Автоматизация 3D-перемещений главного зеркала.

[I.A.R.]

Ну Вы всё правильно нарисовали. Заметьте, что зазоры в направляющей и втулке и резьбовые зазоры разные. Как они себя поведут можно только предполагать. Теперь попробуйте изобразить (в уме) похожее с противоположной стороны (картинки будут разные), и представьте, что это отюстированное положение. Теперь побробуйте мысленно повращать одновременно оба двигателя. Что будет с оправой с зеркалом? Это когда ещё есть куда двигать, а если нет?

Так я и не сторонник данного решения именно из-за того, что есть наличие неопределенности в примыканях. Сомнительно получается как-то.

[ДимСаныч]

Я ведь то-же сначала загорелся, а потом начал копаться глубже. Но сама идея понравилась.

[I.A.R.]

У меня на 230мм астрографе, такая система юстировки (рис)...  Втулки на резиновых колечках-прокладках от сантехники. Не знаю работают ли они как предполагалось, но кручу винты с приличным перекосом, идут хорошо. Правда снимаю с внеосевиком, но на ощупь, зеркало сидит как влитое.

Сантехническая кольцевая прокладка - это хорошее решение! И наклоны позволят большие организовать и телепание устраняет, и заодно стопорение обеспечивает. Возьму на заметку! Думаю, в конструкции Davida, они были бы вполне уместны.

[David]

На чём висит основание оправы с системой разгрузки и самим зеркалом, на направляющей или на валу двигателя?

Если кратко, то на двух направляющих и трёх валах двигателей.
А теперь подробнее.
Представим себе идеально изготовленный фокусёр-юстировщик висящий в невесомости. Разделим детали на две группы:
1. Группа деталей образующих оправу ( к ним относятся левая пластина с системой разгрузки зеркала, само зеркало и три направляющих гайки-колонки).
2.Группа деталей образующая основание фокусёра. В неё входят правая пластина( прикреплена к трубе телескопа) 3 двигателя с резьбовыми насадками на карданных подвесах, 3 направляющие втулки.
Пружины являясь упругими элементами создающими силу, но не блокирующими ни одной степени свободы исключены из обоих групп и их отталкивающее действие пока "выключим".
  Между 1 и 2 группами везде есть зазор , назначим его 0,05 мм. Т.е. винты, хоть и "вкручены" в гайки-колонки, но не касаются их. Между гайками-колонками и втулками тоже кольцевой зазор.
Теперь "включим" пружины. Осевой зазор между гайками-колонками и винтами выберется в одну сторону, при этом у винтов останется возможность покачиваться в резбах в некотором диапазоне (2-5 градусов легко, резьба не зря сделана короткой) . Поскольку двигатели висят в карданных подвесах, то только зазор в резьбах и длина свинчивания определяют допустимый угол перекоса. Скольких степеней свободы при этом осталось у первой группы деталей относительно второй? Правильный ответ-три.
Осталась возможность пластинам плавать (в пределах зазора конечно) параллельно друг другу по двум направлениям и вращаться вокруг оси. Наклоняться по двум координатам и перемещаться вдоль оси не позволяют выбравшиеся зазоры.
Теперь "включим" гравитацию в том направлении, как она обычно действует на телескопе направленном не в зенит и не в горизонт (это частные случаи). При этом первая группа деталей "упадёт" до касания гаек-колонок и втулок. В идеализированной конструкции это будут три линии контакта по образующей цилиндра. В реальной-две точки( из-за неравенства и не концентричности реальных зазоров, а также массы других погрешностей ). Что сделают две точки контакта ? Они лишат первую группу деталей 3-х оставшихся степеней свободы ( смещения по двум осям в плоскости пластины и поворота вокруг оси зеркала).
Теперь  вращаем двигатели. Для начала синхронно. Пластина ползает параллельно самой себе, хотя углы перекоса в резьбах слегка изменяются, но это ведь не запрещено. В каждой паре гайка-колонка и втулка контакт происходит максимум в одной единственной точке.
Теперь наклоним оправу не синхронным вращением винтов. До тех пор пока за счёт перекоса не выберется зазор в любой из пар( т.е. не появится контакт сразу по двум точкам) можно ездить как угодно.

При условно большом (у границы закусывания) по двум точкам. Теоретически с этим связан еще один неприятный момент. При достаточно большом перемещении пластины зеркала для фокусировки меняется размер H. Если мы находимся у границы закусывания, то чтобы его избежать надо будет несколько менять наклон зеркала, что может формально означать некоторую разъюстировку.

Размер Н не меняется. Никто не заставляет делать колонку одного диаметра по всей длине. См. картинку резьба  внутри колонки не видна.

[I.A.R.]

Я ведь то-же сначала загорелся, а потом начал копаться глубже. Но сама идея понравилась.

Ну, так может вариация, которую я изложил в сообщении #35, больше подойдет? В ней точно не могут возникать неопределенности из-за перекосов.

[I.A.R.]

На чём висит основание оправы с системой разгрузки и самим зеркалом, на направляющей или на валу двигателя?

Если кратко, то на двух направляющих и трёх валах двигателей.

Ну, уточним: в общем случае, конечно, на двух направляющих - двигатели-то в карданных подвесах просто находят свое положение и поперечную нагрузку не могут воспринять пока не упрутся в пластину основания. Это, собственно, и вытекает из вашего же разъяснения.  Которое очень доходчиво написано - респект!

[I.A.R.]

Размер Н не меняется. Никто не заставляет делать колонку одного диаметра по всей длине. См. картинку резьба  внутри колонки не видна.

А, точно! Ступенька на диаметре - это хорошо! Так может заменить ее вообще на кольцевую прокладку?

[David]

Ну, уточним: в общем случае, конечно, на двух направляющих - двигатели-то в карданных подвесах просто находят свое положение и поперечную нагрузку не могут воспринять пока не упрутся в пластину основания.

Мы по разному толкуем термин "висит". В моём толковании он означает что объект занимает однозначное положение в пространстве.

А, точно! Ступенька на диаметре - это хорошо! Так может заменить ее вообще на кольцевую прокладку?

Думал, но потом отказался от этого решения. Резина в этом механизме пожалуй избыточна. Под весом оправы с зеркалом она всё равно всегда будет выжата с одной стороны больше чем с другой. Кроме того дубеет на морозе, не полностью восстанавливает форму после длительно действующей деформации, со временем приваривается к поверхности. В общем нестабильный материал. Хотя в селестроновских ШК стоят кольца в фокусёре, но это для удешевления ширпотреба, а не от желания сделать конструкцию лучше.

[I.A.R.]

Мы по разному токуем термин "висит". В моём толковании он означает что объект занимает однозначное положение в пространстве.

Понятно, тогда - да! Две направляющих и три двигателя, согласен.

Думал, но потом отказался от этого решения. Резина в этом механизме пожалуй избыточна. Под весом оправы с зеркалом она всё равно всегда будет выжата с одной стороны больше чем с другой. Кроме того дубеет на морозе, не полностью восстанавливает форму после длительно действующей деформации, со временем приваривается к поверхности. В общем нестабильный материал.

А, как насчет колец из фторопласта или капролона?

[ДимСаныч]

David, Вы не забыли про параллельность осей подач? Выкрутив гайки колонки на разную величину (отюстировав) параллельность осей двигателей нарушится. Будет ли эта непараллельность достаточна что бы равномерно перемещать зеркало(фокусировать)? Вы же предъявляете высокие требования к равномерной скорости вращения двигателей.
 Теперь, как быть с перекладкой телескопа(предположив что проблема "выбранных зазоров" решена и выбранный зазор это крайнее положение)? Ведь при изменении вектора тяжести оправа резко поменяет точки опоры в направляющих и изменит угол наклона.
David, я совсем не против того чтобы оно всё работало, но чем дальше, тем больше сомнительным мне всё это кажется.

[Дмитрий Иванов]

Может стОит ввести в конструкцию ещё один элемент для грубой юстировки, а моторами подъюстироваться в минимальных пределах, дабы сильно не перекашивать?

[David]

А, как насчет колец из фторопласта или капролона?

.
А смысл? Упругих свойств почти нет, разве что антифрикционные. Решение на любителя. Хуже не должно быть, лучше вроде бы тоже. Плюс кольца в том что просадив посадку можно не точить втулку заново, а точить только кольцо. Но с другой стороны выточить капролоновое кольцо концентрическим и с нужными допусками видимо тоже не слишком просто. Я как то почитал на чипмейкере как люди извращаются с заточкой резцов под фторопласт, понял что там свои подводные камни.

Выкрутив гайки колонки на разную величину (отюстировав) параллельность осей двигателей нарушится. Будет ли эта непараллельность достаточна что бы равномерно перемещать зеркало(фокусировать)?

Проблема высосана из пальца.
Предположим что винт перекошен на 0,1мм в одну сторону. От "средней" точки винта до центра карданного подвеса 30мм. Это означает что винт как бы укоротился до 29.999833334722209362264945023161мм. Я далёк от мысли что кто то юстирует телескоп крутя винты в оправе с точностью  166 нанометров 

Ведь при изменении вектора тяжести оправа резко поменяет точки опоры в направляющих и изменит угол наклона.

Изменение угла наклона Вы не заметите по вышеописанным причинам, а вот ось сместится параллельно самой себе на 0,2мм в пределе (если исходить из зазора 0,1 на сторону). А у Вас простите с каким зазором зеркало в оправе болтается? Не нравится перекладка фокусёра- поставьте пружину для выборки зазоров всегда в одну сторону независимо от гравитации.

Может стОит ввести в конструкцию ещё один элемент для грубой юстировки, а моторами подъюстироваться в минимальных пределах, дабы сильно не перекашивать?

Я думал это само собой. При монтаже фокусёра выставляется.

[lazyBSD]

Может стОит ввести в конструкцию ещё один элемент для грубой юстировки

Не, тройку элементов нужно ввести, каша неизбежна.
Я бы объединил темы, на месте модераторов. 

[ДимСаныч]

David проблему поставили Вы себе сами, теперь вот решаете. Разговор ведём не о парсеках конечно. А стекляха у меня  болтается с достаточным соблюдением размаха и заметьте условия соблюдены и зазоры просчитаны для, ну самого грубого, удовлетворения и требования можно ужесточить и всё исполнимо. Спорить с Вами не собираюсь. Если у Вас получится, то и хорошо.

[Дмитрий Иванов]

Не, тройку элементов нужно ввести, каша неизбежна.

Может, погидируем главным зеркалом?

[lazyBSD]

Здесь это будет оффтопиком. Нужно новую тему заводить.

[Дмитрий Иванов]

Поехали...

Разница в схеме со сферич. подшипником, только в необходимости смещать кронштейн с зеркалом с дискретом 1шаг = 100нм. (1мкм. в плоскости чипа)

[ДимСаныч]

Молодец, Дим, нашёл выход. Взял да и "сделал"тему. И трудится долго не пришлось.

[I.A.R.]

Разница в схеме со сферич. подшипником, только в необходимости смещать кронштейн с зеркалом с дискретом 1шаг = 100нм. (1мкм. в плоскости чипа)

А, обоснуйте такую необходимость. Да, еще с такой точностью.

[serega2007]

Не, тройку элементов нужно ввести, каша неизбежна.

Может, погидируем главным зеркалом?

                 Только вторичным , и это проходит . Направление очень перспективное , но требует крайне высокого уровня  исполнения .