CC BY
79
РАЗРАБОТКА СПРАВОЧНОЙ СРЕДЫ ПО ЭЛЕМЕНТАМ ОПТИЧЕСКОГО ПРИБОРА ДЛЯ КОНСТРУКТОРА ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ Толстоба Н.Д., Чернова А.А.
В статье рассматривается комплекс программ, разработанный для конструкторов оптических приборов, работающих в среде автоматизированного конструирования. Предлагается модель справочной среды по элементам оптического прибора для оптика-конструктора, основанная на открытой базе таблиц, доступных для редактирования и дополнения.
Введение
В процесс проектирования современных оптических приборов довольно сложно включить элементы автоматизации, так как существует множество возможных решений как в плане проектирования прибора, так и в конструкторском направлении. В оптическом приборостроении можно выделить довольно большое количество разрозненных типовых процедур, которые спокойно можно перепоручить исполнять не разработчику конструкции прибора, а компьютеру. Но в целом последнее слово остается за конструктором, который владеет современными компьютерными технологиями и использует для работы среду автоматизированного конструирования.
Для проектирования оптических систем применяется ряд современных программ компьютерного проектирования оптики, а для конструирования оптических деталей используются программы на основе САО-систем. Работая в системе в пользовательском режиме, конструктор тратит много времени на ознакомление со справочными и нормативными данными, которые зачастую находятся в разных источниках и не всегда доступны и не всегда удобны в использовании.
Основы проектирования оптических деталей и узлов
Совершенство конструкций оптических деталей характеризуется их соответствием своему функциональному назначению, удобством и надежностью работы в приборе, а также тем, в какой мере учтены и использованы возможности наиболее прогрессивных методов и средств их изготовления и контроля.
Возможность применения прогрессивных технологических процессов изготовления и сборки оптических деталей во многом определяется их конструкцией. Поэтому при конструировании оптических деталей всегда должны учитываться не только служебное назначение, но и технологические возможности изготовления. Поэтому при проектировании оптической детали (линзы) нужно проверять конструктивные данные. В программах расчета оптики проведение таких проверок невозможно, и конструктору приходиться каждый раз просчитывать все это вручную, что очень замедляет и усложняет процесс конструирования.
Для упрощения и автоматизации работы со справочной литературой предлагается модель справочной среды по элементам оптического прибора для конструктора оптико-механических приборов, работающая с открытой базой таблиц, доступных для прямого редактирования и дополнения.
Данные справочника
После того как была изучена литература по правилам построения конструкторской документации на изготовление оптических деталей [1, 2] и произведен анализ и
систематизация нормативной документации, справочной литературы [3, 4], ГОСТов, ОСТов, был сформирован набор таблиц, куда вошли 25 наиболее часто используемых:
• наименьшая толщина линзы по краю,
• наименьшая толщина двояковогнутой линзы по оси по ОСТ 3-490-83,
• ширина фаски в зависимости от диаметра,
• угол наклона фаски в зависимости от отношения диаметра к радиусу,
• зависимость децентрировки с от фокусного расстояния Г об,
• допуски на соединение круглых оптических деталей с оправами,
• допуски на толщину линзы в зависимости от их диаметра,
• размеры элементов оправ под завальцовку,
• соотношения между световым и полным диаметрами линз (ОСТ 3-490-71),
• размеры резьбовых колец в зависимости от диаметра линз,
• сравнительные соотношения размеров колец по рис.
• сравнительные соотношения размеров колец по рис.
• сравнительные соотношения размеров колец по рис.
• сравнительные соотношения размеров колец по рис.
• сравнительные соотношения размеров промежуточных колец по рис.
• сравнительные соотношения размеров пружинных колец по рис.
• сравнительные соотношения размеров пружинных колец по рис.
• сравнительные соотношения размеров оправ по рис.
• сравнительные соотношения размеров оправ по рис.
• сравнительные соотношения размеров оправ по рис.
• сравнительные соотношения размеров оправ по рис.
• кольца резьбовые для крепления оптических деталей,
• кольца гладкие промежуточные, для крепления оптических деталей,
• наименьшая толщина выпукловогнутой линзы по оси по ОСТ 3-490-83.
п
п
Рис 1. Пружинное кольцо для крепления линзы в оправе
И
п
т
Рис 2. Пружинное кольцо для крепления линзы в оправе
В статье как пример приведены табл. 1 и 2.
а пос. И11 пос. Н11 п т И а в У
по рис. 15 по рис. 16
от 30 до 50 (а-2) 0,6 1 4,8 5,8 10° 120° 60°
от 50 до 80 (а-2,5) 0,8 1 5,4 6,4 10° 120° 60°
от 80 до 120 (<1-3) 1 1,5 7.5 9 10° 120° 60°
от 120 до 180 (<1-4) 1 2 9 11 10° 120° 60°
от 180 до 260 (<1-5) 1,5 2 9,6 11,6 10° 120° 60°
Таблица 1. Сравнительные соотношения размеров пружинных колец по рис.1-2.
Характеристика линзы Наименьшие толщины по оси (мм) при допуске ДN на местные ошибки
Форма Диаметр Б, мм До 0,3 0,3 - 0,5 0,5 - 2,0 Св. 2,0
Двояковогнутая * До 50 ^^0.1Б
50 - 120
120 - 260
260 - 500
Таблица 2. Наименьшая толщина двояковогнутой линзы по оси.
Математический аппарат
Задача автоматизации состоит из основных этапов: 1 - поиск необходимой таблицы среди созданного набора, 2 - получение данных. Но для осуществления этих этапов необходимо реализовать библиотеку функций работы с базой. Она осуществляет обработку поступившей информации, в результате которой мы и получаем данные для чертежа.
Таким образом, создана программа, позволяющая конструктору, используя диалоговые окна и следуя простым указаниям, найти интересующую его информацию. Функционально программа-справочник предоставляет следующие возможности:
• работа с данными таблиц в диалоговом режиме,
• поиск таблиц среди созданного набора,
• организация вывода содержимого таблиц в текстовом режиме,
• работа с данными таблиц из командной строки,
• вывод слайдов-подсказок по окончании работы с диалогом.
Алгоритм поиска таблицы и ее содержимого
1. Ввод ключевых слов из названия таблицы.
2. Перебор имеющегося набора таблиц по запросу пользователя.
3. Вывод списка названий таблиц, в которых встречаются слова, введенные в запросе.
4. Выбор нужной таблицы.
5. Ввод запрашиваемых данных.
6. Поиск по этим данным нужной информации.
7. Вывод информации в диалоговое окно. Если к табличным цифрам необходимо пояснение, то рядом в соответствующем окошке выводится иллюстрация.
8. Отображение (или нет) слайда-подсказки.
Результат автоматизации
Справочник оптика-конструктора предназначен для получения справочной или нормативной информации в наглядной форме в диалоговом режиме. Пакет представляет собой диалоговый интерфейс, наложенный на базу таблиц. Для каждой из нормативных таблиц разработаны окна опроса и вывода результата.
Рис. 3. Пример таблицы и диалогового окна справочной системы
Созданный пакет программ позволяет по введенным данным найти необходимую информацию и иллюстрацию к ней. В качестве примера на рис. 3 приведена таблица «Размеры пружинных колец» и данные из нее же в форме диалога.
Кроме диалогового режима, естественно, пакет программ осуществляет извлечение данных из всех таблиц и работу с ними в режиме программирования и автоматизации. По желанию пользователя можно просмотреть всю таблицу (рис. 4) или вывести табличные данные списком, с помощью функции из библиотеки, указав имя файла с таблицей (рис. 5).
Можно отметить, что справочник имеет дополнительные возможности:
• возможность редактировать все таблицы
• возможность добавлять в таблицы новые данные
• возможность создавать новые файлы с таблицами
Рис. 4. Пример вывода таблицы целиком в текстовом окне AutoCAD
3 Текстовое окно AutoCAD D документы_Анж\Аи1оСАС\Баьапа§р
Редактирование
Command (:zagal_parametr "Table 6 3.txt' 56) (0 CI ("свыше" "50") ("go" "80" ) ("dl" "4 5") ( "s" "0 "5") Годин" '2.5") ("два" *4") (V "1.5') ("t* "2* S-) Гс )) " -0.75") (*ИГ А
Command■ (zagal_parajrietr "Tahle_5 3.txt" 61) CO 0 ("свывге" "5Q") ("go" "00") ("несклеиваемая' "0. "0.Э+0.3") ["завальцоЙксй" "1,0+0.5")) S+0.5") ["+сллеиваемаян
Command (zagal_parametr "Table 7 3.txt" 15) CO D ("один" "15") ("два" "0.5-G.75") ("три" '12.S") "0.6") С"десять" "+0.16") ("иесть" "0.0") ("дВенна" ("Вое" *fl,04"5 С'деб" "0.025") ("да" "14")) С"чет" '¿0.2") " 2, 5—3. & ' ) Гияпь" ("сомь" "0.5-1.D") 1
Command: I _iL ПГ
Рис. 5. Пример вывода таблиц списком 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, (1994).
3. Латыев С.М., Егоров Г.В., Тимощук И.Н. Конструирование деталей и сборочных единиц оптико-электронных приборов. Часть 1. СПб, 2001.
4. Панов В.А. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Л.: Машиностроение, 1980.
