通過在光學(xué)設(shè)計(jì)過程中分析透鏡數(shù)據(jù),可以確定最佳的光學(xué)制造鏈
Oliver Fähnle, Rolf Rascher, and Marco Tinner
要將光作為工具加以利用,例如在黑暗中看清事物、探測(cè)外太空的巖石或人體腎臟中的結(jié)石,就需要借助精密的光學(xué)系統(tǒng),如復(fù)雜的汽車前燈、望遠(yuǎn)鏡或內(nèi)窺鏡。隨著光學(xué)工具使用精度的迅速提升,光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量也必須隨之提高。因此,在制造光學(xué)系統(tǒng)的整個(gè)過程中,必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,以確保從最初的構(gòu)想到最終的驗(yàn)收測(cè)試,所有后續(xù)環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)精度和質(zhì)量的最佳傳遞。 _&~l,%)&
N5{v;~Cm}V 圖1.借助在線工具,光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)觸手可及
光學(xué)系統(tǒng)生成 !E&l=*lM. 光學(xué)系統(tǒng)的生成一般是一個(gè)涉及四方的過程(如圖2a所示):從(a)客戶開始,他們希望將光作為工具使用,并因此定義了應(yīng)用參數(shù)(例如,MTF、圖像分辨率、信噪比dB),接著是(b)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者,他們將應(yīng)用參數(shù)轉(zhuǎn)化為符合ISO10110標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)系統(tǒng)布局和元件參數(shù)(例如,玻璃類型、形狀和精度)。隨后是(c)光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)師,他們將光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)和公差轉(zhuǎn)化為優(yōu)化的制造工藝鏈,該優(yōu)化的制造工藝鏈最終被移交給(d)生產(chǎn)部門,根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)客戶和設(shè)計(jì)者的要求(成本、產(chǎn)量和質(zhì)量),安裝設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng),培訓(xùn)人員并制造光學(xué)系統(tǒng)。 veuX/>! 在所有的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系統(tǒng)中,大部分生產(chǎn)成本都在設(shè)計(jì)階段確定的。特別是在光學(xué)制造中,設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)生產(chǎn)成本的影響是巨大的,因?yàn)橛懈鞣N各樣的制造技術(shù)可供選擇,每種技術(shù)都有其特定的能力。因此,在工業(yè)上,強(qiáng)烈需要能夠通過調(diào)控光學(xué)制造鏈,在設(shè)計(jì)階段優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和最小成本。 4#{f8 圖2.光學(xué)系統(tǒng)的生產(chǎn):最新技術(shù)(a)和PanDao光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)介紹(b)
制造鏈調(diào)控 vh.-9eD 盡管光學(xué)設(shè)計(jì)軟件工具為用戶和光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者之間的交互提供了良好的支持,但光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)師之間的交流至今仍然完全基于人與人的交互。這種交互方式是光學(xué)系統(tǒng)制造過程中最后的主要障礙之一,因?yàn)樗趥(gè)人判斷,不是確定性的,在很大程度上取決于人的經(jīng)驗(yàn)和談判。在瑞士的一個(gè)名為PanDao[1,2]的研究項(xiàng)目中,開發(fā)了一種新型的軟件工具,可以將可生產(chǎn)性分析和制造鏈優(yōu)化集成到光學(xué)設(shè)計(jì)過程中(見圖2b)。PanDao通過讀取ISO 10110標(biāo)準(zhǔn)中描述的透鏡參數(shù)和公差,并考慮360多種光學(xué)制造技術(shù),以最低成本生成輸出最佳制造鏈。因此,PanDao可用于設(shè)計(jì)階段的成本影響分析以及供應(yīng)鏈管理的優(yōu)化,例如確定最佳供應(yīng)商。
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