专利名称：光学元件自动构装装置与方法
技术领域：
本发明是关于一种光学元件自动构装装置及其方法，特别是指一种具自动对光与自动锡焊固著的装置与方法。
背景技术：
公知的光学元件多采手动制程生产，从上料、对光、固著到封装皆需要大量人力，因受限于人的因素，故其生产成本高、产量低及良率不佳，无法大量生产亦致使市场规模成长受限。
公知的组装方式，使用锡作为内外管间的固著物，利用手动将锡条熔于烙铁头，再将其一点一点沾附至内管管壁后，再用手动上助焊剂于锡点表面，最后再利用烙铁头接触锡点使其融入内外管壁间，以完成固著的目的；然而在上锡点与熔锡点间的过程，因使用手动制程故无法达到同动的需求，所以先上的一点会因固著时的锡点收缩，原先已对光好的上下件偏离所需原始位置，致使光损耗值增加，且待固著完之后尚需由手动方式将上下件的其他间隙填满，以达到气密的需求，其过程繁琐且重现性低，增加元件组装的不确定性。
由此可见，上述常用物品仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学元件自动构装装置与方法，可有效改善公知的手动元件构装制程，利用自动对光平台缩短元件对光所需的时间，并由互成度的锡焊自动进给单元，同时将锡注入元件间的间隙，使热应变缩至最小，如此可减少由锡焊过程所造成光损耗，增加元件的性能与量率，并由锡量进给的控制与元件的设计，达成锡焊气密的功能，进而使所组装的光学元件良率高，免去人为因素干扰。
为实现上述目的，本发明提供的光学元件自动构装装置，其包含有一对光平台组合；一Z轴进给组合，设于上述对光平台组合上方适当高度；以及一自动进给组合，环设于上述Z轴进给组合与上述对光平台组合之间适当距离的一水平面上；由该Z轴进给组合下端与该对光平台组合上端分别持设一光学元件的上件及下件，且该Z轴进给组合下端与该对光平台组合分别作垂直与水平调整，使该上件与该下件保持同一垂直线并吻接，再利用该自动进给组合进锡至下件周缘一水平面所等距环设的复数进锡孔中使该光学元件的上件与下件黏合。
所述的光学元件自动构装装置，其中得设有一立柱组合，供该Z轴进给组合设置于该立柱组合上，支撑该Z轴进给组合。
所述的光学元件自动构装装置，其中该立柱组合上适当位置得设有一光电感测器，由该光电感测器用以感测Z轴进给组合所控制该上件的位置，用以确保该上件吻接该下件的深度能固定。
所述的光学元件自动构装装置，其中该Z轴进给组合至少是由一气压缸下端设有一推动夹爪所组成，由该推动夹爪可供夹持该上件并使该上件做垂直位移。
所述的光学元件自动构装装置，其中该推动夹爪至少为二爪以上。
所述的光学元件自动构装装置，其中该对光平台组合上得固设有一夹持具，用以固持该下件，并可随该对光平台组合做水平向移动调整。
所述的光学元件自动构装装置，其中该自动进给组合是由复数组自动进锡机构环设于该Z轴进给组合与该对光平台组合间适当距离的一水平面上所组成。
所述的光学元件自动构装装置，其中该复数自动进锡机构恰对应该下件的进锡孔数目。
所述的光学元件自动构装装置，其中该复数自动进锡机构是对应该下件的进锡孔数目而为三组。
所述的光学元件自动构装装置，其中该三组自动进锡机构得为等距设置，且每一自动进锡机构的间距互为120度。
所述的光学元件自动构装装置，其中该自动进锡机构至少包括一进给平台后端设有一伺服马达，并于该进给平台上设有一滑块转接板，该滑块转接板可受该伺服马达推动做前后滑移至定位，又该滑块转接板上端分别设有一焊枪与进锡构件而成。
所述的光学元件自动构装装置，其中该进锡构件，至少包括一送锡单元前端设有一锡导管，并于该锡导管末端设有一导管一头；由该送锡单元能准确地带动锡条前进及后退，完成进锡及退锡的动作，带动锡条进入送锡导管，然后从导管头送出至焊枪的焊头上。
所述的光学元件自动构装装置，其中该滑块转接板上得增设一锡条固定架，供成捆的锡条套置。
本发明提供的光学元件自动构装方法，包含以下步骤步骤a将光学元件的下件放置于对光平台组合上端，并将光学元件的上件固持于Z轴进给组合下端；步骤b利用Z轴进给组合将上件进给到与下件一适当的距离进行粗对光，使该上件与该下件保持同一垂直线，再利用Z轴进给组合进给使上件插入下件中；步骤c当上件插入下件至定位时，由下件进行细对光，使插入下件的上件外径与下件的内径间保持适当间距；以及步骤d再启动自动进给组合将焊锡同时注入下件的各进锡孔中，利用高周波热源使其成融熔态，并注入上件与下件间的间隙，完成光学元件的固著。
所述的光学元件自动构装方法，其中该粗对光可利用该对光平台组作水平轴X及水平Y的平移调整。
所述的光学元件自动构装方法，其中该粗对光可利用该对光平台组作旋转轴θX及旋转轴θY的旋转调整。
所述的光学元件自动构装方法，其中该细对光可利用该对光平台组作水平轴X及水平轴Y的平移调整。
所述的光学元件自动构装方法，其中该细对光可利用该对光平台组作旋转轴θX及旋转轴θY的旋转调整。
所述的光学元件自动构装方法，其中该自动进给组合在进锡时可为程序化进锡，控制熔融锡的注入量与时间。
所述的光学元件自动构装方法，其中若融熔锡固化之后造成光学元件的上件与下件间寻光值严重偏异，则可经由高周波热源给予适当回火，将上件与下件调整回复。
请参阅以下有关本发明一较佳实施例的详细说明及其附图，将可进一步了解本发明的技术内容及其目的功效；有关该实施例的附图为图1为本发明的立体图；图2为本发明实施例示意图；图3为本发明光学元件的分解图；图4为本发明的自动进给组合俯视图；图5为本发明的自动进锡机构的立体图；图6为本发明的流程图。
具体实施例方式
为能进一步对本发明的构造、使用及其特征有更深一层明确、详实的认识与了解，发明人举出较佳的实施例，配合附图详细说明如下首先请先参阅图3所示，本发明是用以构装光学元件6的上件61与下件62，该光学元件6的下件62上周缘一水平面等距环设有三个进锡孔621，且每个孔夹角均为120。
本发明如图1，其包括有一对光平台组合1、一立柱组合2、一Z轴进给组合3、一自动进给组合4等所组成。
该对光平台组合1，如图1、图2所示，上得固设有一夹持具11。
该立柱组合2，如图1所示，上适当位置得设有一光电感测器5。
该Z轴进给组合3设置于该立柱组合2上，如图1、图2所示，由该立柱组合2支撑该Z轴进给组合3，且该Z轴进给组合3设于该对光平台组合1上方适当高度，又该Z轴进给组合3至少由一气压缸31下端设有一具有二爪的推动夹爪32。
该自动进给组合4，如图1、图4、图5所示，环设于该Z轴进给组合3与该对光平台组合1间适当距离的一水平面上，又该自动进给组合4对应所构装该光学元件6的下件62的进锡孔621数目而为三组自动进锡机构4a，分别等距环设于该Z轴进给组合3与该对光平台组合1间适当距离的一水平面上，且每一自动进锡机构4a的间距互为120度。
该自动进锡机构4a至少包括一进给平台41后端设有一伺服马达42，并于该进给平台41上设有一滑块转接板43，该滑块转接板43可受该伺服马达42推动做前后滑移至定位，又该滑块转接板43上端分别设有一焊枪44与进锡构件45而成，其中，该进锡构件45，至少包括一送锡单元451前端设有一锡导管452，并于该锡导管452末端设有一导管头453；且该焊枪44可发出高周波热源，用以融熔锡条，又该焊枪44的焊头441位于锡条自该导管头453送出后的直线路径上；另于该滑块转接板43上得增设一锡条固定架46，供成捆的锡条套置。
上述送锡单元451是用以准确地带动锡条前进及后退，完成进锡及退锡的动作，带动锡条进入送锡导管452，然后从导管头453送出至焊枪44的焊头441上。
上述夹持具11，如图2所示，是用以固持该下件62，并可随该对光平台组合1做水平向移动调整。
上述推动夹爪32，如图2所示，可供夹持该上件61并受气压缸31控制使该上件61做垂直位移。
上述光电感测器5，如图2、图3所示，是用以感测Z轴进给组合3所控制该上件61的位置，用以确保该上件61吻接该下件62的深度能固定。
如上述构造实施时，该光学元件6的上件61及下件62的夹持如图1、图2所示，上件61的夹持具11是由气压缸3 1推动夹爪32，完成夹持。而下件62的夹持除了依靠其本身中间偏下方的肩部当作承靠之外，还需要有额外的夹持具11，使得下件62的夹持具11有方向性，因为下件62的三个进锡孔621与自动进给组合4的相对关系是固定的，而上件61上并无可供承靠的部位，所以上件61的夹持并无一个明显的依靠，因此在立柱组合2上需安装一个光电感测器5，用来感测上件61的位置，以确保上件61插入下件62的深度能固定。
依图1、图2、图5所示，可由该Z轴进给组合3下端与该对光平台组合1上端分别特设一光学元件6的上件61及下件62，且该Z轴进给组合3下端与该对光平台组合1分别作垂直与水平调整，使该上件61与该下件62保持同一垂直线并吻接，再利用该自动进给组合4进锡至下件62周缘一水平面所等距环设的三组进锡孔621中使该光学元件6的上件61与下件62黏合。
如上述构造，如图1、图2、图4、图5、图6所示，本发明光学元件自动构装方法，包含以下步骤步骤a将光学元件6的下件62放置于对光平台组合1上端，并将光学元件6的上件61固持于Z轴进给组合3下端。
步骤b利用Z轴进给组合3将上件61进给到与下件62一适当的距离进行粗对光，利用该对光平台组作水平轴X与水平轴Y的平移调整及旋转轴θX与旋转轴θY的旋转调整，使该上件61与该下件62保持同一垂直线，再利用Z轴进给组合3进给使上件61插入下件62中。
步骤c当上件61插入下件62至定位时，由下件62进行细对光，可利用该对光平台组作水平轴X与水平轴Y的平移调整及旋转轴θX与旋转轴θY的旋转调整，使插入下件62的上件61外径与下件62的内径间保持适当间距。
步骤d再启动自动进给组合4，以程序化进锡，控制熔融锡的注入量与时间，将焊锡自三组自动进锡机构4a同时注入下件62的三组进锡孔621中，利用高周波热源使其成融熔态，并注入上件61与下件62间的间隙，完成光学元件6的固著。
步骤f结束构装。
步骤e若融熔锡固化之后造成光学元件6的上件61与下件62间寻光值严重偏异，可先经由高周波热源给予适当回火，将光学元件6的上件61与下件62调整回复。
再回至步骤f结束构装。
如上述实施例可知，本发明具有下列优点1.由于光学元件6夹持于立柱组合2及对光平台组合1上，且三组自动进锡机构4a互呈120度，而光学元件6上进锡孔621的设计一样是采用三孔的设计，每个进锡孔621之间夹角均为120度，因为三个进锡孔621即可达成稳定的平衡。
2.自动进给组合4的特色是三组自动进锡机构4a可分别于三个进锡孔621同时上锡熔接，同时固化，且焊锡在熔融液态时，利用光学元件6的上件61与下件62管壁间隙的毛细作用力，可在焊锡固化前填满整个空隙，同时达到气密效果，手动制程尚须额外的整圈补焊，因此本装置能以最有效率与最精确的方式上锡。也就是说，三组自动进锡机构4a同步动作、同步上锡之后，三个焊点同时固化，使得固化同时产生的热变位位移得以互相平衡而使得位移而产生的光损失降到最低，同时由于大小管空隙间的毛细现象，可将整圈焊锡填满空隙达成气密的效果。
3.可利用自动对光平台缩短元件对光所需的时间。
上列详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以此限定本发明实施的范围，凡未脱离依本发明技术精神所为的等效实施与变更，例如等变化的等效性实施例，均应包含于本发明申请的专利范围中。
权利要求
1.一种光学元件自动构装装置，其包含有一对光平台组合；一Z轴进给组合，设于上述对光平台组合上方适当高度；以及一自动进给组合，环设于上述Z轴进给组合与上述对光平台组合之间适当距离的一水平面上；由该Z轴进给组合下端与该对光平台组合上端分别持设一光学元件的上件及下件，且该Z轴进给组合下端与该对光平台组合分别作垂直与水平调整，使该上件与该下件保持同一垂直线并吻接，再利用该自动进给组合进锡至下件周缘一水平面所等距环设的复数进锡孔中使该光学元件的上件与下件黏合。
2.按权利要求1所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中得设有一立柱组合，供该Z轴进给组合设置于该立柱组合上，支撑该Z轴进给组合。
3.按权利要求2所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该立柱组合上适当位置得设有一光电感测器，由该光电感测器用以感测Z轴进给组合所控制该上件的位置，用以确保该上件吻接该下件的深度能固定。
4.按权利要求1所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该Z轴进给组合至少是由一气压缸下端设有一推动夹爪所组成，由该推动夹爪可供夹持该上件并使该上件做垂直位移。
5.按权利要求4所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该推动夹爪至少为二爪以上。
6.按权利要求1所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该对光平台组合上得固设有一夹持具，用以固持该下件，并可随该对光平台组合做水平向移动调整。
7.按权利要求1所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该自动进给组合是由复数组自动进锡机构环设于该Z轴进给组合与该对光平台组合间适当距离的一水平面上所组成。
8.按权利要求7所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该复数自动进锡机构恰对应该下件的进锡孔数目。
9.按权利要求8所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该复数自动进锡机构是对应该下件的进锡孔数目而为三组。
10.按权利要求9所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该三组自动进锡机构得为等距设置，且每一自动进锡机构的间距互为120度。
11.按权利要求7所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该自动进锡机构至少包括一进给平台后端设有一伺服马达，并于该进给平台上设有一滑块转接板，该滑块转接板可受该伺服马达推动做前后滑移至定位，又该滑块转接板上端分别设有一焊枪与进锡构件而成。
12.按权利要求11所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该进锡构件，至少包括一送锡单元前端设有一锡导管，并于该锡导管末端设有一导管一头；由该送锡单元能准确地带动锡条前进及后退，完成进锡及退锡的动作，带动锡条进入送锡导管，然后从导管头送出至焊枪的焊头上。
13.按权利要求11所述的光学元件自动构装装置，其特征在于，其中该滑块转接板上得增设一锡条固定架，供成捆的锡条套置。
14.一种光学元件自动构装方法，包含以下步骤步骤a将光学元件的下件放置于对光平台组合上端，并将光学元件的上件固持于Z轴进给组合下端；步骤b利用Z轴进给组合将上件进给到与下件一适当的距离进行粗对光，使该上件与该下件保持同一垂直线，再利用Z轴进给组合进给使上件插入下件中；步骤c当上件插入下件至定位时，由下件进行细对光，使插入下件的上件外径与下件的内径间保持适当间距；以及步骤d再启动自动进给组合将焊锡同时注入下件的各进锡孔中，利用高周波热源使其成融熔态，并注入上件与下件间的间隙，完成光学元件的固著。
15.按权利要求14所述的光学元件自动构装方法，其特征在于，其中该粗对光可利用该对光平台组作水平轴X及水平Y的平移调整。
16.按权利要求14所述的光学元件自动构装方法，其特征在于，其中该粗对光可利用该对光平台组作旋转轴θX及旋转轴θY的旋转调整。
17.按权利要求14所述的光学元件自动构装方法，其特征在于，其中该细对光可利用该对光平台组作水平轴X及水平轴Y的平移调整。
18.按权利要求14所述的光学元件自动构装方法，其特征在于，其中该细对光可利用该对光平台组作旋转轴θX及旋转轴θY的旋转调整。
19.按权利要求14所述的光学元件自动构装方法，其特征在于，其中该自动进给组合在进锡时可为程序化进锡，控制熔融锡的注入量与时间。
20.按权利要求14所述的光学元件自动构装方法，其特征在于，其中若融熔锡固化之后造成光学元件的上件与下件间寻光值严重偏异，则可经由高周波热源给予适当回火，将上件与下件调整回复。
全文摘要
一种光学元件自动构装装置，是由一对光平台组合、一Z轴进给组合、一自动进给组合等所组成；其中，该Z轴进给组合是设于该对光平台组合上方适当高度，并于该Z轴进给组合与该对光平台组合间适当距离的一水平面环设有一自动进给组合；由该Z轴进给组合下端与该对光平台组合上端分别持设一光学元件上件及下件，且该Z轴进给组合下端与该对光平台组合分别作垂直与水平调整，使该上件与该下件保持同一垂直线并吻接，再利用该自动进给组合进锡至下件周缘一水平面所等距环设的复数进锡孔中使该光学元件的上件与下件黏合。
文档编号G02B7/00GK1624512SQ200310119749
公开日2005年6月8日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者简志贤, 邱显森, 蔡锦溢, 刘松河, 曾文鹏 申请人:财团法人工业技术研究院