激光焊接及其自动化技术在光通信设备包装中的应用

1.应用背景工业上，传统的光通信设备包装技术通常使用UV胶将设备粘合并固定在接合面上。首先，将UV胶涂到设备接头上，然后通过紫外光固化。这种装置的连接方法有很多缺陷，例如，固化深度有限，受装置几何形状的限制，在不照射紫外线灯的情况下，胶水不会固化。既需要胶合装置又需要紫外线灯，以使整个系统机构更加复杂。最重要的是，当实际使用该设备时，由于诸如热量之类的因素，上，下设备在关节处的位置会略有偏差。 ，导致设备耦合功率值异常，精度降低，产品质量受到影响，生产周期长，效率不高。激光焊接是一种新型的焊接技术，具有焊接牢固，变形小，精度高，速度快，易于自动控制等优点，是光通信设备封装技术的重要手段之一。为此，Han的激光精密焊接部门独立开发了一种高速自动耦合激光焊接系统，该系统将激光焊接，其工艺技术和自动化控制技术集成在一起。 2.自动化技术的应用2.1设备自动找平技术通过传感器控制技术和电弧摆机构，实现光通讯设备调节环（Z环）和适配器接触面的粘接，即设备自动找平。通常，需要将两个表面之间的间隙控制在0.01至0.03mm之间。根据耦合器的工作机理和包装过程的要求，调节环（Z环）和适配器的接触面必须平整，以满足设备的要求。调节环（Z环）被夹紧在上卡盘上。上卡盘只能上下移动，不能摆动。设置为参考面。因此，如果要求调节环（Z环）与适配器的接触表面有效平整，则适配器必须自动与调节环（Z环）的接触表面对齐。适配器被夹紧在下卡盘上，下卡盘安装在滑块上，该滑块可以平滑地滑动并由上缸体提起。 Z轴向下移动时，调节环（Z环）压缩适配器，下卡盘朝下移动（Z轴的力大于上气缸的力，上气缸配有精密压力减压阀，上压力可通过精密减压阀调节）。当滑块上下移动时，高精度位移传感器检测到位移的变化。同时，电弧摆机构根据设定的运动轨迹摆动。当位移传感器检测到最小位移并且数值不变时，调节环（Z环）安装在适配器上，以上是设备的自动调平机构。自动找平机制的详细框图如下：2.2设备自动耦合技术我们在2.1中讨论了设备找平的原理。接下来，根据工艺顺序，将设备自动耦合以寻找光，即找到目标光功率值，再找到目标光功率值。然后，通过自动激光焊接将设备封装。对于焊接光通信设备的特殊工艺要求，我们使用三轴联动控制技术根据指定的螺旋耦合轨迹找到光。由于寻光精度极高，我们使用进口的超高精度运动组件来实现设备的自动耦合以寻找光，即通过XY轴和Z轴的差补偿运动，并沿螺旋轨迹运动查找上，下设备的目标光功率值。自动耦合控制技术具有以下特征：联轴器采用高性能和高精度结合我们自行开发的高级控制软件耦合算法，可实现较高的耦合效率，b。在找平和耦合过程中实时显示分布曲线，目的是可以直观地显示找平和耦合过程。仅当出现标准，完整且平滑的正态分布曲线时，才表示水平或耦合已达到预期的目标值c。方便分别操作每个轴的运动和调试。测得的耦合参数，d。友好的软件操作界面，自动时可根据不同设备的过程编写不同的程序（F-Basic编程，简单易学），并可保存以方便客户下一次通话。耦合参数设置简单方便，可选的耦合方式（耦合方式包括X轴，Y轴，Z轴分离耦合，XY两轴同时耦合，XYZ三轴同时耦合），耦合过程自动进行完成，f。自动调节焊头，自动实现高，不同直径零件的不同焊接，g。 CCD图像实时监控每个焊点，使客户可以实时观察焊点情况。自动联接机构的详细框图如下：无论是设备自动调平技术还是设备自动联接技术，都是通过自动控制技术和相关的思维策略来实现的。为了达到自动耦合寻光的目的，我们精心设计了这套精密运动机构，以实现六轴联动。该机构还具有一定的灵活性，可以通过快速切换相应的焊接夹具来实现不同设备的自动耦合焊接。 2.3耦合算法技术to根据光通信设备寻找光的精确要求，根据设备的运动机理，有必要研究运动轨迹，以快速找到设备耦合的目标光功率值。因此，我们采用了根据螺旋轨迹运动的算法。从某个点开始，XY轴进行差异补偿运动，遵循细分的螺旋运动轨迹，并从内向外螺旋运动直至找到目标。光功率值。使用这种方法可以迅速找到耦合目标光功率值。直观的耦合效果通过耦合曲线实时显示（如下图所示）。 3.激光焊接技术的应用作为一种高质量，高精度，高效率和高速的焊接方法，激光焊接受到越来越多的关注和应用。由于激光能量密度高，激光焊接速度快，焊接深度深，热影响区小，可以实现自动精密焊接。 3.1激光焊接机光通信设备激光封装技术对焊接机的能量分布和能量稳定性有很高的要求，要求三通道光（或六通道光）le的能量偏差值为0.03J。为了满足这一要求，我们独立开发了专用的激光焊接机WF80。 3.2焊接工艺研究焊点分布：可以同时焊接3个焊枪，沿圆周方向焊接9个位置（渗透焊和平焊的分布相同）。另外，可以通过自修改程序来更改焊点分布。 B.平焊和熔焊可以同时进行，要求平焊和熔焊的直径和熔深参数必须一致。 C.具有补焊功能，即缺陷焊缝可直接维修（设备具有此功能，但不能选择使用选配）。 D.焊接后，功率偏差的通过率要求在5％以内，要求超过90％，并且老化试验后的通过率要求不变。 E.焊点直径为0.4〜0.7mm，焊点穿透深度为0.3〜0.6mm，剪切力ge为42Kg。 F.通过调整焊机初步判断焊接效果hine的能量，焊枪的入射角和精细的缩放过程参数，观察火花的亮度并聆听激光撞击设备的声音。最后，测试设备的焊接点大小和熔深，以确定设备是否满足要求。 4.应用分析激光焊接技术在光通信行业中的应用并不是特别新颖。在这一领域，自动连接设备已在韩国和台湾市场上投放市场。但是，由于设备价格高昂，许多国内用户难以适应。另外，光通信设备对焊接设备的精度和激光焊接技术的要求越来越高，这要求设备更加精确，稳定，可靠和易于操作。因此，进口设备也面临许多挑战。因此，为了满足市场需求，我们基于Han激光精密焊接部门在激光焊接和自动化控制技术领域的领先优势，开发了一种高速自动耦合激光焊接系统。从焊接加工性的角度来看，激光焊接技术在光通信设备包装中的应用已经相对成熟，但是从自动耦合技术到焊接工艺还有很大的改进空间。如何使耦合机制更简单，更可靠，如何快速固定设备的夹具，准确定位以及如何使耦合算法更简洁，所有这些都需要不断创新和改进以改进整个系统的稳定性，可靠性和机器调试的可操作性。希望通过不断提高研发能力，将先进技术集成到研发设计中，以确保机器的领先性能。