摘 要

随着信息的不断发展以及人们对网络方面的关注，国内光模块制造行业迎来了高速发展。无论是光模块的规格还是质量都在不断的提升，传统的人工检测光模块过程因为工作效率过低，已经不能满足当今社会的需要，因此对光模块检测这一过程提出了新的要求。

本次课题旨在设计一个能实现自动将光模块取出放入检测台，检测台夹紧固定，并完成光模块、光纤的检测过程等功能的测试平台。本文通过各种方案的对比，对机械手、检测台、清洗台等部件进行了设计分析，并对测试平台的整体机械系统进行了三维造型与装配。其中，方案确定是整个设计中的关键。

关键词：光模块；检测；自动化；机械手；检测台；清洗台

Abstract

With the continuous development of information and people's attention to the network, the domestic optical module manufacturing industry has ushered in the rapid development. Both the specification of the optical module and the quality of the optical module are continuously improved, Because of the low working efficiency, the traditional manual testing light module can not meet the needs of the society, so it is a new requirement to detect the optical module.

The topic is to design a test platform which can automatically remove the light module into the test bench, and the test bench is clamped and fixed, and the function of the optical module and the optical fiber detection process is finished. In this paper, through the comparison of various programs, the mechanical hand, test bench, cleaning and other parts of the design and analysis, and testing platform for the overall mechanical system of three-dimensional modeling and assembly. Among them, the scheme determination is the key of the whole design.

Key Words：Optical module; detection; automation; robot hand; test bench; cleaning table

目 录

第1章 绪 论 1

1.1课题研究的目的与意义 1

1.2本课题国内外研究现状和发展趋势 1

1.2.1国内外研究现状 1

1.2.2光模块测试平台发展趋势 2

1.3本课题主要研究内容 2

第2章 总体方案确定 4

2.1测试平台工艺流程分析 4

2.2上下料机械手的方案确定 5

2.3检测台数量的方案确定 7

第3章 测试平台结构的布局 10

3.1总体结构设计及工作原理 10

3.1.1料盘的布局 10

3.1.2检测台部分的布局 11

3.1.3上下料机械手的布局 15

3.2主要零部件校核 19

第4章 结论 22

参考文献 23

致 谢 24

第1章 绪 论

光模块测试平台是一种可以自动将光模块取出检测并进行分类储存的设备，由于它自动化水平高，且简单易操作，未来将广泛装备到各大光模块生产企业中。就一个企业来说，它的应用大大改善了工人的工作环境，且由于自动化水平高，工人不需过多的培训即可上岗，大大节省了企业的劳动力成本；就光模块生产这一行业来说，它的应用对高效快速批量生产光模块起到了不可估量的作用。

1.1课题研究的目的与意义

目前，信息时代已经来了，人们通过互联网能够获取各种信息，同时，互联网也深深的融入了我们生活，尤其体现在电子商务，电子书，视频这几方面。随着互联网业务的急剧增长，数据业务也飞快的增长着，此时互联网业务也已经逐渐发展为网络业务的主流，因为人们对宽带高速数据的急切需求，导致了现代通信网己渐渐有崩溃的迹象，所以光网络成了信息传输的新方式。由于光纤通信有以下特点：容纳性好、够保密、形状小、重量轻、几乎无损耗、能够长距离传输，因此现代通信的传输手段已经逐渐变成了光纤通信，而且光纤通信正朝着更宽广的方向发展。

近期，光纤通信技术发展的很快，那么作为光纤通信的转接件­­光模块，生产光模块这个行业在最近几年得到了迅速的发展，因为工业2.0的提出，意味着工业自动化的程度会有一个很大的提高，同时也意味着工厂车间里的人力劳动将会逐渐被机器替代，工业自动化不仅可以让工人更轻松，而且还可以提高生产率、加快生产节拍。在光模块生产测试过程中，整个测试过程还是由人工来完成，这极大的降低了生产效率，增加了工人的劳动强度，成为整个生产过程实现自动化的瓶颈。随着新劳动法的实行，工人工资的上涨，这必将带来成本的上升，为了降低成本、降低工人劳动强度，必须设计一个测试平台来实现这一功能。

1.2本课题国内外研究现状和发展趋势

1.2.1国内外研究现状

现在，国内外的很多公司都在研制光模块。他们通过大量的实验验证，把以前封装很单一，只有一个激光器的光模块发展成了现在有很多选择种类的光模块。目前，国内外都有不少的光模块公司，但是知名的光模块生产企业还是要以国际上的公司为多，主要有Finisar, JDSU, Opnex, Oclaro, Avago等。当然国内生产光模块的企业也有不少，其中领头企业有WTD、海信光电、正源光子这几家公司。显然，光纤通信这个行业的发展前景是不可估量的，所以有越来越多的公司准备进军这一产业。伴随着3G网络的逝去，4G网络正在一路高歌的到来，所以以后的光模块需求量肯定会很多。

在光模块生产方面，国内外的一些公司大多数都是自己研发的芯片和模块，但是相对于外国企业所研制出的光模块，国内的质量还是有不小的差距，所以使用国外进口的芯片来生产光模块，虽然能保证质量，但是受成本的限制，那么国内的光模块生产发展肯定会缓慢不前，所以需要国内企业自主创新，自己研发出能和国外相媲美的芯片，使得我国的光模块生产行业能和国外齐头并进。

1.2.2光模块测试平台发展趋势

由于该光模块测试平台来源于实际生产发展的需要，属于实际应用项目。所以本课题作为相关领域的前沿课题，必将填补我国光模块检测设备的空白。推动我国光模块生产领域的科技生产水平。本课题的研究,符合现今光模块生产领域的要求，具有广阔的发展和应用前景。

1.3本课题主要研究内容

本课题将根据光模块测试的工艺过程来设计以一台全自动化的测试平台，其中包括了测试平台的总体结构设计、料盘的结构设计以及上下料机械手的结构设计。测试平台总体结构设计主要涉及到以下方面：

1. 测试平台的总体设计方案：在能保证实现光模块测试全自动过程的前提下采用什么样的方案能使测试平台结构最优、材料最省、测试过程更合理；
2. 光模块测试平台的结构布局设计：对光模块测试平台各个部分进行合理的布置，由于有上料盘、废料盘、卸料盘和多个机械手的存在，所以需要确定各个料盘以及各个机械手的合理布局，以期达到结构布局紧凑合理，操作方便，各部分功能都得以充分发挥。
3. 光模块测试平台的准确性设计：该装置要求准确无误的将光模块运送到检测平台装填工位的装置前，同时顺利插进检测口中，不出现卡机现象，准确性能好。最后应对设计出来的装置进行修改或优化，使运动结果达到理论结果，同时达到减少原材料，节省成本的目的。
4. 光模块测试平台的协调性设计：光模块测试平台包括取料，卸料（同时再取料），光纤插入检测，光模块检测，卸料五个动作，要保证这些机构同步协调，以提高生产效率。

第2章 总体方案确定

光模块测试平台是光模块生产的主要设备之一，在光模块生产完成之后出厂前，用于检测光模块是否为良品。本课题研究内容为光模块测试平台的设计，所设计的测试平台能完全代替人工要求，并且它的生产能力可以达到与熟练工人相当的地步，测试平台都能够完成自动生产线上的取料、检测、卸料等过程。

2.1测试平台工艺流程分析

光模块测试平台是指能自动完成取料放至检测台，检测完成后完成卸料等动作的设备。功能模块包括取、卸料模块、检测模块。从测试平台进料到最后卸料完成的整个过程大致可以分成四个阶段：取料、拔塞、检测、卸料。其中，检测动作包含了光模块的检测和光纤检测，而光纤检测过程中，当光纤出现不清洁的情况时要进行擦拭然后再检测，只有在光纤检测成功后才会进行拔塞动作，然后再开始检测光模块。具体动作分析如下：

1. 取料动作：取料动作通常是由龙门机械手从料盘取出一个光模块放至检测台的检测位上；
2. 光模块检测动作：气缸固定放在检测台上的光模块，光纤机械手将检测干净的光纤插入光模块检测；
3. 光纤检测动作：光纤机械手将光纤拿到光纤检测口检测，当光纤正常时，光纤机械手将光纤拿到光模块检测台进行光模块检测，若光纤检测出问题时，对光纤进行擦拭重测，以保证光模块检测时光模块正常的准确性；
4. 卸料动作：卸料动作同样是由龙门机械手完成，从检测台取出光模块放至料盘中。

其工艺流程图如下图：