定好右器件的初始位置，提高器件上夹的一致性，并起一定的调节作用。右端手动微调对准单元5包括与隔振平台固定的右三维架支板51，在右三维架支板51上装有右手动五维微调架52，同样使用产线上广泛使用的Newport微调架。微调架之上为右夹具组件54.所述右夹具组件54通过右自由滑块组件549固定在右旋转轴521上，并通过右旋转轴固件件522固定在右手动微调对准单元52上。所述右自由滑块组件包括最左端的自由滑块挡块5491、最右端的自由滑块探针座5493和被5491与5493夹紧的右自由滑块5492。

所述右夹具组件54上,右器件53的针脚插在右器件接插柱543上,并通过右夹紧斜块541和倾斜固定在斜块541上的手拧螺钉542拧紧固定,器件53右边出纤方向固定一个右挡肩545,作用同样为对出纤位置进行固定,防止光纤损伤，并与灯管架起限位作用。所述右夹紧斜块541和右挡肩545固定在下方的右旋块加长杆544上。右旋块加长杆544为悬空，右端通过螺钉锁紧在一个右器件调节装置546上。右夹具调节装置的作用在于提供右器件53的z轴旋转，弥补右器件芯片和左器件的加工或对准误差，使器件的WDL值更小,并可以在耦合好后,不下夹器件旋转使点胶均匀。所述右器件调节装置546包括右旋块加长杆拨杆5461与右旋块加长杆544直接相连，能通过左右拨动调节器件在z旋转轴角度的变化，右旋块加长杆拨杆5461的右边是与之固定的手调旋转台5463，手调旋转台上上方的的拨杆锁紧旋钮5464用来锁紧旋转z轴的位置，在手调旋转台5463的前后两端各有一个旋转轴精调旋钮5462，起精调θz作用。所述右加长杆定位块547固定在右自由滑块组件549上。右夹具组件54的最右端为电流针组件548，电流针组件548的是一个加电装置，给右器件53以针的方式供电。所述电流针组件包括固定在自由滑块探针座5493的电流针后块5481和右端的与电流针后块5481配合的电流针压块5482，电流针后块5481的右端嵌入4根电流针，通过电流针接线到右器件53的管脚实现给右器件53供电。整个加长杆定位块547将右架夹具组件配合起来固定到右自由滑块组件549上。采取右夹具***这样的调节装置，能保证初始位置的精确性，对以后器件上夹位置保持很好的一致性，提高耦合的效率。

本发明中，如图10所示，控制电路板集成的高速大动态PD通过光电转换采集左器件与右器件耦合过程中的光功率，并反馈给控制电路。控制电路根据光功率值的反馈计算各轴需要移动的距离，产生驱动脉冲信号给电机驱动器，控制各个轴运动。同时控制电路能将采集到的光功率值反馈给上位机进行显示，并能根据***的输入信号作出反应。如图11所示，上夹后，先用大步距角度回字粗找光，若一定时间内无法找到光感，微调架复位重新上夹。一旦找到光功率大于光感值（找到光感），变为中步距角度回字精找光并移动到光功率值最大，之后中步距平面回字精找光并移动至光功率值最大点，然后再进小步距行角度回字微调并移动至光功率值最大点，最后小步距平面回字微调，如果得到的最小插损值满足要求，找光完成，不满足，微调架复位重新上夹。在角度轴调节过程中，通过带补偿的角度回字找光完成。

该***的工作流程如下：

左夹具组件24上夹左器件245，右夹具组件54上夹器件53。

左夹具组件54向后移动一小段距离，避免自动耦合过程中器件碰撞。

控制电路按程序(程序为控制电路中ARM芯片中烧写的固件程序)控制对准装置的五轴找光，采用粗调找光感、精调找对准和微调的方法，使耦合效率达到要求，然后左器件245推近。

耦合完成之后，操作人员点胶,旋转右器件使胶量均匀。

点胶完成后，往上拨动操作板的紫外固化按钮，紫外固化装置启动，气缸43推动紫外灯48移动到器件耦合位置，使两个紫外灯48前后方向对准器件的胶合处，完成紫外固化，之后往下拨动紫外灯固化按钮，紫外灯移动到初始位置。

下夹器件,完成器件的耦合固化。

Claims (10)

1.一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于:包括机架结构（1）、以及装载于机架结构（1）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（1）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（1）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。

2.根据权利要求1所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于: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θx轴和θy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）与外部的控制电路连接，由控制电路控制电机在x轴、y轴、z轴、θx轴和θy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）。

3.根据权利要求2所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于: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。

4.根据权利要求3所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于: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。

5.根据权利要求4所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于: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。

6.根据权利要求5所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于: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θx和θy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θx和θy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）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）之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）***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。

7.根据权利要求6所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于:

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。

8.根据权利要求7所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于:

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）一共有5套，分别控制5个轴的运动。

9.根据权利要求8所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于:

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耦部分；旋转轴光耦组件（26）的挡块部分利用光耦挡块座（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耦固定件（269）固定在光耦座（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。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的一种反射式光电子器件的自动耦合***,其特征在于:

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（5461）、旋转轴精调旋钮（5462）、手调旋转台（5463）、拨杆锁紧旋钮（5464）；

所述电流针组件（548）包括电流针后块（5481）、电流针压块（5482）；

所述右自由滑块组件（549）包括最左端的自由滑块挡块（5491）、最右端的自由滑块探针座（5493）和被自由滑块挡块（5491）与自由滑块探针座（5493）夹紧的右自由滑块（5492）；

所述右夹具组件（54）通过右自由滑块组件（549）固定在右旋转轴（521）上，并通过右旋转轴固件（522）固定在右五维微调架组件（52）上；

所述右器件（53）的针脚插在右器件接插柱（543）上，并通过右夹紧斜块（541）和倾斜固定在斜块（541）上的手拧螺钉（542）拧紧固定，右器件（53）右边出纤方向固定一个右挡肩（545）；所述右夹紧斜块（541）和右挡肩（545）固定在下方的右旋块加长杆（544）上；右旋块加长杆（544）为悬空，右端通过螺钉锁紧在一个右器件调节装置（546）上；右夹具调节装置的作用在于提供右器件（53）的z轴旋转，弥补右器件芯片和左器件的加工或对准误差，使器件的WDL值更小,并可以在耦合好后，不下夹器件旋转使点胶均匀；

所述右器件调节装置（546）包括的右旋块加长杆拨杆（5461）与右旋块加长杆（544）直接相连，能通过左右拨动调节器件在z旋转轴角度的变化，右旋块加长杆拨杆（5461）的右侧是与之固定的手调旋转台（5463），手调旋转台上上方的的拨杆锁紧旋钮（5464）用来锁紧旋转z轴的位置，在手调旋转台（5463）的前后两端各有一个旋转轴精调旋钮（5462），起精调θz作用；

所述右加长杆定位块（547）固定在右自由滑块组件（549）上；右夹具组件（54）的最右端为电流针组件（548），电流针组件（548）的是一个加电装置，给右器件（53）以针的方式供电；

所述电流针组件（548）包括固定在自由滑块探针座（5493）的电流针后块（5481）和右端的与电流针后块（5481）配合的电流针压块（5482），电流针后块（5481）的右端嵌入4根电流针，通过电流针接线到右器件（53）的管脚实现给右器件（53）供电；整个加长杆定位块（547）将右夹具组件（54）配合起来固定到右自由滑块组件（549）上。