OpticsBuilder绘图指南 (SolidWorks)

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作者

Jacob Hart

摘要

本文描述了使用 OpticsBuilder 通过在 SolidWorks 中创建自定义绘图模板来自动创建镜头绘图的过程。OpticsBuilder 可以自动创建与 ISO 10110 兼容的圆形镜头绘图与生成镜头绘图工具。该工具生成的绘图中将根据 ZBD 文件中的自定义属性数据导入镜头尺寸和材料数据。绘图工具将执行一个宏，该宏用于处理数字格式、图片和表格的放置，以及镜头尺寸和镜头数据的自动填充。

目录

使用 OpticsBuilder 创建的 SolidWorks 装配体文件将包含机械元件和光学元件。OpticsBuilder 可以使用生成镜头绘图工具创建圆形透镜的绘图。绘图模板是在绘图中组织和呈现透镜几何形状和属性的框架。本文是一个循序渐进的指南，帮助您理解自定义绘图模板中包含哪些信息，以及如何创建与 OpticsBuilder 一起使用的自定义绘图模板。

使用 OpticsBuilder 绘图工具

图 1 在红色方框内展示了生成镜头绘图图标。图 2 展示了生成镜头绘图工具的对话框。

 

Figure 1

图 1. 生成镜头绘图

 

如何使用绘图工具：

  1. 载入 ZBD 文件进入 OpticsBuilder
  2. 将载入的镜头作为装配体保存至 SolidWorks
  3. 点击 生成镜头绘图 (Generate Lens Drawing)
  4. 选择光学元件生成绘图（参考图 2）
  5. 选择绘图模板 (OpticsBuilder、SolidWorks 或 Custom)
  6. 点击 绿色对勾 开始生成绘图

 

图 2. 生成镜头绘图工具

 

OpticsBuilder 绘图模板

在绘图工具开始创建绘图之后，将生成透镜的前视图和截面图。透镜厚度和面直径将被添加尺寸标注。如果用户在绘图工具中选择使用 OpticsBuilder 绘图模板，则将生成如图 3 所示绘图。SolidWorks 绘图模板不适用于绘制光学元件，尽管透镜的数据也将被载入至生成的绘图模板当中。

 

图 3. OpticsBuilder 绘图模板

 

当使用 OpticsBuilder 绘图模板时，如果数据已经保存至 ZBD 文件内，以下数据将自动填充至绘图表格内：

  • 包含正负号的透镜曲率半径，指示凸面或凹面 (R)
  • 通光孔径半径 (Øe)
  • 透镜材料 (Glass:)
  • d 光折射率 (Nd)
  • d 光阿贝数 (Vd)
  • 光焦度不规则度 (3/)
  • 倾斜 (4/)
  • 表面不完美度公差 (5/)
  • 参考波长 (6/)
  • 材料不完美度 – 应力双折射 (0/)
  • 材料不完美度 – 气泡和夹杂物 (1/)
  • 材料不完美度 – 不均匀性和纹理 (2/)
  • 镜头名称 (Part/DRAWING)
  • 绘图表格缩放 (SCALE)

 

双胶合镜头和偶次非球面镜头

双胶合镜头装配体将自动为每个透镜和胶合后镜头组生成绘图。非球面透镜（仅限于偶次非球面）将存在额外的绘图工作表中生成非球面系数和矢高表格。

 

创建自定义绘图模板

自定义绘图模板允许用户定义自己的绘图模板来满足自己的需要。用户可以创建表格、注释、图片，并添加与镜头几何形状和材质属性相关的变量。如果自定义模板与 OpticsBuilder 模板具有不同的绘图大小或方向，则必须从空白工作表中创建模板。

创建自定义绘图模板的第一步是在 SolidWorks 中创建新绘图。在创建绘图之前，会提示用户选择一种工作表格式来定义工作表的大小和方向。如果“Display Sheet Format”未选中，则在选择工作表格式后创建空白绘图，如图 4 所示。

 

图 4. 工作表格式对话框

 

在绘图创建之后，用户需要选择 工作表格式 (Sheet Format) 选项卡并点击 编辑工作表格式 (Edit Sheet Format)，如图 5 所示。这将使得绘图边框、表格和标注被创建。 

 

绘图边框创建

绘图边框用作创建表格几何图形的参考。图 5 中突出显示了自动边框图标。

 

图 5. 编辑工作表格式

 

为了创建绘图边框：

  1. 选择 自动边框 (Automatic Border)
  2. 点击 自动边框 (Automatic Border) 对话框内的向右箭头
  3. 定义绘图边距尺寸，如图 6 所示
  4. 取消勾选 显示区域分隔 (Show Zone Dividers)
  5. 取消勾选 显示列 (Show Columns)
  6. 取消勾选 显示行 (Show Rows)
  7. 点击 自动边框 (Automatic Border) 对话框顶部的 绿色对勾
  8. 选择 边框的四个顶角点，用图 7 所示的锚图标将它们固定在适当的位置

 

     

图 6 & 7. 自动边框以及边框锚点

 

图层和线条格式工具栏

在进一步绘制之前，用户应该通过右键点击 命令工具栏 (Command Toolbar) 打开图层和线条格式工具栏，选择 图层 (Layer) 和 线条 (Line) 格式。图 8 中突出显示了图层和线条格式图标。

 

图 8. 命令管理器、图层和线条格式工具栏

 

图层和线条格式工具栏可以放置在任何方便用户的地方。选择图 9 所示的图层属性，创建一个新图层来组织在最终的绘图模板中不可见的对象，如表格尺寸和隐藏注释。在打印过程中，还可以通过隐藏图层的打印机图标来隐藏图层，如图 10 所示。

      

图 9 & 10. 图层和线条格式工具栏和图层属性对话框

 

创建表格

在工具栏放置好后，用户应该开始创建他们的绘图模板表格。要启动该表格，用户应该首先选择草图选项卡。在草图选项卡中，线条和方框工具可以用来构建一个表格。用线条和方框工具创建的线条可以在工作表的任何地方绘制。如果在绘图边框或另一行上开始或完成一行，则该行将自动约束为与重叠的行一致。图 11 显示了放置在水平线上的约束的示例（表格内从上往下数第二个）。

 

图 11. 线条约束

 

默认情况下，当鼠标光标靠近现有行的中心点（包括边框）时，中心点将被对齐。在创建行时，SolidWorks 会自动在行上适当地放置水平和垂直约束。

将新对象放置到具有许多注释和表格行的绘图中可能比较困难，因为 SolidWorks 会自动切换到现有对象的水平和垂直位置。为了防止 SolidWorks 根据现有对象位置进行水平和垂直对齐，用户应该在放置行和注释时按住 Alt 键。

 

添加表格尺寸

设置好绘图模板后，可以根据需要添加尺寸来设置表格格式。图 12 显示了尺寸和注释图标。

 

图 12. 尺寸和标注图标

 

尺寸应该放置在一个独特的图层，以便在保存绘图模板之前可以隐藏它们。图 13 显示了 OpticsBuilder 模板表格的一个横向版本，其中的尺寸为横向方向的 A (ANSI) 尺寸。

 

图 13. 表格尺寸

 

绘图标注和自定义属性

用注释填充图 13 中所示的表格是创建绘图模板的下一步。注释可以包含文本、自动填充的镜头数据或文本和数据的组合。自动填充镜头数据的注释链接到与镜头相关的自定义属性，如曲率半径或材质。当 ZBD 文件导入 SolidWorks 之后，自定义属性将被附加到每个镜头上。

要查看自定义属性，请转到 文件…属性…自定义 (File...Properties...Custom)。镜头可用的自定义属性列表如图 14 所示。

 

Figure 14. 自定义属性列表

 

从头创建自定义绘图模板时，没有定义自定义属性。必须从使用 OpticsBuilder 或 SolidWorks 模板生成的绘图中复制自定义属性。要将自定义属性从 OpticsBuilder 绘图模板转移到自定义绘图模板，需要执行以下操作：

  1. 从 OpticsBuilder 模板内的透镜绘图中打开 自定义属性列表 (Custom Properties List)
  2. 高亮标记 自定义属性列表 (Custom Properties List) 中需要转换的行并按住 Ctrl+C
  3. 打开自定义模板中的 自定义属性列表 (Custom Properties List)
  4. 高亮标记自定义模板 自定义属性列表 (Custom Properties List) 中的任何行
  5. 按住 Ctrl+V

在此步骤之后，自定义绘图模板包含从 OpticsBuilder 或 SoildWorks 绘图模板中复制的所有自定义属性。

要添加包含自定义属性的注释，用户应该添加一个注释并选择 链接至属性 (Link To property) （在图 15 中突出显示）。这将打开图 16 中圈出的下拉菜单，选择一个自定义属性名来填充注释。

 

  

图 15 & 16. 注释和链接至属性对话框

 

通过添加一个自定义属性文本和另一个自定义属性名，可以将文本和自定义属性组合在一个注释中。这对于创建包含公差的数据字段非常有用。为了帮助绘图创建，OpticsBuilder 绘图模板中使用的自定义属性名以蓝色显示，如图 17 所示。

 

图 17. OpticsBuilder 绘图模板，自定义属性名称

 

非球面

非球面镜头是绘图工具中的一种特殊的情况，仅支持偶次非球面。当绘制一个均匀的非球面时，OpticsBuilder 模板在第一张图的顶部包含了一个矢高方程，另外两张图包含非球面系数和一个矢高表格。一个均匀非球面透镜的多张绘图如图 18 所示。

 

图 18. OpticsBuilder 模板，偶次非球面格式

 

要在自定义绘图模板中为非球面创建额外的工作表，用户应该：

  1. 通过 插入...工作表 (Insert...Sheet)添加额外的工作表（取消勾选显示工作表格式 (Display Sheet Format)）
  2. 通过 插入...表格...常规表格 (Insert...Tables...General Table) 添加表格
  3. 用非球面系数标签填充表格
  4. 使用非球面系数的自定义属性 (0_ORDERTERM_L) 填充表格，双击一个表格单元格并选择 链接至属性 (Link to Property)
  5. 通过 插入...工作表(Insert...Sheet) 添加另一个额外的工作表（取消勾选显示工作表格式 (Display Sheet Format)）
  6. 通过 插入...表格...常规表格 (Insert...Tables...General Table) 添加另一个表格
  7. 使用矢高 (0_SAG_VALUE_L) 的自定义属性填充第二个表格，双击一个表格单元格并选择 链接至属性 (Link to Property)

在有多个工作表的绘图中，如果用户希望在每个工作表上使用不同的格式，可以对每个工作表的工作表格式进行更改。要编辑新添加工作表的工作表格式，请选择“编辑工作表格式 (Edit Sheet Format)”并右键单击该工作表。右击要更改的工作表后，转到 编辑…属性 ( Edit...Properties)。然后，用户可以选择一个新的工作表尺寸、方向，或通过取消选中 显示工作表格式 (Display Sheet Format) 来创建一个空白工作表。参见图 4 查看工作表属性对话框。

 

保存绘图模板

一旦使用表格、注释和自定义属性创建了绘图模板，用户应该：

  1. 选择 工作表格式 (Sheet Format) 选项卡
  2. 取消勾选 编辑工作表格式 (Edit Sheet Format)
  3. 通过 文件...保存工作表格式 (File...Save Sheet Format) 保存 *.slddrt 格式的工作表
  4. 通过 文件...另存为 (File...Save As) 保存 *.drwdot 格式的绘图模板

工作表格式包含绘图方向、尺寸和边框。绘图模板包含工作表中使用的所有表格、图片和注释。绘图模板在保存时将引用工作表格式。

自动创建镜头绘图是 OpticsBuilder 简化光学机械设计过程的一种方式。自动化绘图创建的框架从正确创建自定义绘图模板开始。本文介绍了创建自定义绘图模板的基础知识，以便 OpticsBuilder 的用户能够将生成绘图工具集成到他们的工作流中。

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