Прикладная оптика - 2002

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ

ОПРАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЛИНЗ ЗАВАЛЬЦОВКОЙ

Н.Д. Толстоба, О.И. Иванилов

Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики.

(Технический университет)

Данный доклад посвящен автоматизации формирования эскизов оправ круглых

оптических деталей. Рассматриваются алгоритмы извлечения табличных данных из базы таблиц и формирования эскиза оправы в сборочном чертеже оптического прибора.

Введение Вопросу автоматизации проектирования приборов уделяется большое внимание.

Это объясняется следующими причинами. Во-первых, постоянно возрастает сложность изделий, в результате чего некоторые этапы проектирования настолько трудоемки, что эффективность труда падает и добиться высокого качества конструкторской и технологической документации не удается. Во-вторых, разработаны технические и программные средства, которые позволяют создавать и внедрять в производство системы автоматизированного проектирования (САПР) изделий различных отраслей промышленности.

С помощью вычислительной техники облегчается оформление конструкторских документов — чертежей, схем и других насыщенных изображениями стандартных, унифицированных и типовых составных частей. Вот такими частями являются типовые оправы для закрепления круглой оптики. При этом удается автоматизировать разработку конструкторской документации вариантов изделий в зависимости от заданных параметров.

Крепление круглой оптики К круглым оптическим деталям относится большое количество линз, различных по форме, габаритным размерам и назначению. Не менее многочисленна группа зеркал, круглых светоделительных пластин, светофильтров, шкал, сеток и защитных стекол.

Крепление завальцовкой является неразъемным креплением оптической детали и выполняется за счет деформации тонкого края оправы во время завальцовки.

При этом способе оптическая деталь удерживается в оправе ее тонкой кромкой, которая приобретает свою конечную форму в результате пластического деформирования металла во время завальцовки. Такое крепление является неразъемным.

Этот способ применяют для крепления деталей диаметром до 80 мм и склеенных линзовых блоков диаметром до 50 мм. При этом оправа должна иметь определенную конструкцию с конкретными размерами, которые зависят от габаритных размеров оптической детали.

В различных случаях используются различные типы оправ. Каждая из них имеет типовые размеры (рис. 1, 2) и таблицы, по которым можно определить все интересующие параметры детали. Автоматизация процедуры отображения типовых оправ по данным, взятым из нормативной документации (табл. 1) – процедура для автоматизации трудоемкая, но по выполнении дающая колоссальный выигрыш при построении типовых креплений оптической системы.

Aвтоматизация конструирования оправ для крепления линз завальцовкой. Н.Д. Толстоба, О.И. Иванилов. Прикладная оптика - Конструкции оправ Существует несколько типовых оправ для крепления – в докладе как пример приведены два случая:

Рис 1. Оправа для завальцовки. Закатка с внутренней стороны.

Рис 2. Оправа для завальцовки. Закатка с внешней стороны.

Таблица 1. Сравнительные соотношения размеров оправ по рис. 1, 2.

d1 d2 d х d0 l0 D до 6 (d1-0,6) (d1+0,5) 0,6 от (d1+1) от 2 до 5 (d0-1) до (d1+3) св.6 до 10 (d1-0,8) (d1+0,5) 0,,, 10,, 18 (d1-1) (d1+0,6) 1,2 от (d1+1) от 3 до 5 (d0-2) до (d1+4),, 18,, 30 (d1-1,5) (d1+0,8) 1,5 от (d1+2) до (d1+6),, 30,, 50 (d1-2) (d1+1) 1,,, 50 (d1-2,5) (d1+1,2) 2,3 от (d1+3) от 6 до 12 (d0-3) до (d1+8) Aвтоматизация конструирования оправ для крепления линз завальцовкой. Н.Д. Толстоба, О.И. Иванилов. Прикладная оптика - Математический аппарат Задача параметризации состоит из основных подзадач:

1 – получение данных об оправе, 2 – отображение ее средствами пакета автоматизированного проектирования.

Но этим этапам предшествует обработка информации о системе, в результате которой мы и получаем все необходимые данные для параметрического чертежа.

Цель автоматизации конструирования – помощь конструктору в создании приемлемой конструкции прибора. В данном случае речь идет о процессе выбора конструкции крепления для оптической системы.

Именно на этапе анализа созданной системы и возникают решения о выборе той или иной конструкции, и реализация ее на чертеже.

Алгоритм обработки данных об оптической системе 1. Ввод данных об оптической системе.

2. Определение/выбор режимов рисования системы - с изображением неправильных линз или без.

- с промежуточными кольцами или без.

- с фасками или без.

3. Поиск для каждой линзы своего наименьшего диаметра.

4. *Определение припуска на крепление для заданной линзы. ОСТ 3-490- 5. Определение наименьшего диаметра линзы.

6. *Корректировка диаметра линзы по нормальному ряду.

7. Создание списка всех параметров всех линз.

- Определяем максимальное значение наименьшего диаметра для всех линз.

- Проверка всех линз с учетом найденного максимального диаметра (возможность закрепления всех линз относительно максимального диаметра).

- Формирование общего списка параметров Алгоритм отображения эскиза сборочного чертежа оптической системы 1. Получение стартовой точки для рисования 2. Получение параметров линзы из списка 3. Обработка фасок:

- Проверка на необходимость рисования фасок.

- Проверка на возможность рисования фасок для каждой линзы в отдельности.

4. Преобразование изначальных координат для каждой линзы в отдельности.

5. Отображение линзы.

6. Отображение оправы для линзы.

7. Проверка необходимости рисования промежуточных колец.

8. *Получение длины и максимальной толщины промежуточного кольца.

9. Отображение промежуточных колец.

10. Возвращение на шаг 3, пока не достигнем конца системы.

11. Отображение тубуса.

*Для получения табличных данных, производится обработка базы таблиц, содержащей информацию из ГОСТ, ОСТ и справочной литературы.

Параметрический чертеж оправы может быть использован как на этапе алгоритма вычерчивания, так и на этапе 11 (в редких случаях).

Aвтоматизация конструирования оправ для крепления линз завальцовкой. Н.Д. Толстоба, О.И. Иванилов. Прикладная оптика - Результаты автоматизации конструирования оправ Результаты работы программ – параметрические чертежи.

1) Созданный пакет программ позволяет по введенным данным отображать оправу для крепления оптики завальцовкой Рис 3. Эскизы оправ, полученные в результате работы программы 2) По желанию пользователя указанная линза «одевается» в оправу.

3) Также проводится анализ возможности закрепления оптической системы или линзы в оправу и при положительном исходе, производится отрисовка эскиза сборочного чертежа линзы или системы в оправе.

Необходимо отметить, что создание комплекса программ автоматизации конструирования, включающего в себя все возможные типы оправ круглой оптики, приведет к качественному прорыву в области проектирования оптических приборов.

Литература.

1. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. – Л: Машиностроение, 1983.

2. Ключникова Л.В., Ключников В.В. Проектирование оптико-механических приборов: Учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений. – СПб.: Политехника, Aвтоматизация конструирования оправ для крепления линз завальцовкой. Н.Д. Толстоба, О.И. Иванилов.