【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镜框与镜座的装配，特别是一种镜框与镜座的装配结构及在线装配方法。
技术介绍
1、在线装配：是指在生产线上的动态调试过程中，可自由调整该零部件在空间中6个自由度，确保激光光束通过正在调试的光学器件后质量达到最佳，然后在保持该光束的质量前提下将光学器件固定的一种安装方法。
2、包括激光器在内的光学设备制造领域中，将光学器件固定在设计好的光路中时，光学器件往往与理想位置有偏差，偏差包括位置偏差和角度偏差，位置偏差与三个空间平动自由度有关，角度偏差与三个转动自由度有关，这种偏差对光束质量有决定性的影响，要保证光学器件最大可能的与设计位置重合，需要对这六个自由度进行调节。
3、当光学平面为水平时，沿着光线传播方向为z向，光学平面的法向量方向为y向，根据右手定则确定x方向，则x方向平行于光学平面。绕着y轴的转动可称为偏摆转动，绕着x轴的转动可称为俯仰转动，z轴与光学腔体表面的距离称为光高，两个光学器件在z轴方向位上的距离称为这两个光学器件之间的光程。
4、以圆形球面透镜为例，绕x或者y轴产生的转动、沿x轴和y轴的位置偏差会导致光斑畸变、光散等不良，具体体现为聚焦的光斑圆度较差，光斑呈现椭圆、空心、边缘毛刺甚至不规则、光晕严重等不良。沿z方向的位置偏差会导致聚焦位置偏差等不良，例如激光晶体前的聚焦透镜位置偏差，导致晶体中光腰位置与理想位置有偏差，导致晶体的工作效率降低。光学器件固定方案一般只能做到调节3到4个自由度，无法做到对前文所述的空间全部6个自由度进行调节，由于光纤器件不可避免的制造误差
5、以镜片在光路中的安装为例，常用激光器内部使用的镜架材质为铝或者不锈钢等金属材料，首先需要使用光学结构胶水(包括环氧树脂、聚氨酯橡胶粘合剂、氰基丙烯酸盐等)或者机械固定方法将镜片固定在镜架上，然后通过螺母等机械固定方法将镜架固定在光学腔的底板上。
6、这类方法首先需要确保镜架的加工精度，包括：(1)镜架底面与安装镜片的定位面之间的高度，这个技术参数影响光高(y轴方向的位置偏差)，一般通过提升机械加工精度来保障此参数；(2)将镜片固定在结构件上时需要辅助工装来确保固定后的镜片轴线与镜片底座面的平行度(影响偏摆和俯仰角度)，通常使用参考光束如氦氖激光辅助光源打在镜片表面，观察反射光束和入射光束的重合程度，尽量使得镜片轴线与镜座底面平行，如果需要获得更高的装配精度，则需要专业设备例如干涉仪等。
7、在装配过程中，因为镜座与光学平面之间基本采用的是螺栓连接，镜座上的螺栓孔与螺栓之间时间隙配合，因此这一步会产生如下问题：(1)绕y轴偏转(偏摆角度)：即使在将镜片安装在镜架上时，已经采取措施尽量使的镜片与镜架之间的相对位置准确，但是在光路中的位置还取决于镜架的安装位置；(2)沿x轴的位置偏差；(3)沿z轴的位置偏差(影响器件之间的相对位置)。随着器件的增多，z轴的误差累积可能导致原先设计的固定孔位完全无法使用；
8、常规装配方案实施中，通常需要工程师多次尝试，反复测光束质量，对员工的熟练程度和手感有极高的要求，通常企业培训一个满足岗位要求的激光光路装配工程师最少需要2到3个月，达到熟练程度则需要半年以上的工作经验。
9、现有方案缺陷：镜架的加工误差、光学平面的加工误差不可避免，这种误差是先天的，无法通过当前装配工艺弥补，装配本身引入误差更大。误差累积：当前一个光学器件引入了无法消除的误差以后，光束质量产生一定变化，下一个器件引入光路中时，必须以当前光束作为依据进行调试，这种光束质量劣化具有累积性；不具备互换性：因为机械加工及装配误差，当光路调试好后，其中的零部件无法做到良好的互换性，因为替换其中的一个器件，会导致该位置引入的固定误差改变，而后续所有调整都是针对前一个被替换掉的器件进行的，所以现实中一旦更换了器件，通常需要重调光路。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种镜框与镜座的装配结构及在线装配方法，解决在线装配中光束质量难以调整的问题。
2、本申请采用如下技术方案：一种镜框与镜座的装配结构，包括镜框、镜座和用于将所述镜框固定于所述镜座的限位件；所述镜座具有用于安装所述镜框的安装槽，所述镜框包括用于安装镜片的框架以及与所述框架连接并用于安装在所述安装槽内的支柱；所述安装槽与所述支柱之间的空隙形成所述限位件的容纳空间；所述安装槽具有限制所述限位件转动和移动的第一限位结构；所述支柱具有限制所述限位件转动和移动的第二限位结构。
3、限位件具有嵌入于所述安装槽壁面以限制限位件相对于镜座活动的第一限位体，还具有嵌入于所述支柱以限制限位件相对于支柱活动的第二限位体。
4、进一步地，所述安装槽具有与所述第一限位体配合的第一限位结构，所述第一限位结构为所述安装槽内壁的槽或凸起。
5、进一步地，所述支柱具有与所述第二限位体配合的第二限位结构，所述第二限位结构为所述支柱外表面的槽或凸起。
6、进一步地，所述安装槽为圆槽。
7、进一步地，所述支柱为圆柱。
8、一种镜框与镜座的装配结构的在线装配方法，包括如下步骤：
9、(1)固定所述镜座；
10、(2)将所述支柱插入所述安装槽，使光束通过所述镜片，调节所述镜框的位置和角度，获得所需的光束质量，并保持在该位置和角度；实际操作中，为了保证调节时的精度，采用机械手夹持镜框，然后通过对机械手的精细操控，获得所需的光束质量，并控制机械手保持在该位置和角度。
11、(3)融化填料，使填料填充所述容纳空间，然后将填料冷却凝固形成所述限位件，所述限位件对所述镜框和镜座形成无间隙的接触约束。
12、进一步地，所述填料为锡、锡铅合金或锡铋合金。
13、本申请的有益效果在于：
14、可自由调节6个自由度，不需要通过其他结构件提高制造精度来保证，因此对镜圈和镜座的加工精度要求很低，降低制造成本；
15、误差累计影响微弱。因为可以自由调节6个自由度，因此结构件、光学件本身的制造误差被该装配工艺所补偿，通过在线调节，可以通过空间位置调整获得最佳的光束质量；互换性增强。
16、本申请的有益效果在于：
17、(1)已有的工艺通过焊接工艺实现空间位置调节，是一种常见思路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镜框与镜座的装配结构，其特征在于，包括镜框、镜座和用于将所述镜框固定于所述镜座的限位件；所述镜座具有用于安装所述镜框的安装槽，所述镜框包括用于安装镜片的框架以及与所述框架连接并用于安装在所述安装槽内的支柱；所述安装槽与所述支柱之间的空隙形成所述限位件的容纳空间；所述安装槽具有限制所述限位件转动和移动的第一限位结构；所述支柱具有限制所述限位件转动和移动的第二限位结构。
2.根据权利要求1所述的一种镜框与镜座的装配结构，其特征在于，所述安装槽具有与所述第一限位体配合的第一限位结构，所述第一限位结构为所述安装槽内壁的槽或凸起。
3.根据权利要求1所述的一种镜框与镜座的装配结构，其特征在于，所述支柱具有与所述第二限位体配合的第二限位结构，所述第二限位结构为所述支柱外表面的槽或凸起。
4.根据权利要求1所述的一种镜框与镜座的装配结构，其特征在于，所述安装槽为圆槽。
5.根据权利要求1所述的一种镜框与镜座的装配结构，其特征在于，所述支柱为圆柱。
6.如权利要求1所述的一种镜框与镜座的装配结构的在线装配方法，其特征在于，包括如
7.根据权利要求1所述的一种镜框与镜座的装配结构的在线装配方法，其特征在于，所述填料为锡、锡铅合金或锡铋合金。
...【技术特征摘要】
1.一种镜框与镜座的装配结构，其特征在于，包括镜框、镜座和用于将所述镜框固定于所述镜座的限位件；所述镜座具有用于安装所述镜框的安装槽，所述镜框包括用于安装镜片的框架以及与所述框架连接并用于安装在所述安装槽内的支柱；所述安装槽与所述支柱之间的空隙形成所述限位件的容纳空间；所述安装槽具有限制所述限位件转动和移动的第一限位结构；所述支柱具有限制所述限位件转动和移动的第二限位结构。
2.根据权利要求1所述的一种镜框与镜座的装配结构，其特征在于，所述安装槽具有与所述第一限位体配合的第一限位结构，所述第一限位结构为所述安装槽内壁的槽或凸起。
3....
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍桥梁，李预斌，毛东，
申请(专利权)人：南京科耐激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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