一种TO底座的定位机构、找平装置及找平方法与流程

本发明涉及光通讯制造领域，具体涉及一种to底座的定位机构、找平装置及找平方法。

背景技术

光纤通讯技术是继微电子技术之后，再次推动人类科学技术革命和进步的重要技术，随着人们对网络技术的要求日益提高，原有的网络带宽已远远满足不了目前高数据量的传输要求。5g概念的提出，使得光通讯市场前景更加广阔。

tosa为光发射组件，主要功能是将电信号转化成光信号，是通讯设备必不可少的产品。目前客户的这款tosa产品为手动夹具，且不能自动供电及找平。产品不能找平将极大的影响产品的质量及产品性能的一致性，导致良率下降。同时因为是手动夹具，效率低、人工成本上升，导致产品价格高，制约了产业的发展。因此，开发一款自动设备,提高效率和产品质量相当有必要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种to底座的定位机构、找平装置及找平方法，克服现有的手动夹具自动化程度低、效率低、良率低的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种to底座的定位机构，包括底板、设有定位槽的产品固定座、用于抵顶to底座的弹性组件、用于抵顶to底座的压头和动力部；所述产品固定座安装在底板上；所述弹性组件设置在产品固定座内；所述压头滑动地安装在底板上；所述动力部安装在底板上并与压头传动连接，驱动压头靠近定位槽压紧to底座；所述压头上设有用于为to底座供电的探针组件。

本发明的更进一步优选方案是：所述弹性组件包括弹簧柱塞和定位球；所述弹簧柱塞和定位球设置在所述产品固定座内；所述定位槽的一内壁开设有通孔；所述定位球一端与所述弹簧柱塞连接，另一端外露出所述通孔。

本发明的更进一步优选方案是：所述探针组件包括探针、柱塞筒和第一弹簧；所述柱塞筒穿设于所述压头靠近定位槽的一侧面上；所述第一弹簧设在柱塞筒内；所述探针的一端穿设在柱塞筒内并抵靠第一弹簧，另一端伸出柱塞筒外。

本发明的更进一步优选方案是：所述动力部为气缸，所述气缸的缸体上设有用于感应压头位置的磁感应开关灯。

本发明还涉及一种to底座的找平装置，包括上述的定位机构，还包括安装板、滑轨、第二弹簧、用于检测所述底板位置变化的测距传感器、传感器固定座和传感器接触片，以及用于使to底座沿x、y轴平移的平移组件和沿x、y、z轴转动的转动组件；所述to底座的定位机构、滑轨和传感器接触片设置在安装板上；所述底板与滑轨滑动连接；所述第二弹簧设置在底板与安装板之间，并使底板向上抵靠传感器接触片；所述测距传感器通过传感器固定座固定在底板上，以及测距传感器的测距头向上抵靠传感器接触片；所述转动组件设置在平移组件上；所述安装板设置在转动组件上。

本发明的更进一步优选方案是：所述平移组件包括使to底座沿x轴方向平移的x轴调节器、使to底座沿y轴方向平移的y轴调节器；所述y轴调节器设置在所述x轴调节器上。

本发明的更进一步优选方案是：所述转动组件包括使to底座绕x轴转动的tx轴调节器、使to底座绕y轴转动的ty轴调节器、使to底座绕z轴转动的tz轴调节器；所述tx轴调节器设置在y轴调节器上；所述ty轴调节器设置在tx轴调节器上；所述tz轴调节器设置在ty轴调节器上。

本发明的更进一步优选方案是：所述to底座的找平装置还包括安装座、过线转接板和夹具转接板；所述安装座设置在x轴调节器下；所述过线转接板设置在ty轴调节器和tz轴调节器之间；所述夹具转接板设置在tz轴调节器上，并与上方的安装板固接。

本发明的更进一步优选方案是：所述过线转接板、tz轴调节器、夹具转接板和安装板均设有用于过线的过线孔。

本发明还涉及一种to底座的找平方法，包括以下步骤：

步骤1、将to底座定位于定位机构的定位槽中，同时探针组件接触to底座的引脚为to底座供电；

步骤2、通过调节x轴调节器、y轴调节器以及tz轴调节器，使to底座沿x轴方向、y轴方向移动以及绕z轴旋转，实现to底座与适配器基本同轴；

步骤3、初始状态时，底板与传感器接触片接触，测距传感器检测到底板与传感器接触片的间隔为零，此时传感器固定座到传感器接触片的距离为lo；随后适配器沿z轴向下顶紧to底座，使底板与传感器接触片产生间距h，此时测距传感器检测到底板与传感器接触片的间距h；

步骤4、调节tx轴调节器，使to底座绕x轴转动。往复转动tx轴调节器角度θ，使θ1<θ<θ2,其中，θ1<0°<θ2；同时底板与传感器接触片的间距h随角度转动的θ的变化而持续改变，to底座与适配器的接触面形成的夹角β也持续改变；测距传感器检测到h的数值在h1和h2之间变化，其中0<h1<h2；即当h＝h1时，底板与传感器接触片的间距h最小，h1处对应tx轴调节器所旋转的角度θ值即为tx方向最平的位置，tx方向找平完成；

步骤5、根据步骤4的原理调节ty轴调节器，驱动to底座绕y轴转动，使底板与传感器接触片的间距h最小，实现to底座在ty方向与适配器11的平齐；

步骤6、进一步地，所述传感器检测的数值为l，其中，l＝h+lo，lo为定值，h为变量。

通过将to底座放置于产品固定座的定位槽内，同时使用弹性组件将to底座顶住，并使其紧靠定位槽内的定位面，以及动力部驱动压头前进，压头的端面压紧to底座，实现to底座的快速定位；同时，压头上设有探针组件，所述探针组件连接电源正负极并接触to底座上的引脚，在定位的同时为to底座通电，达到了提高装置自动化程度及生产效率的效果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的tosa产品的分解状态示意图；

图2是本发明实施例的to底座的定位机构和找平装置的立体示意图；

图3是本发明实施例的(未供电状态)气缸及压头的位置示意图；

图4是本发明实施例的产品固定座的立体结构示意图；

图5是本发明实施例的弹性组件的分解状态示意图；

图6是本发明实施例的探针组件的分解状态示意图；

图7是本发明实施例的测距组件的分解状态示意图；

图8是本发明实施例的平移组件和旋转组件的立体示意图；

图9是本发明实施例的to底座找平方法的原理图(适配器未下降状态)；

图10是本发明实施例的to底座找平方法的原理图(适配器已下降状态)；

图11是本发明实施例的转动tx轴调节器时的原理图；

图12是本发明实施例的转动ty轴调节器时的原理图；

图13是本发明实施例的测距数值h的抛物线图；

图14是本发明实施例的测距数值l的抛物线图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本发明中所述的tosa产品包括适配器11、调节环12和to底座13。其中，tosa产品在耦合前必须供电，通过搜索最大光功率值耦合到最佳位置，要找到最大光功率值，tosa产品的to底座13的端面与适配器11的端面必须平行。

如图2-4所示，为提供一种能同时快速定位并供电的机构，所述to底座的定位机构包括底板21、设有定位槽23的产品固定座22、用于抵顶to底座13的弹性组件24、用于抵顶to底座13的压头25和动力部；所述产品固定座22安装在底板21上；所述弹性组件24设置在产品固定座22内；所述压头25滑动地安装在底板21上；所述动力部安装在底板21上并与压头25传动连接，驱动压头25靠近定位槽23压紧to底座13；所述压头25上设有用于接触to底座13上的引脚并连接正负两极的探针组件27。

一同参考图5，所述弹性组件24包括弹簧柱塞241和定位球242；所述弹簧柱塞241和定位球242设置在所述产品固定座22内；所述定位槽23的一内壁开设有通孔；所述定位球242一端与所述弹簧柱塞241连接，另一端外露出所述通孔。优选地，在本实施例中，所述定位球242采用钢球。

如图6所示，所述探针组件27包括探针271、柱塞筒272和第一弹簧273；所述柱塞筒272穿设于所述压头25靠近定位槽23的一侧面上；所述第一弹簧273设在柱塞筒272内；所述探针271的一端穿设在柱塞筒272内并抵靠第一弹簧273，另一端伸出柱塞筒272外。当针尖接触到to底座13的引脚时，压头25再往前走，针尖就会往柱塞筒272里运动，使针尖与to底座13的引脚保持一定的接触力。柱塞筒2722穿插在压头25里面，柱塞筒272尾部接导线并从压头25的过线缺口引出。探针271共两组，两组探针271对准需要供电的引脚，柱塞筒272尾部分别接电源(图未示出)的正负两极。

优选地，所述动力部为气缸26。更佳地，所述气缸26的缸体上设有用于感应压头25位置的磁感应开关灯28，底板21上设有油压缓冲器29。当操作人员给设备一个供电信号时，气缸26往前运动。特别的，在压头25向to底座13靠近时，压头25上的顶靠面顶靠油压缓冲器28，能起到一个缓冲保护产品的作用。当压头25压紧to底座13后，气缸26停止运动，到达此位置时，气缸26上的一个磁感应开关灯28亮，设备接收到此信号时，表明压头25已到位，产品to底座13被完全固定，探针271通电，to底座13供电完成。

在产品完成固定及供电后，设备需要开始找平。如图2和图7所示，所述to底座的找平装置包括上述的to底座的定位机构，还包括安装板31、滑轨32、第二弹簧33、用于检测所述底板21位置变化的测距传感器34、传感器固定座35和传感器接触片36，以及用于使to底座13沿x、y轴平移的平移组件37和沿x、y、z轴转动的转动组件38；所述安装板31上设有侧板321，所述滑轨32竖立设置在侧板321靠近底板21的一面上，所述滑轨32上设有滑块，所述滑块连接所述底板21并可上下滑动；所述传感器接触片36设置在所述侧板321上方，其下表面接触所述底板21；所述第二弹簧33设置在底板21与安装板31之间，并使底板21向上抵靠传感器接触片36；所述测距传感器34通过传感器固定座35固定在底板21上，并且距离传感器34的测距头可伸缩，测距头的尖端为半球型，向上抵靠传感器接触片36；所述转动组件38设置在平移组件37上；所述安装板31设置在转动组件38上。

如图2、8所示，为调整to底座的位置以及后续找平，所述平移组件37包括使to底座13沿x轴方向平移的x轴调节器371、使to底座13沿y轴方向平移的y轴调节器372；；所述转动组件38包括使to底座13绕x轴转动的tx轴调节器381、使to底座13绕y轴转动的ty轴调节器382、使to底座13绕z轴转动的tz轴调节器383；to底座的找平装置还包括安装座391、过线转接板392和夹具转接板393。所述x轴调节器371设置在安装座391上，y轴调节器372设置在x轴调节器371上，tx轴调节器381设置在y轴调节器372上，ty轴调节器382设置在tx轴调节器381上，过线转接板392设置在ty轴调节器382上，tz轴调节器383设置在过线转接板392上，夹具转接板393设置在tz轴调节器383上并固接安装板31。其中，所述过线转接板392、tz轴调节器383、夹具转接板393和安装板31上均设有用于过线的过线孔40，线路收放于过线孔40内，有利于生产车间5s。

在本发明中，还涉及一种to底座的找平方法，包括以下步骤：

步骤1、将to底座13定位于定位机构的定位槽23中，同时探针组件27接触to底座13的引脚为to底座13供电；

步骤2、通过调节x轴调节器371、y轴调节器372以及tz轴调节器383，使to底座13沿x轴方向、y轴方向移动以及绕z轴旋转，实现to底座13与适配器11基本同轴；

步骤3、初始状态时，底板21与传感器接触片36接触，测距传感器34检测到底板21与传感器接触片36的间距为零，此时传感器固定座35到传感器接触片36的距离为lo；随后适配器11沿z轴向下顶紧to底座13，使底板21与传感器接触片36产生间距h，此时测距传感器34检测到底板21与传感器接触片36的间距h；

步骤4、调节tx轴调节器381，使to底座13绕x轴转动。往复转动tx轴调节器381角度θ，使θ1<θ<θ2,其中，θ1<0°<θ2；同时底板21与传感器接触片36的间距h随转动的角度θ的变化而持续改变，to底座13与适配器11的接触面形成的夹角β也持续改变；测距传感器34检测到h的数值在h1和h2之间变化，其中0<h1<h2，h∈[h1，h2]；即当h＝h1时，底板21与传感器接触片36的间距h最小，h1处对应tx轴调节器381所旋转的角度θ值即为tx方向最平的位置，tx方向找平完成；

步骤5、根据步骤4的原理调节ty轴调节器382，驱动to底座13绕y轴转动，使底板21与传感器接触片36的间距h最小，实现to底座13在ty方向与适配器11的平齐；

步骤6、进一步地，所述传感器检测的数值为l，其中，l＝h+lo，lo为定值，h为变量。

如图9所示，适配器11由专门的夹具(图未示出)夹持，且可沿z轴上下运动。适配器11的轴心与to底座13上端的轴心基本同轴。距离传感器34的测距头顶住传感器接触片36，同时，底板21在弹簧力的作用下与传感器接触片36贴紧，两个零件间隙为零，此时传感器固定座35与传感器接触片36的距离为lo。

如图10所示，随后适配器11下降，到接触到to底座13的时候再下降一点，下降距离为h。此时传感器固定座35与传感器接触片36的距离为l，l＝h+lo。

如图11、12所示，完成上一个步骤后，控制软件(图未示出)会设定一个最大旋转角度的数值。tx轴调节器381从初始位置沿x轴单方向转动角度θ1，随着旋转角度的改变，to底座13与适配器11的端面之间的夹角β也越大，h、l距离也同时变大，h、l的距离变化由距离传感器34实时监控并反馈给软件，当tx轴调节器往一侧转动，l距离越来越大后，随即反方向转动tx轴调节器381，tx轴调节器381先经过初始位置后再转动角度θ2，此过程h、l先逐渐变小后又逐渐增大，h、l的距离数值与tx轴调节器381转动的角度θ变化形成了一个抛物线。

如图13、14所示，距离h或l最小的点对应tx轴调节器381的角度θ值即为tx方向最平的位置，则tx轴调节器运转到最平的θ位置，tx方向找平完成。tx方向找平之后，以同样的找平方法去找ty方向的最平点。本发明设计的自动定位机构、找平装置和找平方法可以快速地将to底座13跟适配器11找平，为后续耦合及激光焊接做好准备，可极大的提高产品的质量及性能一致性。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。