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    [分享]Ansys Zemax | 確保自由曲面設(shè)計(jì)的可制造性 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2023-07-27
    本文專門介紹使用單點(diǎn)金剛石車床加工自由曲面的主要可制造性參數(shù)，解釋了可制造性參數(shù)如何與儀器參數(shù)相關(guān)聯(lián)，并展示了如何在 OpticStudio 中檢查和控制這些可制造性參數(shù)。此外，還解釋了如何處理其考察區(qū)域外的自由曲面的行為。例如，使用塑料自由曲面透鏡（Alvarez透鏡元件）等。 OtL~NTY  
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    表面參數(shù)控制 ? }^ y6  
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    鏡頭加工中需要進(jìn)行控制的表面參數(shù)將取決于加工方法和設(shè)備。加工塑料光學(xué)元件最流行和最廣泛使用的方法之一是使用 三軸金剛石車床（圖 1）進(jìn)行直接切割，或者更常見的是利用切割模具來(lái)加工透鏡。 xz@*V>QT  
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    圖1. 三軸金剛石切割機(jī)（左） 金剛石切割刀具（右）
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    傾斜角度 jY9tq[~/  
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    讓我們看一下儀器的局限性（圖 2）。刀具的側(cè)面傾角限制了沿任何徑向橫截面的最大可能斜切角。由于這樣的徑向橫截面與子午面重合，因此相應(yīng)的斜率在 OpticStudio 中稱為“子午斜率”。相對(duì)而言，旋轉(zhuǎn)對(duì)稱表面子午斜率對(duì)于自由曲面而言，沿不同的徑向截面具有不同的分布。  b%F'Ou~  
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    另一個(gè)參數(shù)是 “弧矢斜率” 角度。當(dāng)我們?cè)谌S金剛石車床上加工自由曲面時(shí)，刀具在工件的每一圈都沿 Z 軸來(lái)回移動(dòng)，以加工非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的透鏡。在這種情況下，刀具的后角限制了表面沿鏡頭上每個(gè)圓圈變化的速度，這稱為弧矢斜率。更準(zhǔn)確地說(shuō)，刀具在表面上產(chǎn)生螺旋軌跡，但螺旋的步長(zhǎng)非常小，在大多數(shù)情況下，可以將刀具軌跡視為一系列圓圈。對(duì)于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱鏡片，弧矢斜率剛好為零。 8fvKVS  
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    圖 2. 子午和弧矢斜率，黃線表示沿哪個(gè)方向測(cè)量斜率
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    有時(shí)，從加工的角度來(lái)看，將工件放置在平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸之外而不是沿軸放置是合理的，這樣刀具在工件上的軌跡看起來(lái)幾乎是直線。在這種情況下，我們應(yīng)該控制所謂的 “X斜率” 和 “Y斜率”（圖3）。 [PrJf"Z "  
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    圖3. X 和 Y 斜率，黃線表示沿哪個(gè)方向測(cè)量斜率
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    讓我們看看如何在 Zemax OpticStudio 中控制這些參數(shù)。例如，我們采用一個(gè)平面對(duì)稱的自由曲面鏡頭，即所謂的 Alvarez 透鏡。進(jìn)入 OpticStudio 分析 -> 表面 -> 表面斜率，可以檢查整個(gè)表面的斜率分布。此分析功能可以將表面的子午、弧矢、X 和 Y 斜率顯示為 2D 顏色、等高線圖或 3D 曲面圖。 M9Z9s11{H  
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