本发明专利技术提供了一种基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，包括透镜上料组件和透镜夹具组件，透镜上料组件将透镜依次上料，透镜夹具组件将上料的透镜夹取、移动至对应的耦合位置进行耦合；透镜夹具组件多维运动平台和设置在多维运动平台上的透镜夹具，透镜夹具主要由固定设置在多维运动平台上的夹具底座、平行设置在夹具底座上的两条导轨，第一端分别滑动设置在两条导轨上的两个连接部、以及分别固定设置在两个连接部第二端的透镜夹头组成，连接部分别通过设置在夹具底座上的两个音圈电机驱动。本发明专利技术的透镜夹具通过音圈电机驱动，具有结构简单、体积小、响应快的特点，适用于微型化透镜的夹具，有效提升了透镜的耦合精度和封装质量。
【技术实现步骤摘要】
基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具
本专利技术涉及光器件自动耦合封装
，特别涉及一种基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具。
技术介绍
随着光纤通信和光纤传感技术的发展，光器件的制备成为了光信息技术进步的关键。在光通信产品中，发光元件的需求量越来越多，它的功能主要是实现信号的光电转换。一种常见的发光元件主要由基板+发光芯片+透镜组成，其封装制造的其中一道工序为将微型透镜与发光芯片耦合后，再通过点胶固化等方式完成封装。而如何提高光器件的性能、质量以及降低成本，是当前工业上封装制造的关键问题，其核心技术在于元件的耦合，光器件的制造成本主要也集中在此。现有技术中，通过光器件的耦合封装设备，基本摆脱了先前依靠手工操作方式带来的产品质量不稳定、合格率低以及生产效率低的问题。对于上述发光元件，将透镜上料、夹持并移动至封装位置后，可采用发光芯片与透镜的光斑检测确认透镜的耦合精度，最后对透镜点胶固化完成其耦合封装过程。因此，透镜耦合的精度显著地影响上述发光元件的封装质量，由于透镜一般为尺寸小于1mm的微型透镜，使得其储料、上料以及耦合过程更加精密复杂化，而采用常规的耦合夹具难以满足封装精度要求，且生产效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种适用于微型化、精密化透镜耦合封装工艺的透镜耦合夹具，以提升透镜耦合精度、产品封装质量和生产效率。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成，所述耦合夹具包括透镜上料组件和透镜夹具组件，所述透镜上料组件将所述透镜依次上料，所述透镜夹具组件将上料的所述透镜夹取、移动至对应的耦合位置进行耦合；所述透镜夹具组件包括多维运动平台和设置在所述多维运动平台上的透镜夹具，所述透镜夹具主要由固定设置在所述多维运动平台上的夹具底座、平行设置在所述夹具底座上的两条导轨，第一端分别滑动设置在两条所述导轨上的两个连接部、以及分别固定设置在两个所述连接部第二端的透镜夹头组成，所述连接部分别通过设置在所述夹具底座上的两个音圈电机驱动。进一步地，所述连接部包括第一连接板和第二连接板，所述透镜夹头固定安装在所述第一连接板上，所述第一连接板固定安装在所述第二连接板上，所述第二连接板固定设置在一滑块上，所述滑块滑动设置在所述导轨上，所述第二连接板与对应的所述音圈电机的输出端连接。进一步地，每个所述第二连接板上均设置有一光栅尺，所述光栅尺用于检测所述滑块在所述导轨上的位移量，每个所述第一连接板上均设置有一力传感器，所述力传感器用于检测所述第一连接板上的应力状况。进一步地，所述透镜夹头相对的一侧为夹持面，所述夹持面上设置有夹持所述透镜的夹持口，所述夹持口上设置有多个具有真空吸附作用的微型气孔。进一步地，所述多维运动平台具有六维的运动自由度，包括设置在工作台上的X轴位移平台、设置在所述X轴位移平台上的Y轴位移平台、设置在所述Y轴位移平台上的第一支撑板、设置在所述第一支撑板顶端的Z轴位移平台、设置在所述Z轴位移平台上的绕X轴旋转平台、设置在所述绕X轴旋转平台上的第二支撑板、设置在所述第二支撑板底端的绕Y轴旋转平台、以及设置在所述绕Y轴旋转平台上的绕Z轴旋转平台，所述夹具底座固定设置在所述绕Z轴旋转平台上。进一步地，所述透镜上料组件主要由装料盒和拨料结构组成，所述装料盒的一侧成型有装载所述透镜的装料槽，所述透镜并排地放置于所述装料槽内，并被所述装料盒上设置的限位结构限制在所述装料槽中而防止从所述装料槽的侧面跑出，所述拨料结构包括拨料块和驱动所述拨料块移动的拨料块驱动部，所述拨料块插入所述装料槽中。进一步地，所述装料槽的底部还成型有一内槽，当所述透镜放置在所述装料槽中时，所述镜面部分悬空于所述内槽中。进一步地，所述限位结构包括设置在所述装料槽的槽口两侧的两块限位板，两块所述限位板之间的距离小于所述装料槽以及所述方形部分的宽度，所述限位板的上表面设置为高度沿所述装料槽方向逐渐降低的斜面。进一步地，所述拨料块设置为扁平状，宽度小于所述装料槽的宽度，所述拨料块的第一端伸入所述装料槽中，第二端通过一安装臂与所述拨料块驱动部连接，所述拨料块驱动部驱动所述拨料块的第一端沿所述装料槽移动。进一步地，所述拨料块驱动部包括螺母丝杠副，所述丝杠转动设置在一导向槽内，与设置在所述导向槽一端的拨料电机连接，所述导向槽上滑动设置有一导向块，所述导向块与套设在所述丝杠上的所述螺母固定连接，所述安装臂固定安装在所述导向块上。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：本专利技术的透镜夹具组件将透镜上料组件上料的透镜夹取、移动至对应的耦合位置，透镜夹具的夹持动作通过音圈电机驱动，具有结构简单、体积小、响应快的特点，适用于微型化透镜的夹具，同时还设置有光栅尺和力传感器，能高精度地夹持定位透镜、调整夹持力，配合透镜夹头夹持面上的微型气孔，形成对透镜吸夹一体的定位方式，有效提升了透镜的耦合精度、封装质量和生产效率；本专利技术透镜上料组件的装料盒设置有装料槽，微型透镜码垛装载在装料槽中，通过拨料结构将透镜逐个从装料槽的顶端拨出，被透镜夹具组件夹取、移动至对应的耦合位置进行耦合，适用于微型透镜的上料，有效地提高了上料效率，同时装料槽中设置的内槽还能防止透镜的的镜面部分在上料过程中发生摩擦、碰撞等现象导致破损。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的透镜夹具结构示意图；图3为本专利技术的透镜夹头及透镜结构示意图；图4为本专利技术的透镜上料组件示意图；图5为本专利技术的装料盒结构示意图。【附图标记说明】1-透镜；1a-方形部分；1b-镜面部分；2-多维运动平台；3-透镜夹具；4-夹具底座；5-导轨；6-透镜夹头；7-第一连接板；8-第二连接板；9-滑块；10-光栅尺；11-力传感器；12-夹持面；13-夹持口；14-微型气孔；15-X轴位移平台；16-Y轴位移平台；17-第一支撑板；18-Z轴位移平台；19-绕X轴旋转平台；20-第二支撑板；21-绕Y轴旋转平台；22-绕Z轴旋转平台；23-装料盒；24-装料槽；25-内槽；26-限位板；27-拨料块；28-安装臂；29-螺母；30-丝杠；31-导向槽；32-拨料电机；33-导向块；34-音圈电机。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。如图1-图3所示，本专利技术的实施例提供了一种基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，在本实施例中透镜1由方形部分1a和从方形部分1a沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分1b组成。透镜耦合夹具包括透本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成，其特征在于，所述耦合夹具包括透镜上料组件和透镜夹具组件，所述透镜上料组件将所述透镜依次上料，所述透镜夹具组件将上料的所述透镜夹取、移动至对应的耦合位置进行耦合；所述透镜夹具组件包括多维运动平台和设置在所述多维运动平台上的透镜夹具，所述透镜夹具主要由固定设置在所述多维运动平台上的夹具底座、平行设置在所述夹具底座上的两条导轨，第一端分别滑动设置在两条所述导轨上的两个连接部、以及分别固定设置在两个所述连接部第二端的透镜夹头组成，所述连接部分别通过设置在所述夹具底座上的两个音圈电机驱动。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成，其特征在于，所述耦合夹具包括透镜上料组件和透镜夹具组件，所述透镜上料组件将所述透镜依次上料，所述透镜夹具组件将上料的所述透镜夹取、移动至对应的耦合位置进行耦合；所述透镜夹具组件包括多维运动平台和设置在所述多维运动平台上的透镜夹具，所述透镜夹具主要由固定设置在所述多维运动平台上的夹具底座、平行设置在所述夹具底座上的两条导轨，第一端分别滑动设置在两条所述导轨上的两个连接部、以及分别固定设置在两个所述连接部第二端的透镜夹头组成，所述连接部分别通过设置在所述夹具底座上的两个音圈电机驱动。
2.根据权利要求1所述的基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，其特征在于，所述连接部包括第一连接板和第二连接板，所述透镜夹头固定安装在所述第一连接板上，所述第一连接板固定安装在所述第二连接板上，所述第二连接板固定设置在一滑块上，所述滑块滑动设置在所述导轨上，所述第二连接板与对应的所述音圈电机的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，其特征在于，每个所述第二连接板上均设置有一光栅尺，所述光栅尺用于检测所述滑块在所述导轨上的位移量，每个所述第一连接板上均设置有一力传感器，所述力传感器用于检测所述第一连接板上的应力状况。
4.根据权利要求1所述的基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，其特征在于，所述透镜夹头相对的一侧为夹持面，所述夹持面上设置有夹持所述透镜的夹持口，所述夹持口上设置有多个具有真空吸附作用的微型气孔。
5.根据权利要求1所述的基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具，其特征在于，所述多维运动平台具有六维的运动自由度，包括设置在工作台上的X轴位移平台、设置在所述X轴位移平台上的Y轴位移平台、设置在所述Y轴位移平台上的第一支撑板、设置在所述第一支...
【专利技术属性】
技术研发人员：段吉安，马铭涵，徐聪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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