Библиотека

проектирования

оптики

Разработал Колпаков Андрей

([email protected])

Версия 1.0

[22.07.2012]

От автора

Библиотека проектирования оптики является развитием моего дипломного

проекта и частью кандидатской работы по автоматизированному созданию

конструкций узлов крепления оптического прибора.

В программе есть часть непрерывной цепочки по созданию

конструкторской документации, начиная с этапа получения рассчитанной системы и заканчивая созданием деталировочных чертежей.

Программа не является завершенной, а представляет только базовый функционал по проектированию конструкций основных оптических элементов, а также выбору оптимального способа крепления для деталей круглой оптики.

Проект я поддерживаю исключительно в свое личное свободное время, поэтому он развивается не так быстро как хотелось бы. Несмотря на это, очень надеюсь, что библиотека принесет пользу конструкторам оптотехники, а также студентам оптических специальностей.

Свои отзывы, замечания и предложения можно высылать мне на электронную почту ([email protected]), либо ВКонтакте (http://vk.com/id99049) С уважением, Колпаков Андрей.

Право на использование Программа поставляется свободно и в надежде, что ее использование принесет пользу. Автор не несет никакой ответственности за пользование данным программным обеспечением.

Право на интеллектуальную собственность в виде «Библиотеки проектирования оптики ©» принадлежит Автору.

Оглавление 1.Область применения

2.Основные возможности

2.1.Проектирование конструкций линз

2.1.1.1.Интерфейс программы

2.1.1.2.Подбор оптимальных параметров

2.1.1.3.Выбор оптимального способа крепления

2.1.1.4.Выпуск рабочего чертежа

2.2.Чтение параметров из макрообъекта

2.3.Проектирование конструкций зеркал

2.4.Проектирование конструкции призмы АР-90

2.5.Каталог гладких промежуточных и резьбовых колец

3.Дальнейшие пути развития

1. Область применения Программа для проектирования оптики разработана в виде прикладной библиотеки для работы с системами автоматизированного проектирования КОМПАС и КОМПАС LT версий 10 и выше.

Прикладная библиотека имеет функционал для проектирования конструкций наиболее распространенных оптических элементов – линз, приз, плоскопараллельных пластинок и зеркал. Имеется электронный каталог стандартных изделий.

Для проектирования конструкций линз применяется алгоритм поиска оптимальных конструктивных параметров детали, а также с помощью разработанной в рамках кандидатской работы методики производится выбор оптимального способа крепления.

2. Основные возможности В библиотеке проектирования оптики имеются несколько ключевых команд для проектирования конструкций • одиночных линз;

• зеркал;

• призмы АР-90;

• промежуточных гладких колец;

• резьбовых колец;

• чтение параметров из макрообъекта.

2.1. Проектирование конструкций линз 2.1.1.1. Интерфейс программы Имеется возможность создания конструкторской документации для плосковыпуклых линз, плосковогнутых линз и менисков. Масштаб поля чертежа выбирается исходя из габаритов линзы.

При формировании деталировочного чертежа производится параметрическая деталировка, подразумевающая под собой вариативное расположение размерных надписей и обозначений в зависимости от формы и размеров детали.

Необходимо отметить, что обязательным условием построения чертежа линзы является задание всех необходимых условий, т.е. помимо основных конструктивных данных должны еще быть определены тип ОС, тип крепления, характеристика поверхности (завальцовка, несклеиваемая, склеиваемая), т.к.

они оказывают влияние на корректное определение недостающих параметров детали автоматически, либо задать самостоятельно с помощью диалогового окна выбора фасок, вызываемого по кнопке «Фаски…».

Для проектирования «с нуля» линза строится без фасок. Но при нажатии на кнопку «Рассчитать доп. параметры» фаски рассчитаются исходя из габаритов линзы, выбранного крепления, типа поверхности. Также можно изменить их по собственному желанию.

2.1.1.2. Подбор оптимальных параметров Кнопка «Рассчитать доп. параметры» выбирает дополнительные конструктивные параметры линзы, исходя из задания конструктором некоторых вспомогательных условий, устраняя необходимость поиска соответствующих значений в многочисленных таблицах. Рассчитываются такие конструктивные параметры, как:

• Полный диаметр линзы;

• Конструктивные параметры фасок;

• Допуск на полный диаметр;

• Допуск на толщину по оси;

• Таблица требований.

Непосредственно перед формированием чертежа выполняется проверка на такие параметры как:

1.1. Минимальная толщина по кромке.

1.2. Допустимый полный диаметр, который должен быть меньше удвоенного радиуса за вычетом припуска на крепление.

Таблица требований заполняется в зависимости от типа выбранной системы («Тип ОС»), исходя из рекомендованных значений 2.1.1.3. Выбор оптимального способа крепления.

Определение типа позиционирования оптических деталей является необходимой работой в рамках структурного синтеза узла крепления.

Важнейшее условие, которое влияет на принятие конструктором окончательного назначения геометрических параметров – технологичность конструкции. Понятие это имеет достаточно сложную природу: и здесь многое зависит от правильного прогноза способа изготовления, знания технологических требований к геометрии изделий разной формы и типоразмеров, условий и традиций производства и других аспектов. Оценка принимаемых решений в большей степени носит качественный характер, основываясь на личном опыте конструктора и опыте, обобщенном в справочной литературе. Задача усложняется с ростом требований к узлу крепления прибора, увеличивается вероятность принятия неоптимального решения. Для решения трудно формализуемой эвристической задачи выбора узла крепления необходимо на основании характеристик параметров оправ, способов креплений, фиксируемых деталей, была создана модель структурного синтеза узла крепления. Выбор решения происходит на основании оценки обобщенного © критерия.

Работа модели базируется на формировании требований к узлу крепления, а также весовых коэффициентов параметров, определяющие значимость в проектируемом узле. Совокупность параметров и весовых коэффициентов образует множество, требованиям которого должна удовлетворять конструкция и на основании анализа которого модель выбора оптимального способа крепления предлагает свое решение.

Разные предприятия не могут обладать одинаковыми технологическими, экономическими факторами. Поэтому, конструктор должен иметь возможность изменять важность тех или иных критериев по своему усмотрению. Для ввода конструктором необходимых требований и коэффициентов к позиционированию и установке линзы служит диалог «Требования к узлу крепления», вызываемый по кнопке «Задать требования к установке…». На основании выбранных критериев программа в автоматическом режиме производит выборку из общей таблицы оценочных функций, оставляя лишь значимые критерии.

Кнопка «Выбрать» в основном диалоговом окне «Проектирование конструкции линзы» выдает результат в поле «Тип крепления», исходя из выбранных требований по разработанной методике выбора оптимального решения в условиях неопределенности.

Программа сохраняет все введенные конструктором данные, выбранные в автоматическом режиме параметры изменения, которые он производил.

Реализована возможность просмотра всех изменений, включающих в себя численные значения, а также критериев, на основании которых был произведен тот или иной выбор параметров оптической детали. Все вышеперечисленные изменения записываются в текстовый файл.

2.1.1.4. Выпуск рабочего чертежа После введения и уточнения всех необходимых условий, необходимых для получения конструкции линзы можно сформировать рабочий чертеж линзы.

2.2. Чтение параметров из макрообъекта Построенная линза в поле чертежа объединяется в макрообъект. Т.е.

двойным щелчком мыши или с помощью команды «Чертеж линзы по макрообъекту» можно открыть диалог «Проектирование конструкции линзы».

Все поля в появившемся диалоге будут заполнены данными, которые были сохранены в макрообъекте построенной линзы.

2.3. Проектирование конструкций зеркал Помимо создания рабочих чертежей линз, имеется возможность для создания различных конструкций зеркал. Функционал аналогичен проектированию конструкции линзы за исключением выбора оптимальной конструкции крепления. Зеркало можно строить с выборкой по центру, либо без нее, задав внутренний диаметр равным нулю. Возможно построение зеркала с двумя отражающими поверхностями.

2.4. Проектирование конструкции призмы АР- В программе приведена возможность автоматизированного построения рабочего чертежа одной из самых распространенных призм – АР-90. Таблица требований заполняется, так же как и в предыдущих пунктах, на основании выбранного типа оптической системы. Автоматизирован расчет величины оптического хода луча.

2.5. Каталог гладких промежуточных и резьбовых колец В библиотеке содержится каталог довольно часто встречающихся стандартных деталей по отраслевым стандартам: ОСТ 3-2376-74 для колец гладких промежуточных, ОСТ 3-2377-74 для колец резьбовых. Электронный каталог позволяет конструктору не только просмотреть все имеющиеся типоразмеры и выбрать тот, который ему нужен, но и при необходимости изменить его или добавить нестандартный, а затем получить чертеж детали с заданными параметрами, либо использовать в виде макрообъекта в сборке (опция «Проставить размеры»). При выборе команды требуется указать базу данных с типоразмерами всех колец «Ring.oddb».

3. Дальнейшие пути развития Дальнейшее развитие прикладной библиотеки может пойти как в русле автоматизированного выпуска рабочих чертежей, так и по пути интеграции с системами расчета оптики. Довольно важным направлением является интеллектуальный расчет допусков конструкции, расчет влияния допусков на качество изображения. Из наиболее ближайших этапов по автоматизации проектирования оптических приборов видятся следующие пункты:

• Проектирование конструкций склеек • Увеличение типовых конструкций призм • Увеличение номенклатуры стандартных деталей • Экспорт в КОМПАС из систем расчета оптики