Лекции прикладная оптика / Lec1_2015

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ОПТИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

5.Технологичность конструкции обеспечивается:

1)применением материалов и форм деталей, допускающих наиболее прогрессивные виды обработки (литье под давлением, точное литье, горячая и холодная штамповка, обработка на автоматах и револьверных станках, групповые методы обработки);

2)назначением соответствующих допусков;

3)возможно большим применением нормализованных, унифицированных и заимствованных деталей, а также стандартных покупных изделий.

Задачи, решаемые при проектировании оптической системы

Три основные задачи разработки оптической системы:

1)создание принципиальной схемы, обеспечивающей действие всего прибора;

2)соответствие требованиям физической осуществимости прибора;

3)обеспечение технической реализации.

Решение первой задачи зависит от назначения оптической системы. С учетом назначения системы определяют ряд требований к ее габаритным размерам, основным оптическим характеристикам (светосиле, диаметрам входного и выходного зрачков и их положению, линейному и угловому полям, увеличению системы, ее фокусному расстоянию), качеству изображения, а также требований, относящихся к условиям эксплуатации оптического прибора (теплостойкости, морозостойкости, допустимым вибрациям и ударным нагрузкам, радиационному воздействию, возможности выполнения тех или иных отсчетов и т.п.).

Вторая задача заключается в создании оптической системы, удовлетворяющей законам образования изображения, т.е. при выборе начальных данных для расчета необходимо исходить из физической осуществимости прибора.

Третья задача заключается в создании оптических систем в рамках существующих технологических и технических возможностей.

Этапы проектирования

Современный оптико-механический прибор часто представляет собой сложный комплекс оптических частей (систем), точных механизмов и узлов электроавтоматики.

Проектирование начинается с разработки технического задания, которой, особенно для сложного изделия, предшествует проведение научно-исследовательских работ (НИР).

В процессе таких работ изучается опыт эксплуатации аналогичных изделий (если такие имеются), запросы потребителей и имеющиеся достижения в данной области отечественной и зарубежной техники. При необходимости производится разработка конструкций и чертежей действующих макетов прибора или отдельных узлов, их изготовление и исследование.

Дальнейшая работа по проектированию сложного комплексного изделия, как правило, включает следующие этапы:

Эскизное проектирование

Техническое проектирование

Рабочее проектирование

Подготовка нового производства

Этапы проектирования.

Эскизное проектирование

Вэскизное проектирование входят:

1)габаритный расчет оптической системы;

2)предварительный расчет и разработка кинематической схемы и точностные расчеты схемы;

3)разработка принципиальной электрической схемы;

4)разработка эскизного или предэскизного проекта;

5)разработка чертежей экспериментальных узлов (действующих макетов);

6)изготовление и испытание экспериментальных узлов;

7)разработка чертежей деревянного макета прибора для проверки удобства размещения агрегатов

иорганов управления, видимости шкал, расположение обслуживающего персонала и т. п.;

8)изготовление и проверка макетов;

9)доработка эскизного проекта;

10)составление краткой пояснительной записки (при необходимости).

Этапы проектирования.

Техническое проектирование

Техническое проектирование предусматривает:

1)полный расчет оптической системы;

2)уточнение кинематических расчетов и схем, расчеты на прочность ответственных деталей, расчеты усилий, пружин, расчеты точности отдельных узлов и всего изделия и т. п.;

3)расчеты и разработка электрических схем;

4)разработка чертежей технического проекта всего изделия;

5)составление пояснительной записки к техническому проекту;

6)доработка деревянного макета или разработка нового макета и его изготовление;

7)защита проекта на техническом совете;

8)доработка технического проекта после защиты (если требуется).

Документация технического проекта должна включать:

а) чертежи общих видов и узлов (по необходимости); б) схемы: оптические, кинематические, электрические (принципиальные); в) расчеты точности прибора; г) пояснительную записку;

д) краткую технологическую характеристику

Этапы проектирования.

Рабочее проектирование

Врабочее проектирование входят:

1)разработка рабочих чертежей деталей и узлов;

2)дополнительные и уточненные расчеты точности, прочности, усилий, расчеты отдельных узлов на максимум и минимум, расчет весов, оформление всех расчетов (кроме расчетов весов);

3)просмотр рабочих чертежей технологами и работниками нормоконтроля (в процессе разработки);

4)составление электрических монтажных схем и схем соединений;

5)составление чертежей общих видов;

6)составление ведомостей деталей, сборок, унифицированных, нормализованных и стандартных деталей и узлов, заимствованных деталей и узлов, покупных изделий, вспомогательных материалов;

7)выпуск чертежей укладки (футляров, ящиков);

8)составление технического описания с инструкцией об эксплуатации;

9)составление временных технических условий на изготовление и приемку и методики проверки;

10)составление формуляров или паспортов.

Этапы проектирования.

Подготовка нового производства

Дальнейшими этапами подготовки новых производств являются:

а) изготовление опытного образца;

б) испытание опытного образца и его доработка;

в) доработка чертежей опытного образца и изготовление опытной партии (при необходимости);

г) корректировка чертежей для разработки технологического процесса и подготовки серийного производства;

д) доработка чертежей по результатам разработки технологического процесса серийного производства;

е) изготовление оснащения и его опробование;

ж) изготовление установочной партии изделий, корректировка технологического процесса, чертежей оснащения и изделия и

з) серийное производство.

Этапы разработки оптических систем

Процесс расчета и проектирования оптических систем по задан­ным оптическим характеристикам можно разделить на семь основных этапов.

.

Этапы разработки оптических систем

Этап I – выбор принципиальной конструкции оптической системы и ее габаритный расчет: разрабатывается принципиальная схема оптической системы определенных размеров, конфигурации, отвечающая требованиям технического задания, и выполняется ее габаритный расчет, а если необходимо, то и светотехнический.

Задача габаритного расчета: определение числа компонентов, из которых должна состоять оптическая система, фокусных расстояний, увеличений отдельных компонентов, апертурных углов и углов поля, расстояний между компонентами, световых и полных диаметров компонентов, расположения и размеров зрачков для всей системы и каждого компонента, размера и положений призм, плоско­параллельных пластин, зеркал, если таковые в системе имеются.

При габаритном расчете систему полагают состоящей из бесконечно тонких компонентов, если это возможно, и используют соотношения параксиальной оптики. Появившиеся в последнее время устройства для ввода и вывода графической информации с ПЭВМ позволяют автоматизировать первый этап расчета, имеющий значительный удельный вес в общем расчете оптических систем. Однако выбор прин­ципиальной конструкции оптической системы - работа больше эври­стическая, и ее может выполнить только разработчик.