光机组装设计概论.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书资料大小：6.74M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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儀器科技研究中心光機組裝設計概論內容簡介光機設計程序光機設計方法鏡片固定方式光機設計範例儀器科技研究中心 2

光機設計定義光學設計觀點完成光學設計時所需達到的系統功能雜散光分析觀點防止不必要的雜散光影響光學系統光學組裝觀點調整機構與降低組裝的困難度系統測試觀點一併考量所需的測試治具儀器科技研究中心 3 儀器科技研究中心光機設計考量光學鏡片適當定位與夾持保護光學系統免於外在環境影響光學系統機構與主體結構間的連結介面鏡片組裝與調整調焦機構與感測器之結合介面去除雜光所需檔板結構調校與檢測時所需之夾治具結構穩定性與熱穩定性機械加工製造能力組裝便易性 4

儀器科技研究中心光機實做的學問牽涉光學元件與機構之設計、加工、檢測與加工製作人員互動密切需考慮組裝程序與品質管制需考慮操作環境有絕大機會使用漆與膠光學膠、結構膠、抗振膠 5 儀器科技研究中心光機設計程序概念設計規格制訂系統設計設計分析容差分析模型試驗設計定案 6

儀器科技研究中心光學、機械系統設計流程光機設計方法光學機構學靜力學、材料力學振動學、動力學熱傳學材料 7 儀器科技研究中心 8

光機設計輔助工具光學設計 ZEMAX、CODE V、 OSLO、 OPTALIX 機構設計 SOLIDWORKS、PRO/E 雜光分析 ASAP、TRACEPRO 、APILUX 結構分析 ANSYS、NASTRAN 熱分析 CFDRC、FLOTRAN 儀器科技研究中心 9 儀器科技研究中心機械固緊原理運動學觀念: 根據運動學原理設計光學機械結構使各元件具有要求之運動精度或穩定的固定位置剛體運動: Translation Rotation 設計原則: 自由度=6-約束數單一平面最多3個接觸點應用球、平面、圓柱、V型溝槽等實現組裝時為點接觸考慮重力載荷 10

儀器科技研究中心鏡頭光學元件固緊原則一般均將光學元件外型設計為圓形，受應力時通常僅產生球狀變形，對光學性能影響不大不同光學元件有不同的定位要求透鏡：位於垂直參考軸(系統光軸)之ㄧ平面內且與參考軸同心稜鏡、平面反射鏡：位於垂直參考軸之ㄧ平面內，無同心要求濾波片、針孔：與參考軸同心固緊應力對折射與反射光學元件性能影響不同光學元件固緊後其有效通光孔徑應符合設計要求透鏡凹面側應在周邊倒成平面避免形成銳邊考慮受撓曲、溫度、振動影響時元件最穩定固緊方式 11 儀器科技研究中心單透鏡固緊方式 (A)螺紋環固緊(retainer) (B)壓邊固緊(burnished cell) (C)緊壓環固緊(pressed-in ring) (D)扣圈環固緊(snap ring) (E)彈簧式固定法 (F)合成橡膠固定法 A B C D 12

螺紋環固緊適用於光學元件的精密定位精確地預估軸向預置負荷的大小徑向保留 2~5um 裕度透鏡兩側的夾持點應儘量位於相同高度儀器科技研究中心 13 儀器科技研究中心彎矩效應對反射鏡光學性能的影響更大鏡片承受之張應力ST P P S P 3 = T π mt 2 2 E ⎡ ⎢ ⎣ (5.0 m )1 +− ( m + log)1 y 2 y 1 − ( m − )1 y 2 1 y 2 2 2 ⎤ ⎥ ⎦ m：鏡片浦松比之倒數 tE 14

儀器科技研究中心應力影響破壞抗壓340Mpa，50,000 lb/in.2 抗拉6.9Mpa，1,000 lb/in.2 雙折射 3.4Mpa(500 lb/in.2 )以上產生雙折射現象 15 儀器科技研究中心螺紋環固緊 (A)銳緣接觸(sharp corner) (B)弧面接觸(toroidal corner) (C)切面接觸(tangent cone) (D)近曲率接觸(spherical seat) A B C D 16

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