光機設計的案例
輕松玩轉光機設計！首屆《光機結合特色課程》高級培訓招生中
隨著光學技術的創新進一步促進了光機系統的發展，將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
2022年5月11日-13日，武漢宇熠將開展為期 3天 的《光機結合特色課程》線上培訓活動，綜合理論知識、實操演練、案例剖析、提問互動等形式，由武漢宇熠高級工程師圍繞光機結合設計以及 SolidWorks 強大的功能展開，帶領大家體驗光機設計的完整過程，內容豐富充實且涵蓋范圍廣。
課程大綱
-第一天-
第一節：光機結構設計要素與Solidworks介紹
1、光機設計的重要性,光機結構設計需要考慮的因素：光學系統的要求，對公差、配合的要求，材料的要求，熱、力學性能的要求，振動等動態要求，環境要求等等。
2、學習Solidworks軟件的基本設置，Solidworks建模的基本思想。
展開 免費線上培訓 | 《光機設計與仿真集成》
隨著信息技術的飛速發展和光學器件的廣泛應用，光機技術結合已經滲透到各個行業領域，包括通信、醫療、軍事、能源等，對于光學系統與機械系統集成化的設計需求日益增加。
為幫助光機設計的小伙伴能夠更加深入了解光機相關知識，武漢墨光將于09月07日開展《光機設計與仿真集成》免費線上培訓，理論結合實操，帶大家熟悉 APEX 及SolidWorks 軟件的配合操作，更為直觀的學習了解具體操作流程。以下是本次培訓的具體介紹：
培訓主題
光機設計與仿真集成
培訓大綱
· 光機設計結合和 SolidWorks 介紹；
· 光機設計和 SolidWorks 建模方法；
· 基于 SolidWorks 特征參數化建模；
· 光機集成系統分析流程概述；
· 基于 SolidWorks Simulation 的光機熱仿真；
· 光機熱仿真 SolidWorks Simulation 的參數特性；
· 光機熱集成設計；
· 基于 SolidWorks Simulation 的光機設計驗證；
· APEX 的操作流程
培訓詳情
舉辦單位：武漢墨光科技有限公司
培訓講師：武漢墨光科技機械仿真工程師
培訓時間：2023年09月07日（09:00-12:00）
報名方式：評論留言即可報名參加培訓
溫馨小提示
本次培訓名額有限，請評論留言添加工作人員微信咨詢。
咨詢電話：13396044940
展開 免費講座 | 基于 SolidWorks 進行 APEX 光機結構設計
為幫助光機設計的小伙伴更加深入了解光
機相關知識，武漢墨光即將聯合平臺開展線上基于 SolidWorks 進行 APEX 光機結構設計講座。
此次講解老師是武漢墨光高級應用技術工程師，精通多年機械設計以及分析經營，熟悉機械設計、光機結合相關知識，了解光學照明系統設計，熟悉 APEX 及 SolidWorks 軟件的配合操作。希望業內關注光機這塊相關的小伙伴，可以通過此次講座收獲滿滿。
光機結構設計培訓再次開班！限時特惠五折！
由武漢宇熠科技主辦的《光機結構設計 SOLIDWORKS 應用》課程將要再次開班，歡迎各位小伙伴掃碼報名參與線上直播學習，與講師互動！
隨著光學技術的創新進一步促進了光機系統的發展，將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
《光機結構設計課程》回顧及領取配套設計文件
》；此次課程一發布，就獲得了大量光學和機械工程師的關注；為了讓大家學的安心，特地將課程時間定在下班后的晚上開課；本次課程將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
免費線上直播課程 | 光機結構設計 SOLIDWORKS 應用
《光機結構設計 SOLIDWORKS 應用》課程將再次開課了！本次光機結構設計
免費在線直播
課程將于9月29日開課
，
歡迎各位小伙伴報名參加。
隨著光學技術的創新進一步促進了光機系統的發展，將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
免費在線課程 | 光機結構設計 SOLIDWORKS 應用
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隨著光學技術的創新進一步促進了光機系統的發展，將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
武漢宇熠將于下周舉辦本次 光機結構設計 - SOLIDWORKS 應用 免費線上直播課程。本課程以設計教程為主，精講照明系統中不同光學模型的建立及基本的光機結構設計的技巧。
展開 《光機結構設計 在線直播課》回顧及領取配套設計文件
昨日武漢宇熠順利舉辦了《光機結構設計 在線直播課》，很多光學、機械工程師積極報名參加了本次直播課。此次課程將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
為幫助大家鞏固學習成果，我們準備了課程講義及本課相關設計文件。需要的小伙伴請按照下文中的方式領取。如果需要課程回放視頻，請咨詢工作人員。
課程講義及配套設計文件
課程回顧
課程案例：簡單的照明系統
草圖最佳操作流程
光學設計案例
-夏威夷望遠鏡
免費領取設計文件
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（不可分組或刪除），掃碼即可申請免費領取配套設計文件。
長按識別二維碼
（活動日期：即日起至 2021 年 10 月 31 日）
光學、機械軟件領域優秀供應商
武漢宇熠科技是 ZEMAX 中國區官方指定代理商，也是 SOLIDWORKS 官方指定代理商，提供 SOLIDWORKS 機械設計軟件、ZEMAX 光學設計軟件的培訓、銷售、技術支持、二次開發、解決方案及 SOLIDWORKS 、ZEMAX 軟件相關全方位定制服務。
展開 《光機結構設計課程》回顧及領取配套設計文件
》；此次課程一發布，就獲得了大量光學和機械工程師的關注；為了讓大家學的安心，特地將課程時間定在下班后的晚上開課；本次課程將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
一期一會 | 詳解光學機械設計及其典型仿真工作流程
此外，將設計導出到PanDao，有助于在設計階段確定最佳制造鏈和供應商，從而確保具有成本效益且可制造的解決方案。
光機學在光學設計流程中的作用
對于大型項目，機械、光學和光機工程師團隊會通力合作，將光學機械集成到設計流程中。在較小的團隊中，工程師必須采取多學科方法，并了解光學和機械行為。
光學系統（包括光學機械）的典型設計流程可分為以下幾個步驟：
光學設計
第一步是優化系統中的光學組件，例如透鏡、反射鏡、棱鏡、光源和探測器。在這一步中，工程師會確定每個光學組件的屬性、形狀、位置和相對位置。然后，他們計算光學性能，預測光線在穿過光學元件時如何變化，并改變幾何結構和位置，直至光學性能滿足設計要求。
光機系統設計
整體光機設計側重于設計用于固定這些組件的結構，如果在運行過程中需要驅動這些組件，則需要控制其機械運動，或保護其免受外部環境和雜散光的影響。光機設計團隊還致力于計算和盡量降低成本，最大限度地提高可制造性，并考慮裝配和對準需求。
光機載荷與響應
然后，工程師確定并施加環境載荷，例如重力、溫度變化、振動、加速度以及在裝配和運行過程中產生的力。接著，他們計算機械結構的偏移情況，以及光學組件如何變形或從標稱位置移動。
評估對光學設計的影響
然后，基于變形或位移的光學組件，重新評估光學性能，以確定性能是否仍在可接受的范圍內。
在光學與光機設計之間反復迭代
如果最終的光學性能未能達到預期的標準，工程師就會在光學和光機設計之間來回迭代，直到成本和光學性能符合要求為止。該過程中，準確及時的仿真、有意義的測試數據以及不同學科之間的清晰信息交流有助于提高迭代的有效性和效率。
應對光機領域的挑戰
在確保光學系統性能達到可接受標準的前提下，必須盡量減少每個設計方案對資金和時間安排的影響；而實現這一目標，是光機設計的根本挑戰。
展開 線上培訓招生中 | 三天帶您解鎖光機結合進階秘籍！
隨著光學技術的創新進一步促進了光機系統的發展，將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
2022年8月10日-12日，武漢宇熠將開展為期 3天 的《光機結合特色課程》線上培訓活動，綜合理論知識、實操演練、案例剖析、提問互動等形式，由武漢宇熠高級工程師圍繞光機結合設計以及 SolidWorks 強大的功能展開，帶領大家體驗光機設計的完整過程，內容豐富充實且涵蓋范圍廣。
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回顧 | 光機結合特色課程，你 GET 了嗎？
隨著光學技術的創新進一步促進了光機系統的發展，將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
2022年5月11日-13日，武漢宇熠開展了為期 3天 的《光機結合特色課程》線上培訓活動，綜合理論知識、實操演練、案例剖析、提問互動等形式，由武漢宇熠高級工程師圍繞光機結合設計以及 SolidWorks 強大的功能展開，帶領大家體驗了光機設計的完整過程，內容豐富充實且涵蓋范圍廣。
聯系我查看課程回顧視頻。
展開 Ansys Zemax | 使用軟件建立立方體衛星系統（二）
下圖展示了立方體衛星光學設計最初導入到 CREO Parametric 環境下的 OpticsBuilder 的結果。
圖4：導入 OpticsBuilder 后的模擬結果
模擬完成后，我們看到三個度量標準都已滿足，并且系統已經成功導入。現在，在 OpticsBuilder 中展示了完整的光學系統，可以根據需要修改設計并創建光機結構。對設計所做的任何更改都將保存到 ZBD 文件中。ZBD 文件格式十分方便于在 OpticStudio 和 OpticsBuilder 之間傳輸文件。通過這種簡化的工作流程，光學工程師和光機工程師可以直接對設計進行迭代調整。
立方體衛星設計的光機結構注意事項
在設計太空有效載荷時，需要考慮在軌工作溫度、有效載荷以及在發射過程中將經歷的振動等因素。在本例中，工作溫度是我們在設計時主要考慮的因素。
在設計在近地軌道上運行的光機結構時，光機結構和光學器件將受到溫度波動的影響。由于立方體衛星有效載荷在軌道上會經歷不同的溫度，光學系統和光機結構的膨脹和收縮會降低光學性能。因此，應仔細考慮反射鏡基板和光機結構的材料選擇，以盡量減少 CTE 不匹配。由此導致的光學性能的下降可以在之后的建模步驟中使用 FEA 分析和 OpticStudio STAR 模塊進行模擬評估。
對于太空有效載荷，雜散光的影響也是需要著重考慮的，我們可以在光機結構中加入擋板以減少雜散光。但是在本設計中，我們假設立方體衛星的太陽能電池板可以保護探測器免受大多數雜散光的影響，從而簡化了設計。
此外，光機結構對光線路徑的影響也是必須要考慮的。立方體衛星的外形尺寸較小，可用于光機系統結構的空間有限，這對我們的光機設計來說是一個挑戰。
展開 Ansys Zemax | 如何將透鏡導出為CAD格式
在光機系統的創建過程中，光學工程師需要將最終完成的光學設計與機械工程師共享，這樣才能構建滿足裝配需要的機械幾何結構，并創建完整的光機設計虛擬原型樣機。
在本文將展示如何將導出CAD文件 (Export CAD File) 工具用于單透鏡示例，并解釋一些導出設置和該工具的限制性。（聯系我們獲取文章附件）
簡介
導出CAD文件 (Export CAD Files) 工具可用于將序列或非序列元件輸出為常見的CAD文件格式，如IGES、STEP、SAT等。這對于從OpticStudio中將光學設計遷移到機械設計軟件（SOLIDWORKS或CREO等，可用于建模必要的機械部件并創建完整光機設計的虛擬原型樣機）中是非常方便的。導出CAD文件工具也可以用來導出整個系統的光路，為機械工程師提供實用的指南以避免光束遮擋。
導出單透鏡
本文附件中包含序列 (Sequential) 模式下搭建的單透鏡。打開該文件之后，你可以通過點擊：文件 (File )> CAD文件 (CAD Files) ，打開導出CAD文件工具，此操作將打開一個獨立窗口，該窗口包含控制導出選項的若干不同設置。以下將簡要描述最常用的設置，可以通過點擊“文件 ( File )選項卡 >輸出文件 ( Export ) 組>CAD文件 (CAD Files)”，在OpticStudio的幫助文件中查看更多細節信息。
假設您只想導出構成單透鏡的兩個表面，即前表面和后表面，可以通過以下選擇完成：
1.通過輸入起始面 (First Surface) 和終止面 (Last Surface) 確定要導出的表面范圍；
2.通過選擇文件類型 (File Type) 選擇要導出表面的格式 (OpticStudio支持導出為：STEP、IGES、SAT和STL格式)；
3.點擊“OK”。
展開 Ansys Zemax | 使用軟件建立立方體衛星系統（四）
圖 11：FEA 數據擬合到次鏡（機械設計更新后）
另一種集思廣益改進光機設計的方法是研究 Ansys Mechanical 創建的網格。此網格網格是在運行 FEA 分析之前創建的。在下圖（圖12）的底部圖像中，其中一個計量桿在主鏡固定器的整個長度上完全封閉。這可能會導致兩個組件的連接過度受限。
圖12：Ansys Mechanical 中主鏡固定器上的力學形變網格視圖
為了解決這個問題，對設計進行了更新，使得該計量桿僅由反射鏡固定器完全封閉較短的距離。通過在主鏡固定器上雕刻出一些材料，將計量桿周圍的孔調整為與其他三個計量桿的孔相同的厚度。在圖 10 中可以觀察到此更新，其中用紅色箭頭表示。
結論
通過利用 Ansys Zemax 軟件套件，我們演示了如何采用 3U 立方體衛星光學系統，并將其帶入設計過程的幾個階段。使用此集成工具集，可以使用 OpticStudio 創建光學設計，并輕松導出到 OpticsBuilder，以創建光機結構。然后，可以將完整的光機設計從 OpticsBuilder 導出到 FEA 軟件中進行有限元分析。借助 OpticStudio 的 STAR 模塊，現在可以毫不費力地將結構和熱數據從 FEA 軟件導入 OpticStudio，以分析系統性能。本系列文章重點介紹了 CubeSat 系統的開發如何從 Ansys Zemax 工作流程中獲益，而該軟件鏈可為工程師提供完整的工作流程，用于設計需要 STOP 分析的其他類型的航天產品。這種類型的工作流程使工程師能夠在設計過程中更有效地利用他們的時間。
參考文獻
1.Jin H, Lim J, Kim Y, Kim S.
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