Обзор аналогов
В области оптики и оптического приборостроения используется специализированные САЕ-системы (от англ. Computer-Aided Engineering – поддержка инженерных расчетов).
В процессе анализа предметной области выявлены, что для решения описанной проблемы целесообразно использовать системы оптического расчета (CAE-системы). Оптический расчёт является первым (после согласования технического задания – ТЗ) и главным этапом в разработке оптического прибора.
Таким образом, в качестве аналогов выбраны следующие системы оптического расчета: ZEMAX и OPAL.
OPAL – это профессиональное средство для проектирования, анализа и оптимизации оптических систем широкого класса. Версия программы для персонального компьютера называется OPALPC.
ZEMAX - является одной из самых популярных программ для автоматизации проектирования оптических систем. Особенностью программы является то, что в ней совмещены алгоритмы и средства анализа последовательного и не последовательного расчета лучей.
Критерии сравнения
Для сравнения представленных прямых аналогов выбраны следующие критерии, которые актуальны согласно функциональным требованиям к программе:
Построение допусков
Время затрачиваемое на построение допусков
На основе критерий сравнений обзора аналогов было выявлено, что:
1) Система Zemax – не может рассчитывать допуска.
2) Расчет допусков в системе OPAL производиться только на конструктивные параметры линзы.
Цель
Основная цель проекта – автоматизация процесса расчета допусков в рамках программного комплекса автоматизирующего выпуск конструкторской документации на изготовления оптического прибора посредством разработки программного модуля.
Функциональные требования
Основная функция разрабатываемого программного модуля – автоматизированный расчет допусков.
Разрабатываемая программа должна выполнять следующие функции в системе AutoCAD:
Автоматический расчет допусков
Спец часть
Автоматическое построение всего комплекса, подробно представлено на IDEF0 - диаграмме ( Рис. 1.3).
Рис.1.3. Этапы автоматизированного построения прибора
Автоматизированное построение чертежа оптического узла состоит из этапов:
Анализ входных данных -обработка информации поступающая на вход
Расчет конструктивных параметров - расчет величин и значений необходимых для конструирования оптических систем
Расчет допусков на конструктивные параметры - расчет погрешностей для оптических элементов
Формирование технического описания узла - конструктивные параметры, набор необходимых допусков и список оптических элементов входящих в оптический узел
Запись в БД - запись сформированных данных (техническое описание) об оптическом узле в структурированный файл
Отображение технических требований - нанесение на эскиз оптического узла необходимых технических обозначений
Формирование чертежа - совокупность технического описания оптического узла и эскиза с нанесёнными на него техническими требованиями
На первом этапе на вход подаются: Условия эксплуатации - факторы, оказывающие наибольшее влияние на ухудшение технического состояния оптического узла. Тип элемента (линза, призма, оправа). Геометрические характеристики элемента - числовые величины (параметры), определяющие размеры, форму и т.д. На выходе выявляется информация об узле, использующеюся как входные данные для этапа расчета конструктивных параметров. Информация об узле – это преобразованные данные, поступившие на вход первого этапа. На выходе второго этапа выявляются конструктивные параметры, использующиеся как входные данные на этапе расчета допусков. Конструктивные характеристики определяют такие свойства конструкции прибора как габариты, вес, число деталей, сложность их формы, степень стандартизации и унификации, материалоемкость и так далее Под конструктивными характеристиками понимают не описание конструкции, что является задачей проекта, а лишь описание свойств конструкции, важных для заказчика прибора. На выходе третьего этапа, определяется список допусков необходимых для детального построения оптического узла. Допуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров (размеров, массовой доли, массы), задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства. На этапе формирования технического описания узла в качестве входных данных используются конструктивные параметры и списки допусков выявленные ранее. На четвертом этапе создается файл со всеми необходимыми данными для построения узла. На выходе получается техническое описание, которое записывается в БД и используется как входные данные на этапе формирование чертежа. Формирование чертежа – это создание эскиза на основе полученных ранее данных. На выходе мы получаем конструкторскую документацию.
На всех этапах автоматизированного построения чертежа оптического узла, процессы ограничиваются нормативной документацией. Под нормативной документацией подразумевается документы, устанавливающие нормы, стандарты, определяющие правила построения оптических узлов.
Вся работа комплекса осуществляется по средствам СУД.
В рамках настоящего дипломного проекта необходимо автоматизировать модуль расчета допусков.
Модуль - логически взаимосвязанная совокупность функциональных элементов, оформленных в виде отдельных программных модулей.
Язык
При анализе предметно й области и выявлении необходимости автоматизации построения оптических узлов, было принято разрабатывать комплекс для AutoCAD. В связи с этим было принято решение разрабатывать модуль дипломного проекта на яязыке AutoLisp, т.к. только этот язык функционирует с AutoCAD.
АutoLISP - это модификация языка программирования LISP, встроенная в пакет ADE-3 AutoCAD. AutoLISP позволяет пользователям и разработчикам AutoCAD писать макропрограммы и функции на языке высокого уровня, который хорошо сочетается с прикладной графикой.
Мат модели
Рис.1.1 Этапы создания оптического прибора.
