Разработка справочной среды по элементам оптического прибора для конструктора оптико-механических приборов

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.