一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法
阅读说明：本技术 一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法 (Coaxial optical device coupling method capable of automatically adjusting parallelism ) 是由 蔡绍鹏 梅涛 张露 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法,利用一种自动调整平行度的同轴光器件耦合装置,上述同轴光器件耦合装置包括电动旋转台,A轴电动摆台,耦合台底座,X轴电动平移台,缝隙调整组件,Z轴电动平移台,上夹头固定座,上夹头,Z轴组件安装立柱,Y轴电动平移台,以及B轴电动摆台,缝隙调整组件包括调平组件固定座,读头固定座,顶紧气缸,下夹头固定座延伸板,滑块装置,下夹头,光栅尺钢带,下夹头固定座,光栅尺读头,弹簧,以及限位挡部。本发明可实现原材料之间的缝隙大小及平行度调整,可实现五个自由度的位置调节,极大的提高耦合工序一次通过率以及生产效率,产品的一致性和稳定性也得到提高,降低了生产成本。(The invention discloses a coaxial optical device coupling method capable of automatically adjusting parallelism, which utilizes a coaxial optical device coupling device capable of automatically adjusting parallelism, wherein the coaxial optical device coupling device comprises an electric rotating table, an A-axis electric swing table, a coupling table base, an X-axis electric translation table, a gap adjusting component, a Z-axis electric translation table, an upper chuck fixing seat, an upper chuck, a Z-axis shaft assembly mounting upright post, a Y-axis electric translation table and a B-axis electric swing table, and the gap adjusting component comprises a leveling component fixing seat, a reading head fixing seat, a jacking cylinder, a lower chuck fixing seat extension plate, a slider device, a lower chuck, a grating ruler steel belt, a lower chuck fixing seat, a grating ruler reading head, a spring and a limit stop part. The invention can realize the adjustment of the size and the parallelism of the gap between the raw materials, can realize the position adjustment of five degrees of freedom, greatly improves the one-time passing rate and the production efficiency of the coupling procedure, improves the consistency and the stability of the product and reduces the production cost.)
技术领域
本发明属于光器件制造领域，具体涉及一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法，适用于调整激光焊接前两部分材料之间的平行度再耦合。
背景技术
目前，光器件产品在后段制造过程中的LD耦合焊接工序为关键制程，对于常规的产品，不论是两件式还是三件式产品的耦合制造工艺已经比较成熟，但激光焊接后产品光功率出现骤然减小的问题却一直存在，现有的常规做法是将该部分产品进行返工或返修处理，以达到产品的光电性能要求。目前已知，在耦合完成后，激光焊接之前，上下两种材料之间的缝隙大小以及平行度等在焊接过程中对产品光功率的影响很大。现有的高端产品，对激光焊接后产品光功率的变化大小提出了更高的要求，直接导致产品在耦合工序的良品率不高，此问题日益突出，阻碍了产品良率的提高以及生产成本的降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种自动调整平行度的同轴光器件耦合装置，还提供一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法，减少耦合工序的返工、返修及产品报废，提高了生产效率和降低了生产成本。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法，利用一种自动调整平行度的同轴光器件耦合装置，上述同轴光器件耦合装置包括电动旋转台，耦合台底座设置在电动旋转台上，A轴电动摆台的固定部设置在耦合台底座上，A轴电动摆台的转动部与B轴电动摆台的固定部连接，B轴电动摆台的转动部与X轴电动平移台的固定部连接，X轴电动平移台的移动部与Y轴电动平移台的固定部连接；Y轴电动平移台的移动部与缝隙调整组件连接；Z轴组件安装立柱的底端与耦合台底座连接，Z轴组件安装立柱上设置有Z轴电动平移台，Z轴电动平移台的移动部与上夹头固定座连接，上夹头固定座上设置有上夹头，上夹头位于缝隙调整组件的下夹头的上方，
缝隙调整组件包括调平组件固定座，滑块装置设置在调平组件固定座上，滑块装置的纵向滑动部与下夹头固定座连接，下夹头设置在下夹头固定座上，下夹头固定座延伸板与下夹头固定座连接，滑块装置的纵向滑动部的侧面还设置有光栅尺钢带，安装在读头固定座上的光栅尺读头与光栅尺钢带面对面设置，读头固定座与调平组件固定座连接，顶紧气缸的固定部与调平组件固定座连接，顶紧气缸的伸缩杆位于下夹头固定座延伸板的下方，下夹头固定座延伸板的上方设置有限位挡部，限位挡部与调平组件固定座连接，调平组件固定座和下夹头固定座之间设置有弹簧，
包括以下步骤：
将第二原材料放入上夹头中夹紧固定，并将第一原材料放入下夹头中夹紧固定，通过给第一原材料加电激发其向第二原材料发射激光，同时顶紧气缸的活塞杆伸出顶起下夹头固定座延伸板，下夹头固定座延伸板带动下夹头固定座，进而带着下夹头和下夹头中的第一原材料一起向上运动，直到下夹头固定座延伸板被限位挡部挡住，此时将光栅尺读头与光栅尺钢带之间的相对位置置零，然后将顶紧气缸的活塞杆松开，使下夹头固定座被底部的弹簧托住，再由Z轴电动平移台带动上夹头固定座，进而带着上夹头以及上夹头中的第二原材料一起向下运动至第一原材料的正上方，第一原材料的顶面和第二原材料的底面发生接触后，Z轴电动平移台继续下降一定的距离，第一原材料跟着往下移动，同时带着下夹头、下夹头固定座、滑块装置的纵向滑动部、光栅尺钢带一起向下运动一定距离，此过程中弹簧被压缩，光栅尺读头读取光栅尺钢带的移动距离，然后控制A轴电动摆台和B轴电动摆台的转动部转动，光栅尺读头获取的位置数值最小时，第一原材料和第二原材料之间获得最佳的平行度，随后，Z轴电动平移台的移动部向上运动，进而带动上夹头和第二原材料都往上运动直到离开第一原材料一定的距离，再由顶紧气缸将下夹头固定座延伸板顶起，再通过调整X轴电动平移台、Y轴电动平移台和Z轴电动平移台的移动部，对第二原材料接收的激光进行监测，确定第一原材料和第二原材料之间的最佳耦合位置，确定最佳耦合位置后，X轴电动平移台、Y轴电动平移台和Z轴电动平移台都停止运动，进行第一原材料和第二原材料的焊接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、可实现第一原材料和第二原材料之间的缝隙大小及平行度调整；
2、可通过调整第一原材料和第二原材料之间的平行度和缝隙大小减少激光焊接后光功率变小的幅度和数量占比；
3、可以实现五个自由度的位置调节，可实现对高端产品的耦合制造，极大的提高耦合工序一次通过率以及全流程的生产效率，产品的一致性和稳定性也得到提高，降低了高端产品的生产成本；
4、可通过更换不同的上夹头和下夹头而适应不同的光器件原材料。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-电动旋转台，2-A轴电动摆台，3-耦合台底座，4-X轴电动平移台，5-缝隙调整组件，6-Z轴电动平移台，7-上夹头固定座，8-上夹头，9-Z轴组件安装立柱，10-Y轴电动平移台，11-B轴电动摆台，12-第二原材料。
图2是缝隙调整组件的结构示意图。
图中：501-调平组件固定座，502-读头固定座，503-顶紧气缸，504-下夹头固定座延伸板，505-滑块装置，506-第一原材料，507-下夹头，508-光栅尺钢带，509-下夹头固定座，510-光栅尺读头，511-弹簧。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法，利用一种自动调整平行度的同轴光器件耦合装置，上述同轴光器件耦合装置包括电动旋转台1，A轴电动摆台2，耦合台底座3，X轴电动平移台4，缝隙调整组件5，Z轴电动平移台6，上夹头固定座7，上夹头8，Z轴组件安装立柱9，Y轴电动平移台10，以及B轴电动摆台11，缝隙调整组件5包括调平组件固定座501，读头固定座502，顶紧气缸503，下夹头固定座延伸板504，滑块装置505，下夹头507，光栅尺钢带508，下夹头固定座509，光栅尺读头510，弹簧511，以及限位挡部512。
耦合台底座3设置在电动旋转台1上，可由电动旋转台1带着做平面旋转运动，A轴电动摆台2的固定部设置在耦合台底座3上，A轴电动摆台2的转动部与B轴电动摆台11的固定部连接，B轴电动摆台11的转动部与X轴电动平移台4的固定部连接，X轴电动平移台4的移动部与Y轴电动平移台10的固定部连接；Y轴电动平移台10的移动部与缝隙调整组件5连接；Z轴组件安装立柱9的底端与耦合台底座3连接，Z轴组件安装立柱9上设置有Z轴电动平移台6，Z轴电动平移台6的移动部与上夹头固定座7连接，上夹头固定座7上设置有上夹头8，上夹头8位于缝隙调整组件5的下夹头507的上方，上夹头8用于夹持第二原材料12。
滑块装置505设置在调平组件固定座501上，滑块装置505的纵向滑动部与下夹头固定座509连接，下夹头507设置在下夹头固定座509上，下夹头固定座延伸板504与下夹头固定座509连接，同时滑块装置505的纵向滑动部的侧面还设置有光栅尺钢带508，而安装在读头固定座502上的光栅尺读头510与光栅尺钢带508面对面设置，读头固定座502与调平组件固定座501连接。顶紧气缸503的固定部固定在调平组件固定座501的背面，顶紧气缸503的伸缩杆位于下夹头固定座延伸板504的下方，下夹头固定座延伸板504的上方设置有限位挡部512，限位挡部512与调平组件固定座501连接，调平组件固定座501和下夹头固定座509之间设置有弹簧511，弹簧511能将下夹头固定座509托起。
本发明中，X轴、Y轴、Z轴两两垂直，X轴方向和Y轴方向均平行于水平面，A轴和B轴也相互垂直，A轴和B轴摆动时的中心轴均平行于水平面。
一种自动调整平行度的同轴光器件耦合方法，包括以下步骤：
如图1和图2所示，将第二原材料12放入上夹头8中夹紧固定，并将第一原材料506放入下夹头507中夹紧固定，通过给第一原材料506加电激发其向第二原材料12发射激光，同时顶紧气缸503的活塞杆伸出顶起下夹头固定座延伸板504，下夹头固定座延伸板504带动下夹头固定座509，进而带着下夹头507和下夹头507中的第一原材料506一起向上运动，直到下夹头固定座延伸板504被限位挡部512挡住，此时将光栅尺读头510与光栅尺钢带508之间的相对位置置零，然后将顶紧气缸503的活塞杆松开，使下夹头固定座509被底部的弹簧511托住，再由Z轴电动平移台6带动上夹头固定座7，进而带着上夹头8以及上夹头8中的第二原材料12一起向下运动至第一原材料506的正上方，第一原材料506的顶面和第二原材料12的底面发生接触后，Z轴电动平移台6继续下降一定的距离，第一原材料506跟着往下移动，同时带着下夹头507、下夹头固定座509、滑块装置505的纵向滑动部、光栅尺钢带508一起向下运动一定距离，此过程中弹簧511被压缩，光栅尺读头510读取光栅尺钢带508的移动距离。然后控制A轴电动摆台2和B轴电动摆台11的转动部转动，此过程中弹簧511持续将下夹头固定座509顶起，由于滑块装置505的纵向滑动部的限位作用，当A轴电动摆台2和B轴电动摆台11的转动部偏转时，第二原材料12的底面和第一原材料506的顶面贴合状态不同，当第二原材料12的底面和第一原材料506的顶面完全贴合，也即平行的情况下，光栅尺读头510获取的位置数值最小，第一原材料506和第二原材料12之间的平行度越来越好，光栅尺读头510获取的位置数值最小时，第一原材料506和第二原材料12之间获得最佳的平行度。随后，Z轴电动平移台6的移动部向上运动，进而带动上夹头8和第二原材料12都往上运动直到离开第一原材料506一定的距离，再由顶紧气缸503将下夹头固定座延伸板504顶起，再通过调整X轴电动平移台4、Y轴电动平移台10和Z轴电动平移台6的移动部，第一原材料506出射并第二原材料12的激光进行监测，通过对激光参数的监测，确定第一原材料506和第二原材料之间的最佳耦合位置，确定最佳耦合位置后，X轴电动平移台4、Y轴电动平移台10和Z轴电动平移台6都停止运动，此时耦合过程完成，再配以下一步的第一原材料506和第二原材料12的激光焊接过程，即完成自动调整平行度并耦合焊接过程。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或替代，但不会偏离本发明的精髓或者超越所附权利要求书外定义的范围。
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