CN112894136B - 同轴型准直器的耦合焊接设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种同轴型准直器的耦合焊接设备，包括激光焊枪组件、上夹具组件、调节环顶紧组件、透镜夹具组件和检测分析组件，上夹具组件夹持定位光纤适配器，透镜夹具组件夹持定位透镜，光纤适配器上套设有调节环，调节环通过调节环顶紧组件顶紧在光纤适配器上，还包括反射镜组件，反射镜组件具有多个运动自由度，将反射镜移动、定位于透镜的下方，使透镜的出射光反射至检测分析组件。本发明中准直器的各器件能竖直同轴定位，便于激光焊枪组件的环形作业，在反射镜作用下同轴出射光路反射至检测分析组件，使得检测分析组件可以水平布置，确保近场位置与远场位置留有足够的间距，提升了设备安装布置便捷性以及耦合准确性。

Description

同轴型准直器的耦合焊接设备及方法

技术领域

本发明涉及准直器封装技术领域，特别涉及一种同轴型准直器的耦合焊接设备及方法。

背景技术

准直器属于光纤通信光器件的用于输入、输出的一个光学元件，其结构较为简单，包括光纤适配器和透镜，光纤传出的发散光通过前置的透镜变成平行光(高斯光束)，使光最大效率地耦合进入所需的器件中或光信号最大效率地接收。同轴型准直器中光纤适配器和透镜位于同一光路直线上，基于其出射平行光的特性，光纤适配器与透镜之间需要耦合，并通过调节环焊接封装。

专利CN111290088A公开了一种发光元件的透镜耦合方法及装置，装置包括透镜上料组件、透镜夹取组件、光器件固定台以及耦合检测组件等，通过耦合检测组件以及对应的透镜耦合方法使透镜与发光器件耦合封装。由于同轴型准直器要完成光纤适配器、调节环和透镜的多次环形焊，器件需竖直同轴定位以便于焊枪的环形作业，且多次环形焊也带来了新的耦合以及检测难度，上述方案并不适用于同轴型准直器的耦合封装。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种适用于同轴型准直器的耦合焊接方案，以满足此类同轴型准直器的封装要求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种同轴型准直器的耦合焊接设备，包括激光焊枪组件、上夹具组件、调节环顶紧组件、透镜夹具组件和检测分析组件，所述上夹具组件夹持定位光纤适配器，所述透镜夹具组件夹持定位透镜，所述光纤适配器上套设有调节环，所述调节环通过所述调节环顶紧组件顶紧在所述光纤适配器上，还包括反射镜组件，所述反射镜组件具有多个运动自由度，将反射镜移动、定位于所述透镜的下方，使所述透镜的出射光反射至所述检测分析组件。

进一步地，所述上夹具组件包括夹持定位光纤适配器的上夹持器，所述上夹持器设置在Z轴位移滑台上，具有沿Z轴的平移自由度。

进一步地，所述调节环顶紧组件固定在所述Z轴位移滑台的基座上，同时位于所述上夹持器的一侧，所述调节环顶紧组件包括水平固定的顶紧气缸，所述顶紧气缸的活塞杆端部设置有一顶针安装座，所述顶针安装座的底端固定设置有一水平的顶针。

进一步地，所述透镜夹具组件包括夹持定位透镜的透镜夹具，所述透镜夹具设置在四自由度运动平台上，所述四自由度运动平台包括沿X轴、沿Y轴的平移自由度以及绕X轴、绕Y轴的旋转自由度。

进一步地，所述透镜夹具包括夹具底板，所述夹具底板固定在夹具支座的顶端，所述夹具支座的底端与所述四自由度运动平台连接，所述夹具底板的上表面设置有一夹持臂，所述夹持臂的中部与所述夹具底板铰接，所述夹持臂的第一端设置有一夹头，所述夹头与固定设置在所述夹具底板上的定位块组成夹持部，所述夹具底板上的所述夹持部位置设置有一透光孔，所述夹持臂的第二端通过设置在所述夹具底板上的夹具气缸驱动，所述夹具气缸的活塞杆端部与所述夹持臂第二端的一侧接触，所述夹持臂第二端的另一侧与复位弹簧弹性接触；所述定位块的夹持面设置为V型；所述夹持臂的第二端至铰接点的距离长于第一端至铰接点的距离；所述夹具底板的下方还设置有一弹簧柱塞，所述弹簧柱塞的底端与所述夹具支座固定连接，顶端穿过所述夹具底板的穿孔并与所述夹持臂的第二端弹性接触；所述夹具支座上还设置有一光栅尺，所述光栅尺用于检测所述透镜夹具整体的角位移。

进一步地，所述反射镜组件包括夹持定位反射镜的反射镜夹头，所述反射镜夹头设置在六自由度运动平台上，所述六自由度运动平台包括沿X轴、沿Y轴、沿Z轴的平移自由度以及绕X轴、绕Y轴、绕Z轴的旋转自由度。

进一步地，所述检测分析组件包括光束分析仪，所述光束分析仪设置在二轴位移滑台上，所述二轴位移滑台具有沿Z轴和沿Y轴的平移自由度，所述二轴位移滑台设置在X轴位移滑台上，所述X轴位移滑台具有沿X轴的长行程平移自由度。

进一步地，所述上夹具组件、所述反射镜组件和所述透镜夹具组件均设置在焊接旋转台上，所述焊接旋转台具有绕Z轴的旋转自由度，所述激光焊枪组件和所述检测分析组件均设置在隔振底板上。

本发明还提供了一种同轴型准直器的耦合焊接方法，包括如下步骤：

步骤一、上夹具组件夹持光纤适配器，调节环顶紧组件顶紧调节环，透镜夹具组件夹持透镜；

步骤二、上夹具组件下降至耦合位置，进行近场光斑初耦合，通过调整Z轴位置将光斑直径调至预设值，二轴位移滑台调整光束分析仪的X轴和Y轴位置使光斑移动至光束分析仪中心；

步骤三、光束分析仪沿X轴位移滑台移动至远场，进行光斑远场耦合，通过线性位移公式校准光线偏移量，并监控远场光斑直径，通过四自由度运动平台改变透镜的X轴以及Y轴位置调整光线偏移量，使远场光斑位置与近场光斑位置重合，通过四自由度运动平台改变透镜的绕X轴以及绕Y轴旋转角度，使远场光斑直径与近场光斑直径一致；

步骤四、将光束分析仪切换至近场，读取近场光斑直径和中心位置，再切换至远场，读取远场光斑直径和中心位置；

步骤五、通过远场、近场光斑直径差和中心位置偏差，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则返回步骤三；

步骤六、通过激光焊枪组件完成光纤适配器和调节环的穿透焊，使两者焊接固定，焊接完成后调节环顶紧组件松开；

步骤七、切换近场，读取近场光斑直径和中心位置，然后切换远场，读取远场光斑直径和中心位置，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则为次品；

步骤八、通过激光焊枪组件完成透镜与光纤适配器-调节环的搭接焊，焊接完成后透镜夹具组件松开；

步骤九、切换近场，读取近场光斑直径和中心位置，然后切换远场，读取远场光斑直径和中心位置，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则为次品。

在步骤一前对反射镜的位置以及角度进行调整，通过上夹具组件夹持标准的同轴型准直器，使光线竖直向下照射至反射镜表面，并反射至近场合远场位置的光速分析仪中，得到近场、远场光斑，调整六自由度运动平台，使远场光斑向近场光斑靠近，当光束分析仪得到的远场光斑和近场光斑位置重合，表明反射镜位置已经调好，所得近场光斑的直径为预设值。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明提供的同轴型准直器的耦合焊接设备及方法，通过反射镜组件的设置，使准直器的各器件能竖直同轴定位，便于激光焊枪组件的环形作业，在反射镜作用下同轴出射光路反射至检测分析组件，使得检测分析组件可以水平布置，确保近场位置与远场位置留有足够的间距，提升了设备安装布置便捷性以及耦合准确性。同时，反射镜通过标准件调校后，各器件的耦合通过远、近场的切换调整，并采用了多次验证的方式，提升了操作的方便性、耦合精度以及可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图(隐藏激光焊枪组件)；

图3为本发明的上夹具组件及调节环顶紧组件结构示意图；

图4为本发明的透镜夹具组件结构示意图；

图5为本发明的透镜夹具结构示意图；

图6为本发明的反射镜组件结构示意图；

图7为本发明的检测分析组件结构示意图；

图8为同轴型准直器耦合及光路示意图；

图9为本发明耦合原理示意图。

【附图标记说明】

1-激光焊枪组件；2-上夹具组件；21-上夹持器；22-Z轴位移滑台；3-调节环顶紧组件；31-顶紧气缸；32-顶针安装座；33-顶针；4-透镜夹具组件；41-四自由度运动平台；42-夹具底板；43-夹具支座；44-夹持臂；45-夹头；46-定位块；47-透光孔；48-夹具气缸；49-复位弹簧；410-夹持面；411-弹簧柱塞；412-光栅尺；5-反射镜组件；51-反射镜；52-反射镜夹头；53-六自由度运动平台；6-检测分析组件；61-光束分析仪；62-二轴位移滑台；63-X轴位移滑台；71-光纤适配器；72-透镜；73-调节环；8-焊接旋转台；9-隔振底板。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

如图1、图2和图8所示，本发明的实施例1提供了一种同轴型准直器的耦合焊接设备，包括激光焊枪组件1、上夹具组件2、调节环顶紧组件3、透镜夹具组件4、反射镜组件5和检测分析组件6。其中，上夹具组件2夹持定位光纤适配器71，透镜夹具组件4夹持定位透镜72，光纤适配器71上预套设有调节环73，调节环73通过调节环顶紧组件3顶紧在光纤适配器71上，反射镜组件5具有多个运动自由度，将反射镜51移动、定位于透镜72的下方，使透镜72的出射光能反射至检测分析组件6，从而通过检测分析组件6检测光斑来调节各器件的耦合。

由于本实施例中同轴型准直器需要完成光纤适配器71、调节环73和透镜72的多次环形焊，因此将各器件竖直同轴定位，便于激光焊枪组件1的环形作业。基于光纤适配器71和透镜72的耦合需检测近场以及远场光斑，因此还设置有反射镜组件5，其具有多个自由度，可改变同轴出射光路，使其反射至检测分析组件6。此设置使得检测分析组件6可以水平布置，确保近场位置与远场位置留有足够的间距，提升了设备安装布置便捷性以及耦合准确性。

同时如图3所示，上夹具组件2包括夹持定位光纤适配器71的上夹持器21，上夹持器21设置在Z轴位移滑台上22，具有沿Z轴的平移自由度，上夹持器21夹持光纤适配器71后确认光纤适配器71竖直朝下，通过Z轴位移滑台22调整所夹持的光纤适配器71与透镜72之间的竖直距离，确认光纤适配器71与透镜72间距耦合，出射光为平行光(高斯光束)。

在本实施例中，调节环顶紧组件3固定在Z轴位移滑台22的基座上，同时位于上夹持器21的一侧。调节环顶紧组件3包括水平固定的顶紧气缸31，顶紧气缸31的活塞杆端部设置有一顶针安装座32，顶针安装座32的顶端与顶紧气缸31的活塞杆固定连接，底端固定设置有一水平的顶针33。当需要将调节环73顶紧时，顶紧气缸31的活塞杆伸出，带动顶针33向调节环73移动顶紧，使顶针33的前端与调节环73的外侧壁接触，并将调节环73压紧在光纤适配器71的外侧壁，在静摩擦力作用下固定。

同时如图4所示，透镜夹具组件4包括夹持定位透镜72的透镜夹具，透镜夹具设置在四自由度运动平台41上，具有沿X轴、沿Y轴的平移自由度以及绕X轴、绕Y轴的旋转自由度。因此可调整透镜72相对于光纤适配器71的水平位置，以使远场光斑与近场光斑靠近、重合，或调整透镜72相对于光纤适配器71的倾角，以使远场光斑的直径与近场光斑一致，完成透镜72与光纤适配器71的耦合。

透镜夹具具体如图5所示，包括夹具底板42，夹具底板42固定在夹具支座43的顶端，而夹具支座43的底端与四自由度运动平台41连接，具有四个运动自由度。夹具底板42的上表面设置有一夹持臂44，夹持臂44的中部与夹具底板42铰接，夹持臂44的第一端设置有一夹头45，夹头45与固定设置在夹具底板42上的定位块46组成夹持部，且夹具底板42上的夹持部位置设置有一透光孔47，通过夹持部将透镜72夹持并使其与夹具底板42紧贴，确保透镜72的位置、角度完全由透镜夹具的位置、角度决定，出射光穿过透光孔47后射入反光镜51。其中，夹持臂44的第二端通过设置在夹具底板42上的夹具气缸48驱动，夹具气缸48的活塞杆端部与夹持臂44第二端的一侧接触，当活塞杆驱动夹持臂44的第二端绕铰接点旋转时，夹持臂44的第一端、即夹头45向定位块46移动，将透镜72夹紧。另外，夹持臂44第二端的另一侧与复位弹簧49弹性接触，复位弹簧49一方面具有夹持力施加时的缓冲作用，另一方面当需要松开透镜72时，夹具气缸48泄压后夹持臂44直接通过复位弹簧49作用而恢复，使夹头45离开定位块46松开。

作为进一步改进，本实施例中定位块46的夹持面410设置为V型，在夹持力作用下，V型夹持面410可使通常为圆形的透镜72准确夹持定位，不会发生移位现象影响定位精度。同时，夹持臂44的第二端至铰接点的距离长于第一端至铰接点的距离，依据杠杆原理产生夹持力的放大效果，提升夹持可靠性。

作为更进一步改进，本实施例中夹具底板42的下方还设置有一弹簧柱塞411，弹簧柱塞411的底端与夹具支座43固定连接，顶端穿过夹具底板42的穿孔并与夹持臂44的第二端弹性接触，对夹持臂44的第二端施加向上的弹性力，使夹持臂44的第一端、即夹头45受持续向下的弹性力，因此夹头45与透镜72侧壁压紧接触后，能通过静摩擦力驱使透镜72紧贴于夹具底板42的上表面，确保定位的精准。另外，夹具支座43上还设置有一光栅尺412，用于检测透镜夹具整体的角位移。

同时如图6所示，反射镜组件5包括夹持定位反射镜51的反射镜夹头52，反射镜夹头52设置在六自由度运动平台53上，具有沿X轴、沿Y轴、沿Z轴的平移自由度以及绕X轴、绕Y轴、绕Z轴的旋转自由度，可以任意地进行调整，使透镜72的出射光顺利反射至检测分析组件6，适应不同尺寸规格的准直器耦合焊接。另外，在对准直器耦合焊接前，需要通过标准件调整反射镜与检测分析组件6的位置，由六自由度运动平台53调整反射镜51的位置、角度，使远场光斑向近场光斑靠近、直至重合后表明反射镜51位置已经调好，再锁紧六自由度运动平台53固定反射镜51。

同时如图7所示，检测分析组件6包括光束分析仪61，光束分析仪61设置在二轴位移滑台62上，二轴位移滑台62具有沿Z轴和沿Y轴的平移自由度，其作用是用于耦合过程中调整近场光斑在光束分析仪61上的位置(居中)，确保远场光斑偏移时仍位于光束分析仪61检测区域而被检测到，调整到位后能锁紧光束分析仪61。二轴位移滑台62设置在X轴位移滑台63上，X轴位移滑台63具有沿X轴的长行程平移自由度，光束分析仪61运动至靠近透镜夹具组件4的一端为近场，获得的光斑为近场光斑；处在远离透镜夹具组件4的一端为远场，获得的光斑为远场光斑。

作为进一步改进，本实施例中上夹具组件2、反射镜组件5和透镜夹具组件4均设置在焊接旋转台8上，焊接旋转台8具有绕Z轴的旋转自由度，使得器件耦合后焊接旋转台8能带动上夹具组件2、反射镜组件5和透镜夹具组件4整体旋转，即焊缝旋转、激光焊枪组件1调准后固定，确保耦合后的各器件相对位置焊接时不会改变，且焊接方便。激光焊枪组件1、检测分析组件6等均设置在隔振底板9上，在整个过程中隔振底板9能减少系统振动，提升精度。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种同轴型准直器的耦合焊接方法，具体包括如下步骤：

步骤一，上料，上夹具组件2夹持光纤适配器71，调节环73预套在光纤适配器71上，调节环顶紧组件3顶紧调节环73，透镜夹具组件4夹持透镜72。

步骤二，上夹具组件2下降至耦合位置，进行近场光斑初耦合，通过调整Z轴位置将光斑大小调至适当，确认光纤适配器71与透镜72的间距耦合，透镜72的出射光为平行光(高斯光束)，通过二轴位移滑台62调整光束分析仪61的X轴和Y轴位置，使光斑移动至光束分析仪61中心位置，避免远场时无法检测到光斑。

步骤三、光束分析仪61沿X轴位移滑台63移动至远场，进行光斑远场耦合，通过线性位移公式校准光线偏移量，并监控远场光斑直径。修正偏移量时控制四自由度运动平台41改变透镜72的X轴以及Y轴位置调整光线偏移量，使远场光斑位置与近场光斑位置重合，完成透镜72的位置耦合。修正倾斜度时控制四自由度运动平台41改变透镜72的绕X轴以及绕Y轴旋转角度，使远场光斑直径与近场光斑直径一致，完成透镜72的角度耦合。

步骤四、验证耦合精度，将光束分析仪61切换至近场，读取近场光斑直径和中心位置，再切换至远场，读取远场光斑直径和中心位置。

步骤五、通过远场、近场光斑直径差和中心位置偏差，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，符合要求则继续下一步，不符合要求则返回步骤三重新耦合透镜72位置及角度。

步骤六、通过激光焊枪组件1完成光纤适配器71和调节环73的穿透焊，使两者焊接固定，形成光纤适配器-调节环的整体，焊接完成后调节环顶紧组件3松开。

步骤七、第一次焊接后的耦合精度验证，切换近场，读取近场光斑直径和中心位置，然后切换远场，读取远场光斑直径和中心位置，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则为报废次品。

步骤八、通过激光焊枪组件1完成透镜72与光纤适配器-调节环的搭接焊，形成完整的准直器产品，焊接完成后透镜夹具组件4松开。

步骤九、第二次焊接后的耦合精度验证，切换近场，读取近场光斑直径和中心位置，然后切换远场，读取远场光斑直径和中心位置，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则为报废次品。

本实施例的耦合调整原理如图9所示，在调整透镜、第一次焊接以及第二次焊接后均再次切换近、远场验证耦合精度，采用了不断逼近的耦合方式，且确认了焊接热变形等对精度是否造成了影响。

另外，在步骤一前需对反射镜51的位置以及角度进行调整，确保其与光束分析仪61相对位置的准确性，光路能顺利反射进入光束分析仪61。具体地，通过上夹具组件2夹持标准的同轴型准直器，使光线竖直向下照射至反射镜51表面，并反射至近场和远场位置的光速分析仪61中，得到近场、远场光斑，调整六自由度运动平台53，使远场光斑向近场光斑靠近，当光束分析仪61得到的远场光斑和近场光斑位置重合，表明反射镜51位置已经调好，后续耦合过程中反射镜51位置均无需再调整，正式耦合时各器件的耦合精度与标准件靠近时，出射光可通过反射镜51准确反射至光束分析仪61。其中，标准件的近场光斑直径为后续耦合过程中的预设值，用于调整光纤适配器71的高度位置，确保透镜72出射光为平行光(高斯光束)。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种同轴型准直器的耦合焊接设备，包括激光焊枪组件、上夹具组件、调节环顶紧组件、透镜夹具组件和检测分析组件，所述上夹具组件夹持定位光纤适配器，所述透镜夹具组件夹持定位透镜，所述光纤适配器上套设有调节环，所述调节环通过所述调节环顶紧组件顶紧在所述光纤适配器上，其特征在于，还包括反射镜组件，所述反射镜组件具有多个运动自由度，将反射镜移动、定位于所述透镜的下方，使所述透镜的出射光反射至所述检测分析组件；

所述反射镜组件包括夹持定位反射镜的反射镜夹头，所述反射镜夹头设置在六自由度运动平台上，所述六自由度运动平台包括沿X轴、沿Y轴、沿Z轴的平移自由度以及绕X轴、绕Y轴、绕Z轴的旋转自由度；

所述检测分析组件包括光束分析仪，所述光束分析仪设置在二轴位移滑台上，所述二轴位移滑台具有沿Z轴和沿Y轴的平移自由度，所述二轴位移滑台设置在X轴位移滑台上，所述X轴位移滑台具有沿X轴的长行程平移自由度；所述光束分析仪运动至靠近所述透镜夹具组件的一端为近场，获得的光斑为近场光斑；处在远离所述透镜夹具组件的一端为远场，获得的光斑为远场光斑；

在对准直器耦合焊接前，通过标准件调整反射镜与检测分析组件的位置，由六自由度运动平台调整反射镜的位置、角度，使远场光斑向近场光斑靠近、直至重合后表明反射镜位置已经调好，再锁紧六自由度运动平台固定反射镜。

2.根据权利要求1所述的同轴型准直器的耦合焊接设备，其特征在于，所述上夹具组件包括夹持定位光纤适配器的上夹持器，所述上夹持器设置在Z轴位移滑台上，具有沿Z轴的平移自由度。

3.根据权利要求2所述的同轴型准直器的耦合焊接设备，其特征在于，所述调节环顶紧组件固定在所述Z轴位移滑台的基座上，同时位于所述上夹持器的一侧，所述调节环顶紧组件包括水平固定的顶紧气缸，所述顶紧气缸的活塞杆端部设置有一顶针安装座，所述顶针安装座的底端固定设置有一水平的顶针。

4.根据权利要求1所述的同轴型准直器的耦合焊接设备，其特征在于，所述透镜夹具组件包括夹持定位透镜的透镜夹具，所述透镜夹具设置在四自由度运动平台上，所述四自由度运动平台包括沿X轴、沿Y轴的平移自由度以及绕X轴、绕Y轴的旋转自由度。

5.根据权利要求4所述的同轴型准直器的耦合焊接设备，其特征在于，所述透镜夹具包括夹具底板，所述夹具底板固定在夹具支座的顶端，所述夹具支座的底端与所述四自由度运动平台连接，所述夹具底板的上表面设置有一夹持臂，所述夹持臂的中部与所述夹具底板铰接，所述夹持臂的第一端设置有一夹头，所述夹头与固定设置在所述夹具底板上的定位块组成夹持部，所述夹具底板上的所述夹持部位置设置有一透光孔，所述夹持臂的第二端通过设置在所述夹具底板上的夹具气缸驱动，所述夹具气缸的活塞杆端部与所述夹持臂第二端的一侧接触，所述夹持臂第二端的另一侧与复位弹簧弹性接触；所述定位块的夹持面设置为V型；所述夹持臂的第二端至铰接点的距离长于第一端至铰接点的距离；所述夹具底板的下方还设置有一弹簧柱塞，所述弹簧柱塞的底端与所述夹具支座固定连接，顶端穿过所述夹具底板的穿孔并与所述夹持臂的第二端弹性接触；所述夹具支座上还设置有一光栅尺，所述光栅尺用于检测所述透镜夹具整体的角位移。

6.根据权利要求1所述的同轴型准直器的耦合焊接设备，其特征在于，所述上夹具组件、所述反射镜组件和所述透镜夹具组件均设置在焊接旋转台上，所述焊接旋转台具有绕Z轴的旋转自由度，所述激光焊枪组件和所述检测分析组件均设置在隔振底板上。

7.一种同轴型准直器的耦合焊接方法，应用于如权利要求1所述的同轴型准直器的耦合焊接设备，其特征在于，包括如下步骤：

在步骤一前对反射镜的位置以及角度进行调整，通过上夹具组件夹持标准的同轴型准直器，使光线竖直向下照射至反射镜表面，并反射至近场和远场位置的光速分析仪中，得到近场、远场光斑，调整六自由度运动平台，使远场光斑向近场光斑靠近，当光束分析仪得到的远场光斑和近场光斑位置重合，表明反射镜位置已经调好，所得近场光斑的直径为预设值；

步骤一、上夹具组件夹持光纤适配器，调节环顶紧组件顶紧调节环，透镜夹具组件夹持透镜；

步骤二、上夹具组件下降至耦合位置，进行近场光斑初耦合，通过调整Z轴位置将光斑直径调至预设值，二轴位移滑台调整光束分析仪的X轴和Y轴位置使光斑移动至光束分析仪中心；

步骤三、光束分析仪沿X轴位移滑台移动至远场，进行光斑远场耦合，通过线性位移公式校准光线偏移量，并监控远场光斑直径，通过四自由度运动平台改变透镜的X轴以及Y轴位置调整光线偏移量，使远场光斑位置与近场光斑位置重合，通过四自由度运动平台改变透镜的绕X轴以及绕Y轴旋转角度，使远场光斑直径与近场光斑直径一致；

步骤四、将光束分析仪切换至近场，读取近场光斑直径和中心位置，再切换至远场，读取远场光斑直径和中心位置；

步骤五、通过远场、近场光斑直径差和中心位置偏差，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则返回步骤三；

步骤六、通过激光焊枪组件完成光纤适配器和调节环的穿透焊，使两者焊接固定，焊接完成后调节环顶紧组件松开；

步骤七、切换近场，读取近场光斑直径和中心位置，然后切换远场，读取远场光斑直径和中心位置，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则为次品；

步骤八、通过激光焊枪组件完成透镜与光纤适配器-调节环的搭接焊，焊接完成后透镜夹具组件松开；

步骤九、切换近场，读取近场光斑直径和中心位置，然后切换远场，读取远场光斑直径和中心位置，计算出点精度和发散角，判定近场光斑直径、点精度、发散角是否符合要求，不符合则为次品。

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