[發明專利]一種大口徑光學元件自動化離線精密裝配系統

有效

• 申請號: 201811314249.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109270651B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 全旭松;徐旭;何坤;張盡力;蔣曉東;周海;袁曉東;姚高明;裴國慶;葉朗;獨偉鋒;劉長春;曹庭分
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心;江蘇西頓科技有限公司
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 蔡冬彥

本發明公開了一種大口徑光學元件自動化離線精密裝配系統，包括光學元件就位模塊、機械框體就位模塊和光學元件入框潔凈機器人，所述光學元件入框潔凈機器人位于潔凈暫存平臺和框體接駁與裝配轉臺之間，該光學元件入框潔凈機器人能夠將潔凈暫存平臺上的光學元件從包裝盒中取出，并裝入到框體接駁與裝配轉臺上的機械框體中。采用本發明提供的一種大口徑光學元件自動化離線精密裝配系統，結構新穎，設計巧妙，自動化程度極高，大幅減少了作業人員的流動，從而大大減少了粉塵的產生，提高了環境和光學元件表面的潔凈度，同時，整套系統運載能力強，穩定可靠，裝配效率高。

技術領域

本發明屬于高功率固體激光裝置光機離線精密裝校技術領域，具體涉及一種大口徑光學元件自動化離線精密裝配系統。

背景技術

高功率固體激光裝置中包含成千上萬塊大口徑光學元件，這些大口徑光學元件需要經過離線精密裝配，形成在線可替換單元的模塊化光機模塊。由于光學元件材料特殊、價格昂貴，為了提升運行通量和延長高運行通量下光學元件的運行壽命，該類型高功率固體激光裝置對光學元件表面潔凈度指標要求極其嚴苛。目前，美國、法國、中國等建成的相關的高功率固體激光裝置中的大口徑光學元件均在潔凈度為ISO?5級或局部ISO?3級的裝配潔凈環境中進行裝配或裝配。經過長期的潔凈室環境運行維護驗證發現，人員流動、摩擦產塵、材質揮發、潤滑油/潤滑脂揮發等是光機模塊裝配過程中影響光學元件表面潔凈度的主要因素，其中，以人員流動產塵最為嚴重。

當前我國在大口徑光學元件離線精密裝配過程中，自動化程度較低，主要依靠人工作業完成，導致作業人員流動頻繁，嚴重影響光學元件表面潔凈度，增加了潔凈度處理與控制難度，很難滿足光學元件制造的潔凈度要求且光學元件表面潔凈度控制一致性難以保證。因此，急需設計一種能夠解決上述問題的大口徑光學元件自動化離線精密裝配系統。

發明內容

為解決在大口徑光學元件離線精密裝配過程中自動化程度低，作業人員流動頻繁導致光學元件表面潔凈度難以控制的技術問題，本發明提供一種大口徑光學元件自動化離線精密裝配系統。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種大口徑光學元件自動化離線精密裝配系統，包括光學元件就位模塊、機械框體就位模塊和光學元件入框潔凈機器人，其要點在于：所述光學元件就位模塊包括光學元件自動運輸裝置、潔凈型多自由度機械手和設置在潔凈型多自由度機械手一側的潔凈暫存平臺，所述潔凈型多自由度機械手能夠將光學元件自動運輸裝置運來的帶包裝盒光學元件抓取到潔凈暫存平臺上；所述機械框體就位模塊包括框體自動運輸裝置和框體接駁與裝配轉臺，所述框體自動運輸裝置能夠將機械框體運送到框體接駁與裝配轉臺上，所述光學元件入框潔凈機器人位于潔凈暫存平臺和框體接駁與裝配轉臺之間，該光學元件入框潔凈機器人能夠將潔凈暫存平臺上的光學元件從包裝盒中取出，并裝入到框體接駁與裝配轉臺上的機械框體中。

采用以上結構，帶包裝盒光學元件先由光學元件自動運輸裝置運送到潔凈型多自由度機械手旁，再由潔凈型多自由度機械手轉運到潔凈暫存平臺上，機械框體由框體自動運輸裝置轉運到框體接駁與裝配轉臺上，最后通過光學元件入框潔凈機器人將光學元件從包裝盒中取出，并裝入到機械框體中；整個過程自動化程度極高，大幅減少了作業人員的流動，從而大大減少了粉塵的產生，提高了環境和光學元件表面的潔凈度，同時，整套系統運載能力強，穩定可靠，裝配效率高。

作為優選：所述框體接駁與裝配轉臺包括基座和可轉動地安裝在基座的轉動平臺，在所述轉動平臺上設置有用于將機械框體固定在轉動平臺上的框體定位結構，該框體定位結構包括固定安裝在轉動平臺的框體定位架和至少一個可滑動地安裝在框體定位架上的定位銷，各個所述定位銷均能夠靠近或遠離框體定位架。采用以上結構，通過框體定位架和各個定位銷的配合，能夠穩定可靠地固定機械框體，同時，轉動平臺能夠轉動，以便于與光學元件入框潔凈機器人，利于將光學元件裝入機械框體中。