НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-1-39-45
УДК 681.7, 004.942
МЕТОДИКА АВТОМАТИЗАЦИИ ЦЕНТРИРОВКИ ЛИНЗОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ СБОРКЕ ОБЪЕКТИВОВ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Читать статью полностью
Ссылка для цитирования: Пименов А.Ю. Методика автоматизации центрировки линзовых компонентов при сборке объективов различных конструкций // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 1. С. 39–45.
Аннотация
Предмет исследования. Проанализированы существующие методы юстировки линзовых объективов насыпной и штабельной конструкции, рассмотрены основные способы компенсации погрешности центрировки в них. На основе существующих методов центрировки разработан алгоритм автоматизированного поиска положения оптических компонентов для компенсации остаточных децентрировок. Предложены методы совместного использования данного алгоритма и центрировочной машины «Trioptics Opticentric». Метод. Децецентрировки линзовых компонентов объектива измеряются на центрировочной машине. Полученные данные вносятся в математическую модель объектива. На основе этого вычисляются интегральные аберрации. Для расчета компенсации аберраций используется итерационный алгоритм поиска оптимального положения оптических компонентов. Для каждой полученной реализации оптической системы анализируется качество изображения. Результатом работы программы является матрица данных о положении оптических компонентов, при котором происходит компенсация остаточных аберраций. На основе полученных данных производится сборка системы с использованием центрировочной машины «Trioptics Opticentric». Основные результаты. Выполнено моделирование погрешностей центрировки 100 линзовых объективов-апохроматов насыпной конструкции. В качестве критерия оценки качества изображения выбрана кома изображения осевой точки предмета. Для наихудшего варианта применен разработанный алгоритм автоматизированного поиска. Величина интегральной комы изображения осевой точки объекта сокращена на два порядка и сведена практически к нулю. Отмечено, что моделирование процесса юстировки с использованием алгоритма автоматизированного поиска позволяет решить задачу прогнозирования возможности сборки изделия с требуемыми показателями качества. Практическая значимость. Результаты работы могут найти применение на линиях автоматизированной сборки современных линзовых объективов.
Благодарности. Значительная часть результатов работы была получена безвременно ушедшим от нас профессором Смирновым Александром Павловичем.
Список литературы
1. Крынин Л.И. Основы проектирования конструкций объективов. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. 254 с.
2. Латыев С.М. Конструирование точных (оптических) приборов. СПб.: Политехника, 2007. 579 с.
3. Latyev S.M., Jablotschnikov E.I., Padun B.S. et al. Laborotory for automated assembly of microscope lenses // Proc. 53 Int. Wissenschaftliches Kolloquium. Techn. Univ. Ilmenau, 2008.
4. Latyev S.M., Smirnov A.P., Voronin A.A., Padun B.S., Yablochnikov E.I., Frolov D.N., Tabachkov A.G., Theska R., Zocher P. The concept of an automatic assembly line for microscope objectives, based on adap-tive selection of their components // Journal of Optical Technology. 2009. V. 76. N 7. P. 436–439.
5. Ефремов А.А., Законников В.П., Подобрянский А.В. Сборка оптических приборов. М.: Высшая школа, 1978. 296 с.
6. Test of camera modules, autocollimator, MTF system - TRIOPTICS [Электронный ресурс]. Режим досту-па: http://www.trioptics.com, свободный. Яз. англ. (дата обращения 15.09.2015).
7. Смирнов А.П. Модель оптической системы в среде MathCad // Изв. вузов. Приборостроение. 2007. № 4. С. 56–62.
8. Смирнов А.П., Пименов А.Ю., Абрамов. Д.А. Моделирование линзовых оптических систем в среде Mathcad // Сборник трудов X международной конференции «Прикладная оптика – 2012». СПб.: 2012, Т. 3. С. 75–79.
9. Смирнов А.П., Абрамов. Д.А., Пименов А.Ю. Компьютерное моделирование оптических систем. Часть 1. Линзовые устройства. Практикум в среде MathCad. СПб.: НИУ ИТМО, 2012. 84 с.
10. Vukobratovich D., Valente T.M., Shannon R.R., Hooker R., Sumner R.E. Optomechanical Systems Design / In: The Infrared and Electro Optical Systems Handbook. V. 4. Bellingham: SPIE Optical Engineering Press, 1993.
11. Bacich J.J. Precision Lens Mounting. Patent US 4733945, 1988.
12. Yoder P.R. Mounting Optics in Optical Instruments. 2nd ed. Washington: SPIE Press Bellinham, 2008. 782 p.
13. Hopkins R.E. Applied Optics and Optical Engineering. Vol. VIII. New York: Academic Press, 1980.
14. Latyev S.M., Rumyantsev D.M., Kuritsyn P.A. Design and process methods of centering lens systems // Jour-nal of Optical Technology. 2013. V. 80. N 3. P. 197–200. doi: 10.1364/JOT.80.000197
15. Буй Д., Белойван П.А., Латыев С.М., Табачков А.Г. Центрировка объективов штабельной конструкции // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1. С. 108.
16. Латыев С.М., Буй Д.Б., Трегуб В.П. Способ центрировки линзы в оправе и оправа для его осуществле-ния. Патент №2542636, опубл. 20.02.2015.
17. Алексеева Н.Н., Крынин Л.И., Лапо Л.М., Пименов Ю.Д., Сокольский М.Н., Фролов Д.Н., Табачков А.Г. Апохроматический объектив. Патент RU32612. Дата регистрации: 10.02.2003.
18. Смирнов А.П., Латыев С.М., Марков Д.В., Чугунов С.А. Сравнительный анализ допусков на первич-ные погрешности микрообъективов по методу Монте-Карло // Изв. вузов. Приборостроение. 2012. Т. 55. № 4. С. 82–87.
