Загальні вимоги, що пред'являються при проектуванні оптичних приладів (ОП)

Основною вимогою, що пред'являється при проектуванні ОП, є виконання заданих в технічному завданні технічних характеристик з необхідною надійністю в заданих умовах експлуатації. Основними показниками якості приладу є:

1. Показники призначення - характеризують призначення, сферу застосування, точність, світлосилу, роздільну здатність і тому подібне.

2. Показники надійності функціонування приладу, яка характеризується такими основними показниками:

­ вірогідністю безвідмовної роботи;

­ інтенсивністю відмов;

­ середнім часом напрацювання на відмову;

­ довговічністю;

­ ремонтопридатністю.

3. Показники технологічності: коефіцієнт блоковості,   трудомісткість і тому подібне.

4. Показники ергономічності: зручність експлуатації, гігієнічність, антропометричні параметри і тому подібне.

5. Показники економічності: простота обслуговування і ремонту, мінімальне енергоспоживання.

6. Показники стандартизації і уніфікації.

7. Показники безпеки.

При конструюванні приладів необхідно враховувати тип виробництва: одиничне, серійне або масове. У одиничному виробництві більше використовують механообробку (різання, фрезерування), збірку приладів з профільного прокату. У серійному і масовому виробництві доцільно застосовувати точне литво, штампування, використовувати деталі з пластмас, порошкових матеріалів.

Необхідно враховувати також умови роботи приладу. У спеціальних умовах перепад температур в довкіллі може бути  . Прискорення, що накладається на прилад, може сягати до 100g. На прилад може впливати проникаюча радіація, невагомість.

Технічні вимоги (ТВ) на виготовлення приладу задаються в технічних умовах (ТУ), які входять в комплект документації приладу. На підприємствах оптичної промисловості діють загальні технічні умови (ЗТУ) у вигляді галузевих стандартів (ГСТ). ЗТУ містять наступні вимоги:

1. Організаційно-технічні, такі, що визначають перелік технічної документації, гарантійні терміни роботи і зберігання приладу.

2. Вимоги до матеріалів, у тому числі і до скла, до налетостійкості скла, до вживаних змащувальних і ущільнюючих матеріалів.

3. Вимоги до виготовлення деталей і вузлів.

4. Вимоги до якості обробки і покриттів приладу.

5. Вимоги до електричної частини приладу.

6. Вимоги до комплектації.

7. Вимоги до ящиків укладань і пакувальних.

У ЗТУ вказують основні методи випробувань і правила приймання приладу. На підставі ЗТУ розробляються часні технічні умови (ЧТУ), в яких окрім загальних вимог вказують вимоги, що відносяться до окремих типів приладів.

Багато ОП працюють в умовах тропічного клімату, який ділять на види:

1. ТС – тропічний сухий (степи, пустелі).

2. ТВ – тропічний вологий (джунглі, савани).

3. ТМ – тропічний морський.

Умови роботи приладу обов'язково вказуються в ТУ. Поєднання високої вологості і температури приводить до інтенсивного розмноження пліснявілих грибків. При використанні в умовах тропічного клімату відбувається розм'якшення твердих з’єднальних і ізоляційних матеріалів, витікання мастила, деформація деталей з пластмас і гум. У зв’язку з цим, є спеціальні нормалі, які визначають вимоги до виготовлення приладів, що працюють в цих умовах.

 

Лекція № 3. Зміст основних стадій та етапів розробки приладу

Технічне завдання (ТЗ)

    На цій стадії проводять розробку, узгодження і затвердження технічного завдання на прилад. Зміст ТЗ наступний (ДСТУ 15. 001-73):

1. Вступ.

2. Мета розробки, призначення і сфера застосування.

3. Джерела фінансування.

4. Технічні вимоги до приладу.

5. Вимоги безпеки.

6. Вимоги до технологічності.

7. Вимоги до контролю і випробування.

8. Стадії розробки приладу.

9. Техніко-економічні вимоги.

10. Спеціальні вимоги.

11. Застосування.

 

Технічна пропозиція

При розробці технічної пропозиції вирішують наступні питання

 (ДСТУ 2.118-73):

1. Підбирають і вивчають публікації по темі розробки.

2. Встановлюють головні відмінні ознаки приладу, поліпшуючі конструкцію.

3. Визначають принципову можливість виконання ТЗ, проводять розрахункі  і експерименти.

4. Складають перелік необхідних науково-дослідних робіт.

5. Проводять технічне і техніко-економічне обґрунтування для розробки приладу.

6. Уточнюють ТЗ.

7. Розробляють пояснювальну записку(ПЗ) до цього етапу.

 

Ескізний проект (ЕП)

Ескізний проект починається з розробки основних схем приладу. Види і типи схем встановлені ДСТУ 2.119-73. Розрізняють наступні види схем і їх позначення:

1. Електричні схеми-[Э].

2. Гідравлічні схеми-[Г].

3. Пневматичні схеми-[П].

4. Кінематичні схеми-[К].

5. Оптичні схеми-[Л].

Типи схем:

1. Структурна схема......«1».

2. Функціональна схема....«2».

3. Принципова схема....«3».

4. Схема з'єднань......«4».

5. Схема підключень....«5».

6. Загальна схема.......«6».

Рекомендації по виконанню схем наступні:

Функціональна електрична схема (Е2)

На цій схемі електронні блоки (мікропроцесор, підсилювач і тому подібне) зображають у вигляді прямокутників. Оптичні елементи зображаються із спрощеннями, наприклад: складні об'єктиви однією лінзою, дзеркально-призматичні вузли одним плоским дзеркалом і тому подібне. На схемі обов'язково вказують хід променів, замість позицій на виносних полицях вказують найменування елементів. На полі креслення вказують типи приймачів, джерел і інших купівельних елементів. Функціональна схема виконується не в масштабі, електричні зв'язки зображаються суцільною лінією, а механічні пунктирною.

Оптична схема (Л3)

1. Оптична схема виконується обов'язково в масштабі.

2. На полі креслення обов'язкова специфікація. Позиції специфікації заповнюються по ходу променя.

3. Необхідна таблиця, в якій вказують фокусні відстані і фокальні відрізки силових оптичних елементів за формою (Табл.1.3)

Табл1.3.

Найменування Позиція

 

4. Всі оптичні елементи викреслюються в масштабі, з вказівкою відстаней між елементами схеми уздовж осі, а так само положення площин вхідної зіниці, вихідної зіниці, модулятора і таке інше.

5. Позиції від джерел і приймачів не виносяться.

6. На полі креслення в примітках вказують основні технічні і оптичні характеристики приладів.

 

При розробці ЕП проводять загальну компоновку приладу і взаємну ув'язку всіх вузлів, блоків і елементів приладу. Це креслення виконують із спрощеннями, змальовують лише крупні, основні, складальні одиниці. Запозичені і купувальні вироби змальовують лише контуром.

При розробці ЕП, конструктор враховує необхідність попереднього узгодження стикувальних баз приладу з суміжними організаціями. До стикувальних баз відносять:

1. Габаритні.

2. Посадочні.

3. Приєднувальні.

4. Кріплення приладу.

5. Вхідні і вихідні зв'язки.

В результаті виконання ескізного проекту здаються:

1. Необхідні схеми.

2. Креслення загального вигляду із спрощеннями.

3. Пояснювальна записка з розрахунками.

За підсумками захисту ескізного проекту приймається рішення про необхідність подальших етапів розробки приладу.

Технічний проект

Відрізняється від ескізного детальною і остаточною розробкою конструкції приладу. Креслення загального вигляду і вузлів, що розробляються, мають бути конструктивно закінчені на стільки, що б можна було надалі виконати робочі креслення кожної деталі.

Після виконання технічного проекту складається (ДСТУ 2.120-73):

1.  Пояснювальна записка (ПЗ).

2. Креслення загального вигляду і основних вузлів.

3. Відомість технічного проекту(скорочений опис приладу).

 

Технічний проект приймається Замовником

Розробка конструкторської документації

Остаточно розробляється конструкторська документація для подальшого виробництва дослідного зразка:

1. Розробляються всі види схем.

2. Складальні креслення, деталі.

3. Інструкції по юстуванню і експлуатації.

4. Технічні умови, формуляр і паспорт на прилад.

 

В ході цього етапу можуть розроблятися контрольні складальні креслення. Цей процес полягає в здобутті креслень загального вигляду, на підставі робочих креслень збираних деталей. На цьому етапі остаточно розробляються ТУ на прилад.

Виготовлення дослідного зразка

Дослідний зразок виготовляють в дослідному цеху відповідно до робочих креслень на прилад. Зауваження що виникли при виготовленні реєструють з метою подальшого внесення змін до креслень.

Випробування дослідних зразків

Ці випробування підрозділяються на попередні і державні. Попередні випробування проводять з метою перевірки дослідного зразка вимогам ТУ. Ці випробування підрозділяють на:

1. Конструкторсько-доводочні випробування (КДВ).

2. Лабораторно-заводські випробування (ЛЗВ).

 

КДВ проводять за програмою затвердженою розробником з метою виявлення можливостей приладу і відповідності приладу ТУ. При цьому можливе доопрацювання КД.

ЛЗВ проводять за програмою погодженою із Замовником. Результат випробування оформляють відповідним актом.

Державні випробування проводять з метою повної перевірки відповідності дослідного зразка ТУ і можливості запуску приладу в серійне або масове виробництво. Ці випробування проводить державна комісія. Результати державних випробувань оформлюються у вигляді акту. Як попередні, так і державні випробування можуть бути як  лабораторними (стендовими) так і полігонними (польовими).