專利名稱：激光器共軸性校正機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通過切削實(shí)現(xiàn)激光器光軸與定位機(jī)械軸共軸的、光機(jī)電一體化機(jī)床。
目的，激光器的光軸與機(jī)械軸不共軸。在激光光學(xué)儀器，加工設(shè)備或裝置中，為實(shí)現(xiàn)激光器與光學(xué)系統(tǒng)的共軸性，有三種方案(1)儀器內(nèi)部設(shè)置激光器的調(diào)整機(jī)構(gòu)，裝配時(shí)將激光光軸校正到后繼光學(xué)系統(tǒng)的光軸上去；(2)激光器部件有校正機(jī)構(gòu)，部件裝配時(shí)將它的光軸校正到部件的定位軸線上去。裝配時(shí)機(jī)械定位保證它以后繼光學(xué)系統(tǒng)共軸；(3)對(duì)激光器提出光軸與定位機(jī)械軸的共軸性要求。
方案(1)和(2)使儀器構(gòu)造復(fù)雜化，校正狀態(tài)在使用中可能走失，儀器的可靠性低；方案(3)沒有上述缺點(diǎn)。半導(dǎo)體激光器制造廠有時(shí)采用第三方案。選用不同偏心量(包括軸線平行偏和軸線交叉)的套管，在V形架上轉(zhuǎn)動(dòng)，觀測(cè)激光器的共軸性，選配不同的偏心套，達(dá)到光軸與機(jī)械軸共軸的目的。這項(xiàng)工作由專線技師負(fù)責(zé)，但常達(dá)不到高精度的共軸，且費(fèi)時(shí)間(校正一只激光器約需半個(gè)多小時(shí))。
本實(shí)用新型的目的是提供一種包括光學(xué)、光電子設(shè)備，機(jī)械傳動(dòng)切削系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的專用機(jī)床，以便將激光器的光軸與機(jī)械定位軸快速、高精度地重合起來。
本發(fā)明旨在提高激光器共軸性校正的精確度，效率和長(zhǎng)期可靠性。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的激光器連同它的套管夾緊在一個(gè)具有垂軸平移和繞某點(diǎn)挪動(dòng)的夾具內(nèi)，夾具固定在機(jī)床主軸中。以機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸線為基準(zhǔn)，通過夾具的四維調(diào)整運(yùn)動(dòng)將激光器光軸重合到機(jī)床主軸軸線上去。這個(gè)全過程在光電子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)下進(jìn)行。啟動(dòng)機(jī)床，切削激光器套管外圓，從而得到定位面機(jī)械軸與光軸合一的共軸激光器。由于調(diào)整夾具的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與光電子系統(tǒng)的一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)共軛，而轉(zhuǎn)動(dòng)與平移兩個(gè)調(diào)整動(dòng)作又相互獨(dú)立，因而本機(jī)床能快速地將光軸調(diào)整到機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上去。通過車削，迅速得出與光軸一致的激光器定位面。
如果本實(shí)用新型的激光器共軸機(jī)床，共軸校正精確度與現(xiàn)有方法比較，可提高數(shù)倍；而一只激光器共軸校正速度可從半小時(shí)以上縮短到三、四分鐘以內(nèi)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作具體說明。


圖1為本實(shí)用新型的技術(shù)原理圖。圖中1—機(jī)床床頭，2—激光器，3—車刀，4—分光棱鏡，5，6—CCD攝像機(jī)，7—TV顯示器。
圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施實(shí)例—激光器共軸校正機(jī)床構(gòu)造圖。圖中，1—機(jī)床主軸，2—萬向回轉(zhuǎn)頭，3—平移夾持器，4—激光器，5—車刀，6—分光棱鏡，7，9—毛玻璃，8，10—CCD攝像機(jī)，11—TV顯示器，12—冷卻空氣噴頭。
本實(shí)用新型的特征是，通過切削激光器座(套管)得到圓柱形表面，其軸線與激光器光軸共軸。機(jī)床校正激光器共軸性(圖一)的第一步是將夾緊在機(jī)床床頭(1)上的激光器(2)的起始位置L0L0平移至L1L1位置；然后繞P點(diǎn)轉(zhuǎn)至L2L2位置，與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸線OO重合，這兩次挪動(dòng)均由CCD攝像機(jī)(5、6)和TV顯示器(7)監(jiān)測(cè)；最后啟動(dòng)機(jī)床，用車刀(3)在激光器座切削出一個(gè)柱面。這時(shí)激光器定位圓柱面的軸線與其光軸合一了。
結(jié)合共軸校正機(jī)床構(gòu)造圖(圖2)，按校正過程說明機(jī)床構(gòu)造和校正原理。機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)為OO，裝有萬向回轉(zhuǎn)頭(2)和平移夾持器(3)，它們構(gòu)成快速調(diào)整夾頭。激光器(4)固定在夾持器(3)中。用夾持器的二維平移使激光器的光軸L0L0平移，并使之與主軸OO相交於P點(diǎn)(參閱圖1)；再用萬向回轉(zhuǎn)頭(2)使激光器光軸由L1L1位置轉(zhuǎn)動(dòng)L2L2位置，與OO軸線重合。這是互不干擾的二個(gè)調(diào)整過程。利用由分光棱鏡(6)、毛玻璃(7、9)、CCD攝像機(jī)(8、10)和TV顯示器(11)組成的光電子分光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不作任何調(diào)整，在顯示屏上不同區(qū)域先后精確監(jiān)測(cè)這兩個(gè)調(diào)整過程。激光器光軸與機(jī)床主軸重合之后，高速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸(1)推進(jìn)車刀(3)，按規(guī)定的外圓尺寸車削激光器4的座子(套管)，得到定位面機(jī)械軸與光軸共軸的激光器。
權(quán)利要求1.一種激光器共軸性校正機(jī)床，其特征是固定在機(jī)床主軸上的快速調(diào)整夾頭，機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、床身尾部的光電子分光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共軸校正機(jī)床，其特征是快速調(diào)整夾頭的萬向回轉(zhuǎn)頭、平移夾持器，二者的調(diào)節(jié)移動(dòng)互相獨(dú)立，互不干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光軸校正機(jī)床，其特征是分光棱鏡，二個(gè)由毛玻璃和CCD攝像機(jī)組成的光電子攝像光路，它們獲得的光電子像共同顯示在TV顯示器的屏面不同位置上。
專利摘要一種精確而快速的激光器共軸性校正機(jī)床。它的主軸上裝有快速調(diào)整夾頭,機(jī)床床身尾部都是光電子分光,電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。機(jī)床具有自己的機(jī)械傳動(dòng),刀具進(jìn)給和冷卻系統(tǒng)。用快速調(diào)整夾頭實(shí)現(xiàn)光軸相互獨(dú)立的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),使之與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合。光電子攝像系統(tǒng)在顯示器屏面上監(jiān)測(cè)調(diào)整過程。機(jī)床傳動(dòng)切削系統(tǒng)可在激光器座定位套上車削出機(jī)械軸與光軸共軸的安裝圓柱面,得到共軸激光器。
文檔編號(hào)H01S5/00GK2473788SQ0024998
公開日2002年1月23日 申請(qǐng)日期2000年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月9日
發(fā)明者戈兆祥 申請(qǐng)人:戈兆祥