| 小火龍果 | 2022-08-23 11:00 |
SYNOPSYS 中如何進(jìn)行公差分析簡(jiǎn)介 公差分析是面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。本文簡(jiǎn)單地介紹了公差分析的基本流程，目的是為了讓初學(xué)者對(duì)公差分析有一定的了解。幫助手冊(cè)中也有針對(duì)特殊應(yīng)用的公差分析的文章。 使用 SYNOPSYS 進(jìn)行公差處理 計(jì)算制造公差很重要，但這常常被忽視。SYNOPSYS 為此提供了四大特性，對(duì)于大多數(shù)鏡頭來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)工作實(shí)際上比光學(xué)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單。SYNOPSYS 公差分析中，TOL 和 BTOL 都是逆靈敏度分析。TOL 可以選擇需要分析哪些面，這些面的公差因素（曲率半徑、偏心、傾斜、厚度等），公差因素的的范圍上下限，以及目標(biāo)的極值，例如光斑最大值，MTF 降低到最小的值。BTOL 也是逆靈敏度分析，可以選擇反極值或反增量。會(huì)分析所有干擾的因素。如果不設(shè)置干擾因數(shù)，公差因素的干擾因數(shù)，就會(huì)采用軟件默認(rèn)的參數(shù)；如果設(shè)置參數(shù)，軟件就會(huì)采用用戶給定的參數(shù)。同時(shí)，軟件會(huì)給出2份公差結(jié)果。一份是滿足結(jié)果，單一因素的范圍。另外一份是，所有參數(shù)都正態(tài)分布，每個(gè)因素的滿足結(jié)果。蒙特卡羅分析，可以幫助我們看到最終結(jié)果的分布。敏感度優(yōu)化，可以幫助我們降低公差敏感度。楔形誤差，可以給我們提供組裝的裝配角。本文簡(jiǎn)單介紹了 TOL、BTOL 以及蒙特卡洛分析，并進(jìn)行了舉例說(shuō)明。 TOL 公差 TOL 可以調(diào)整你所給定的公差（每次調(diào)整一個(gè)公差），使得公差變化范圍，能夠滿足你的最低光學(xué)規(guī)格（每次指定一個(gè)光學(xué)規(guī)格）。在公差運(yùn)行過(guò)程中，可以調(diào)整厚度或空氣間隙，也可以使用近軸拾取和求解來(lái)保持焦點(diǎn)等。下面展示一個(gè)使用 TOL 進(jìn)行公差分析的例子，讓我們?cè)谙旅娴娜酵哥R中運(yùn)行 TOL，打開(kāi)鏡頭文件 TOL TOLERANCE.RLE，如下所示。  打開(kāi)宏文件 TOL OPT.MAC，在宏文件的下圖所示位置中，加入指令 M 0 .1 A 3 YC 1 1 0 0 7。YC 是對(duì)應(yīng)視場(chǎng)點(diǎn)相對(duì)于主光線的差值，就是光線扇形圖上的點(diǎn)大小值，該指令就是把 Hy=1,Px=1 處所對(duì)應(yīng)的光線扇形圖上的點(diǎn)，優(yōu)化為 0。   運(yùn)行優(yōu)化宏后，在命令窗口輸入 FINAL，可以查看所有參數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)函數(shù)的貢獻(xiàn)，在命令窗口底部可以看出優(yōu)化后 Hy=1,Px=1 處，光線扇形圖上該點(diǎn)的值為 0.0060。  打開(kāi)宏文件 TOL OPT2.MAC，如下所示：  PANT...END 指令里面可以自由選擇需要分析的公差項(xiàng)，此處分析了曲率半徑，厚度，偏心，傾斜。選定了分析項(xiàng)后會(huì)分析輸入的表面分析，沒(méi)有選擇就不分析。也可以給定公差范圍。比如， VY 1 YDC 2 就采用系統(tǒng)給的默認(rèn)公差范圍。指令 VY 1 YDC 2 0.005 0 就是采用我們給定的偏心 0 到 0.005。AANT 中的指令 M 0 .1 A 3 YC 1 1 0 0 7 就是把光扇圖上的點(diǎn)目標(biāo)定為 0，TOL 指令設(shè)置像差的最大允許值為 0.007。運(yùn)行宏文件就可以在命令窗口中查看 TOL 公差分析的結(jié)果，在命令窗口的最上面顯示的是公差分析的 厚度\ 偏心\ 傾斜的公差范圍，最下面顯示的是顯示了 Hy=1 Px=1 光線點(diǎn)小于 0.007（原本數(shù)據(jù)為 0.0060），對(duì)應(yīng)的厚度 \偏心 \傾斜的公差應(yīng)該的范圍。   BTOL - 公差分析程序 TOL 只有在需要分析部分所選變量的逆靈敏度時(shí)，或者當(dāng)鏡頭有 BTOL 處理不好的特性時(shí)，比如特意的傾斜或偏心等時(shí)，才會(huì)使用。大部分情況會(huì)使用 BTOL。BTOL 考慮了所有可能的變量，并基于統(tǒng)計(jì)考慮構(gòu)建了整個(gè)透鏡的公差表。BTOL 考慮了所有可能的變量，并基于統(tǒng)計(jì)考慮構(gòu)建了整個(gè)透鏡的公差表。可以輸入大量的權(quán)重和控制參數(shù)來(lái)控制視場(chǎng)的權(quán)重，保持參數(shù)的相對(duì)難度，指定已經(jīng)存在的工具的半徑等，使程序在處理各種實(shí)際的透鏡和光學(xué)加工廠時(shí)非常靈活。此外，還可以指定若干調(diào)整參數(shù)，以幫助糾正由單個(gè)擾動(dòng)引起的缺陷，并且在某些情況下可以放寬一些變量的公差。最后，可以使用蒙特卡羅選項(xiàng)來(lái)檢驗(yàn)合成誤差預(yù)算的統(tǒng)計(jì)數(shù)。BTOL 首先創(chuàng)建一個(gè)逆靈敏度列表，然后分配公差，以便在滿足像質(zhì)質(zhì)量目標(biāo)的同時(shí)，使每個(gè)公差保持盡可能寬松。“盡可能寬松”的定義：BTOL 為每個(gè)變量賦值一個(gè)范圍，在滿足臨界成像質(zhì)量目標(biāo)時(shí)，這范圍盡可能的大。您能夠自行輸入這個(gè)范圍，當(dāng)一個(gè)公差變得更緊時(shí)，BTOL 會(huì)試圖放松它，并把這部分像質(zhì)變差的負(fù)擔(dān)通過(guò)對(duì)其他變量加緊公差來(lái)平衡。這將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)最低成本的公差余量。甚至可以將鏡頭重新放到 SYNOPSYS 的優(yōu)化程序中，以重新平衡像差。BTOL 可以使用 MSB 菜單，通過(guò)彈窗對(duì)話框的方式來(lái)輸入。也可以直接使用宏代碼進(jìn)行分析。在對(duì)話框中填數(shù)據(jù)易學(xué)易用，但是宏命令更為靈活。對(duì)話框里面只集成了小部分 BTOL 功能，宏命令的功能更強(qiáng)大。下面將介紹使用宏命令的輸入方式來(lái)進(jìn)行 BTOL 公差分析。下面展示一個(gè)使用 BTOL 進(jìn)行公差分析的例子，讓我們?cè)谙旅娴娜酵哥R中運(yùn)行 TOL，打開(kāi)鏡頭文件 BTOL TOLERANCE.RLE，如下所示：  BTOL 輸入的一般格式見(jiàn)用戶手冊(cè)；打開(kāi)宏文件 BTOL OPT.MAC，如下所示:  命令語(yǔ)句 PREPARE MC 將創(chuàng)建一個(gè) MACro，稍后我們?cè)谘芯抗铑A(yù)測(cè)的統(tǒng)計(jì)性能時(shí)將使用該 MACro。運(yùn)行宏命令，在命令窗口將得到分析結(jié)果，其內(nèi)容非常多，所以我們把命令窗口里的輸出做一個(gè)分類。第一部分：包括截圖的前面內(nèi)容，會(huì)對(duì)分析的鏡頭數(shù)據(jù)做一個(gè)總結(jié)，包括 SPEC 的輸出和 CHG 移除表面 6 的求解等。這是分析之前的常規(guī)輸出。  | |