如何進(jìn)行序列模式公差分析

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。

本文案例

設(shè)計(jì)一款批量生產(chǎn)的激光擴(kuò)束器。

光源為：1離子激光，1/e2時(shí)光束寬度為：2.5mm。目標(biāo)：光束出射時(shí)1/e2的光束寬度擴(kuò)大為原來的3倍，波前差必須小于兩倍的光束全寬不超過1/20 RMS（即：整個(gè)光束直接控制在5mm以內(nèi)）。

從上圖中，可以看到Zemax OpticStudio的分析過程。

例如“Element Tolerances” （TE**操作數(shù)）被設(shè)置為一些Coordinate Break，從而使元件傾斜或者離心。原本設(shè)定中是Standard的表面現(xiàn)在被設(shè)置為了Irregular的表面形態(tài)，因此可以考慮球差或者像散。同樣，透鏡參數(shù)例如厚度、半徑、玻璃材料等現(xiàn)在都不是原始值，而是加入了一些擾動(dòng)來模擬公差。注意：兩個(gè)透鏡之間的厚度被設(shè)定為變量，并且評(píng)價(jià)函數(shù)被定義如下圖

具體的設(shè)置步驟如下

1.在表面5后插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面(表面6)，其厚度為1.5mm即透鏡2厚度的一半。此時(shí)透鏡2的前端點(diǎn)為PP點(diǎn)，中心點(diǎn)為B點(diǎn)。

2.表面6之后插入坐標(biāo)間斷面(表面7)，厚度設(shè)置為“拾取求解”：“From Surface”設(shè)置為6，“Scale Factor”設(shè)置為-1?！癟ilt about X”同樣設(shè)置為5°。Zemax OpticStudio先以PP點(diǎn)為中心傾斜5°。

因?yàn)樽鴺?biāo)間斷面的厚度設(shè)置為-1.5mm，所以傾斜5°之后，Zemax OpticStudio會(huì)再以PP點(diǎn)為起點(diǎn)左移1.5mm。此時(shí)透鏡2的前端點(diǎn)回到A點(diǎn)位置。此時(shí)透鏡2之后的光學(xué)元件也傾斜了5°。