ZEMAX | 如何使用 ISO 元件制圖工具
ISO 元件制圖( ISO Element Drawing )能夠?qū)τ糜谏a(chǎn)的系統(tǒng)元件進行詳細說明。本文對該工具進行了概述,并將其用于單透鏡。(聯(lián)系我們獲取文章附件)
簡介
為了對用于生產(chǎn)的元件進行詳細說明,光學(xué)工程師需要向制造商提供一些信息,如元件半徑、厚度、材料、直徑等,以及所有相關(guān)的公差。ISO 元件制圖可用于創(chuàng)建符合 ISO 10110 標準的單個表面、單透鏡或雙膠合透鏡的圖紙。由于該標準廣泛應(yīng)用于光學(xué)制造行業(yè),因此該輸出圖紙非常適合在光學(xué)制造中使用。
ISO 元件制圖簡介
本文將 ISO 元件制圖工具用于單透鏡。該工具的輸出是元件的截面圖,以及物理特性和公差的相關(guān)信息。本文附件中包含文中所使用的文件,該系統(tǒng)是焦距為75mm的單透鏡,且其公差已經(jīng)確定。

ISO 元件制圖位于公差 ( Tolerance ) 選項卡下的加工圖紙與數(shù)據(jù) ( Manufacturing Drawing and Data ) 部分。

首先,展開此工具的設(shè)置,并在常規(guī) ( General ) 選項卡中選擇要繪制的元件的起始面;然后,選擇元件類型:表面、單透鏡或雙膠合透鏡。在本例中,元件位于第二個表面,為單透鏡。

除了常規(guī)選項卡之外,請注意元件的每個表面(在本例中為左表面和右表面)將各有兩個選項卡,用戶可以輸入與 ISO 10110 制圖代碼3-4和5-6對應(yīng)的數(shù)據(jù)?!按a3-4 ( Codes 3-4 )”包括曲率半徑 ( Radius )、圓錐系數(shù) ( Conic )、有效直徑 ( Effective Diameter )、直徑( Diameter )、直徑(平的)( Diameter ( flat ) )、膜層 ( Coating )、面形和中心公差 ( Form and Centering Errors )?!按a5-6 ( Codes 5-6 )”包括瑕疵 ( Imperfections )、激光損傷閾值 ( Laser Damage )、質(zhì)地 ( Texture )、倒角 ( Chamfer ) 和其他表面規(guī)范。
請注意,一些元件特征是在運行該工具時預(yù)先填充的,因為在默認情況下,鏡頭數(shù)據(jù)編輯器( Lens Data Editor ) 中可用的數(shù)據(jù)會自動復(fù)制到 ISO 元件制圖中。
可通過不勾選自動按鈕,在需要時覆蓋代碼3-4選項卡中的數(shù)據(jù):

其他的表面和材料特性需要用戶進行適當填寫。
請注意,ISO 元件制圖與鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中的直徑命名慣例不同。OpticStudio 高級版和專業(yè)版中的直徑與 ISO 元件制圖中直徑的對應(yīng)關(guān)系如下:
· 有效直徑 = 鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中凈口徑 ( Clear Semi-Diameter )或半直徑 ( Semi-Diameter ) 值的兩倍
· 直徑 = 鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中凈口徑或半直徑+延伸區(qū) ( Chip Zone) 值的兩倍
· 直徑(平的) = 鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中機械半直徑 ( Mechanical Semi Diameter ) 值的兩倍

如果使用 ISO 元件制圖繪制單透鏡或雙膠合透鏡,將會出現(xiàn)每個元件的“材料 ( Material )”選項卡。這個選項卡包括的材料屬性:玻璃的名稱、折射率、阿貝數(shù)、厚度、應(yīng)力雙折射 ( Stress Birefringence )、氣泡度 ( Bubbles )、各向異性 ( Inhomogeneity )和其它材料規(guī)格。

有關(guān) ISO 元件制圖中使用的 ISO 10110 符號和制圖代碼的詳細說明,請參閱“幫助文件”的相關(guān)部分,也可通過點擊:公差 ( Tolerance ) 選項卡>加工圖紙與數(shù)據(jù) ( Manufacturing Drawings and Data )組> ISO 元件制圖 ( ISO Element Drawing ) 查看。
注意,對于單透鏡元件,OpticStudio 將生成 XML 文件輸出,以便于共享 ISO 10110 數(shù)據(jù)。XML 輸出可以在 ISO 元件制圖窗口底部的“XML”選項卡看到。

在 XML 輸出中,元件和屬性是根據(jù) ISO 元件制圖設(shè)置對話框和鏡頭文件的其他數(shù)據(jù)中輸入的值來填充的。可以使用常規(guī)選項卡的“另存為 ( Save As )”按鈕將 XML 輸出數(shù)據(jù)保存到文件中。

ISO 元件制圖的公差數(shù)據(jù)
可以通過手動填充 “- tol” 和 “+ tol” 列,以及相關(guān)的公差項(如面形公差),在ISO元件制圖設(shè)置中直接輸入公差數(shù)據(jù)。但是,如果您已經(jīng)完成了公差分析,則已經(jīng)在公差數(shù)據(jù)編輯器 ( Tolerance Data Editor ) 中指定了公差。在這種情況下,只要在常規(guī)選項卡中單擊“從 TED 重置 ( Reset from TDE )”,就可以從公差數(shù)據(jù)編輯器導(dǎo)入公差。

按下“從 TED 重置”時,表面半徑、面形、傾斜和偏心、材料厚度和折射率的公差都從公差數(shù)據(jù)編輯器中導(dǎo)出。注意,只考慮操作數(shù) TRAD、TCUR、TFRN、TCON、TTHI、TIND、TABB、TSTX、TSTY、TSDX、TSDY、TIRR、TEZI 和 TWAV。如果沒有某公差項的公差數(shù)據(jù),在 ISO 元件制圖設(shè)置中就會將其設(shè)為零,并且不會出現(xiàn)在制圖中。
下面是示例文件中使用的公差操作數(shù)列表,以及在 ISO 元件制圖輸出中轉(zhuǎn)換的公差。
1、 TTHI 是厚度公差,因此與表面的相對位置有關(guān),在本例中表示單透鏡厚度的公差,在 ISO 元件制圖的材料選項卡中出現(xiàn)。在輸出的圖紙中,此公差顯示在輸出的截面圖中,指定了厚度。

2、TRAD 用于表示曲率半徑公差,因此它出現(xiàn)在 ISO 元件制圖的代碼 3-4選項卡中。在輸出的圖紙中,此公差顯示在表面屬性相關(guān)參數(shù)的第一行,指定了半徑的值。

3、TIRR 表示表面不規(guī)則度公差,它也出現(xiàn)在 ISO 元件制圖的代碼 3-4選項卡中。在輸出的圖紙中,此公差顯示在表面屬性相關(guān)參數(shù)的“3/”條目中,它表示面形公差。注意,TIRR操作數(shù)是在測試波長(通過 TWAV 操作數(shù)指定)下給定的,因此測試波長也與不規(guī)則度值相關(guān)。

4、TSDX 和 TSDY 表示 X 和 Y 方向的表面偏心公差,而 TSTX 和 TSTY 表示 X 和 Y 方向的表面傾斜公差。這些操作數(shù)也出現(xiàn)在ISO元件制圖的代碼 3-4選項卡中。在輸出的圖紙中,這個公差顯示在表面屬性相關(guān)參數(shù)的“4/”條目中,它表示中心公差。需要注意的是,TSTX 和 TSTY 是以度為單位表示的,而 ISO 元件制圖輸出是以弧分為單位表示的。

5、TIND 表示折射率公差,在 ISO 元件制圖的材料選項卡中。在輸出的圖紙中,此公差顯示在材料屬性相關(guān)參數(shù)的第二行,也顯示折射率值。

最后,請注意,公差操作數(shù) TEDX、TEDY、TETX 和 TETY(表示元件的偏心和傾斜)在 ISO 元件制圖中沒有出現(xiàn)。這些是裝配公差,單個元件的制圖不指定這些公差。
關(guān)于以上描述的公差操作數(shù)的更多詳細信息,可以在幫助文件的相關(guān)部分查看,也可以通過點擊:公差 ( Tolerance ) 選項卡>公差分析 ( Tolerancing ) 組>公差數(shù)據(jù)編輯器 ( Tolerance Data Editor ) >公差操作數(shù) ( Tolerance Operands ) 查看。