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si, con questa procedura che hai detto, anche io penso sia possibile, ma temo che sia più difficoltoso e più a rischio di imprecisioni.
Da quello che ho visto finora, la facilità delle letture e regolazioni del fuoco migliora avvicinandosi al centro.
Per uno specchio non forato credo che trovare l’inizio della caustica sia più immediato, perchè si deve cercare la sovrapposizione delle fenditure nella zona centrale, o in alternativa si può calcolare la coordinata iniziale attraverso la misura dei tiraggi con Foucault, visto che, come sappiamo, solo nel centro della parabola il raggio di curvatura cade esattamente sull’asse ottico, quindi i due test in quel punto sono equivalenti.Il test della caustica è una meraviglia ! vi invito a provarlo per constatarlo di persona.
Lasciamo perdere la prima prova che ho postato
, la maschera a 4 zone è troppo semplificata e oltretutto ho commesso degli errori di impostazione, il caso ha voluto che questi errori andassero in una direzione migliorativa per lo specchio che in realtà era messo molto peggio…Maschera a 7 zone
la ricerca del fuoco con i fori da 13,5 mm, torna ad essere incerta in un piccolo intervallo il quale influisce sulla correttezza delle misure. Sbagliando questa prima misura tutte le altre verranno traslate di conseguenza. Questo non significa che la curva visualizzata sarà diversa, ma solo che verrà riferita ad un diverso raggio di curvatura per il centro, in pratica sul grafico Ml vedremo la curva con lo stesso andamento traslata più in alto o più in basso rispetto alla tromba e con una focale equivalente non corretta, ovviamente tutto questo non va bene e deve essere evitato.
C’è una soluzione ( accennata brevemente dai Lecleire ) che elimina completamente la ricerca del primo fuoco e rende tutto il procedimento “automatico” escludendo qualunque intervento di “interpretazione” da parte dell’operatore.
Se lo specchio ha già una minima correzione misurata con Foucault, allora invece di ricercare il fuoco della prima zona a”occhio” ( impossibile da trovare con precisione centesimale ) , si cerca il punto longitudinale X dove la distanza trasversale tra le due fenditure Y è uguale a quella del valore teorico calcolato con le note formule. Una volta verificato Y , la relativa X sarà il nostro punto di partenza.
L’errore che omettiamo sulla prima zona ( che in realtà non è detto che sia “perfetta” ) lo ritroviamo distribuito sul resto della superficie, per ogni successivo X i relativi valori Y saranno mancanti/eccedenti della quantità : “errore zona N + errore iniziale”.
E’ il solito discorso di prendere per buono il centro ( o qualunque altra zona, anche se buona non è ) e misurare/lavorare il resto della superficie.Mi rendo conto che detto così può sembrare “contorto”, in realtà provando direttamente a farlo ci si accorge immediatamente di quanto sia semplice e certa l’esecuzione di questo test perchè:
- non è richiesta alcuna interpretazione o valutazione dei punti da misurare
- Chiunque abbia usato Foucault , sa che le misure fatte in diverse sessioni a distanza di tempo non portano mai agli stessi valori, c’è sempre una oscillazione dei risultati anche se nel frattempo lo specchio non è cambiato. Con questo test le misure ottenute le si ritrovano esattamente come erano ripetendo il test anche il giorno dopo, nonostante si sia spostato e ripristinato tutto il setup ( equilibrio termico compreso ). Addirittura si riesce a posizionare il carrello sul valore X di una zona N, centrare una delle fenditure sull’asse Y, spostarlo della misura ottenuta il giorno prima e ritrovarsi l’altra fenditura posizionata esattamente al centro del crocicchio con precisione centesimale.
- i limiti sono dati solo dalla tolleranza meccanica del tester e dalla precisione degli strumenti di misura, l’abilità dell’operatore è richiesta solo nell’iniziale allineamento con l’asse ottico e nella ottimizzazione di tutto il setup.
La cosa più importante per me è che finalmente sono riuscito a vedere i difetti reali del mio specchio, il test della Caustica fatto nel modo giusto conferma il fatto che Foucault sulle focali corte non può essere utilizzato con precisione.
Questa è la prima prova con maschera a 7 zone.
In questo caso il primo fuoco è stato misurato “a occhio “, non cambia la sostanza della curva ( il grafico era traslato più in alto ), cambia che con Foucault, quello che sembrava uno specchio ultimato, si mostra ora con tutti i suoi limiti da correggere.
L’iperbole era più profonda del necessario.Non ho ovviamente resistito all’impulso di fare qualche ritocco:
Questi risultati sono stati confermati con precisione centesimale con diverse sessioni di misura . I risultati sono così coerenti che si riesce anche a valutare la deformazione della superficie prima e dopo l’adattamento termico, ovviamente avendo a disposizione strumenti di misura della precisione del micron.
Nel mio caso ho misurato sulla zona più esterna ( dove l’effetto è più amplificato ) una variazione di 0,025 mm sulla Y della caustica. Questo valore riportato sulla tromba di tolleranza fa la differenza tra dentro/fuori per qualunque zona.Ulteriore correzione a “tirare giù” la zona periferica : 10 giri di tavolo con sub 105 mm centrato su zona 5 e successivo raccordo con corse centrali ( che era meglio non fare… )
la costante conica sta tornando verso i valori desiderati, i prossimi tentativi saranno rivolti a portare tutta la curva in tolleranza, la precisione estrema di questo test mi lascia ben sperare, senza una strumento di misura affidabile è impossibile lavorare all’interno della tromba.
Nei prossimi post pubblico anche il Ronchi.
E’ una grande soddisfazione anche per me leggere quel che scrivi. Mi farebbe molto piacere che a tu fine lavoro scrivessi un tuo articolo con consigli e valutazioni sul test caustica.
Questo perchè penso che sarebbe apprezzato a livello mondiale.
Grazie, ma ho solo applicato quello che il mio “Mentore” personale Giulio Tiberini mi ha detto di fare, del test della caustica fino a poco tempo fa non ne supponevo nemmeno l’esistenza
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Perciò prima di pubblicare la mia esperienza nella pratica di questo test sarebbe utile e propedeutico avere una pubblicazione della parte teorica, come quella riveduta/corretta/tradotta che mi hai inviato qualche tempo fa. Anche questa sarebbe un’esclusiva del Grattavetro in quanto in rete si trova ben poco. Riguardo l’iperbole, dopo l’ultima misura ho proseguito con queste correzioni:
-sub-diametro 90 mm con corsa tangente ai raggi indicati con le freccette, per abbassare ( aumentare la curvatura ) della zona estrema periferica, abbassare la “collinetta” mediana e quella prossima al centro.
Misure con test della Caustica:
La periferia è andata giù come da copione, la zona precedente si è invece alzata più del previsto ed ho sicuramente insistito troppo nel lavorare la zona centrale che ha “tirato giù” anche quello che non doveva toccare, ( ogni tanto si commette qualche errore
) .
Tuttavia, anche se la costante conica si è momentaneamente allontanata da quella richiesta e la figura è tornata sensibilmente più lontana da quella ideale, questa particolare figura “simmetrica” dovrebbe ( il condizionale è d’obbligo ) consentire al sub-diametro, con con pochi giri a cavallo della zona mediana, di “livellare” la curva.
Ritoccata come da programma la zona mediana:
10 giri di tavolo con sub 90 mm , corse tangenziali al raggio 105 mm dello specchio.
misure aggiornate con test della caustica:
le zone esterne e mediane sono tornate in tolleranza, mentre la zona semi-centrale insieme a quella non lavorata si è “alzata” un po’ troppo. Anche in questo caso avrei dovuto fare qualche giro in meno, ma diventa difficile a questi livelli stabilire quanto lavoro sia sufficiente per togliere una/due decine di nanometri di vetro…
Ora cercherò di abbassare la zona centrale quel tanto che basta per dare alla costante conica un valore ancora più prossimo a quello di progetto.
Se tutto andrà per il verso giusto , con una piccola sessione si dovrebbe riuscire nell’intento.A quel punto la lavorazione potrà considerarsi conclusa, Si potrebbe tentare di migliorare ulteriormente la figura, questo test lo permette, ma dovrei disporre di strumenti meccanici più precisi dei miei attuali.
“Muoversi” all’interno della tromba di tolleranza, significa poter misurare con precisione variazioni di ( almeno ) 2-3 micron sulla Y della caustica. Il mio setup ( ora il tester è stato ulteriormente ottimizzato per poter cambiare facilmente l’oculare ) mi permette di misurare agevolmente il centesimo di mm e, con un po’ di fantasia e una buona lente di ingrandimento, posso spingermi fino ai 5 millesimi e fare poi affidamento sulla media delle letture:
Nella foto, la misura tra due tacche è di 5 centesimi di mm, come può vedere misurare il centesimo non è difficile…
Oltre non posso andare, ragion per cui una volta raggiunta la tolleranza è inutile cercare di migliorare, senza adeguati strumenti di misura, gli arrotondamenti nelle letture insieme ai giochi meccanici, sarebbero superiori alla variazione che si tenta di misurare.
E’ stato un buonissimo intervento sulla parte più difficile della tromba.
…Certo che gli utensili subdiametro…in mano a chi li sa usare sono una specie di “bacchetta magica”!Adesso il leggero abbassamento della gobba rimasta, dovrebbe essere facile (così penso si alzerà automaticamente un poco anche la coda bassa del centro migliorando parecchio il lambda).
Davvero bel lavoro, se riesci ad abbattere il difetto nella zona centrale il risultato sarà eccezionale ed il lambda schizzerà alle stelle…
Sono curioso di utilizzare anche io questo test della caustica, perchè ho dei dubbi sui risultati dei miei test fatti con Hartmann (dubbi che potrebbero essere sfatati da una seconda verifica con altro tipo di test ovviamente). Però non so ancora come fare il tester con la sensibilità, stabilità e precisione richiesta (devo capire cosa posso smontare e riutilizzare tra gli oggetti di uso comune che si possono recuperare in giro)…Qualche mia considerazione a ruota libera sulla costruzione del tester, in conto a sensibilità, stabilità e precisione, il tutto tendente alla maggiore semplicità possibile (che non è mai definitiva, ed è sempre difficile da raggiungere).
La stabilità intesa come ripetibilità delle misurazioni dipende anche dalla stabilità termica dell’ambiente in cui si opera.
Una costruzione interamente metallica potrebbe forse essere il non plus ultra, come si presenta questo modello……:
http://www.atm-workshop.com/tl-caustic.html…Ma credo che anche una costruzione in multistrato (le fibre incrociate danno stabilità in tutti i sensi), usata in un ambiente a temperatura favorevolmente stabile, sarebbe ugualmente all’altezza della precisione forse anche più che centesimale. Come del resto constatiamo già nell’eseguire il test di Foucault.
Certamente la costruzione metallica proposta è concettualmente semplice, ma richiede lavorazioni di fresatura che non sono alla portata del fai da te.
Per quanto riguarda anche la sensibilità e la precisione, un sostanziale vantaggio meccanico che presenta consiste nel fatto che ciascuno dei due carrelli sovrapposti utilizza solo tre appoggi sui propri due binari, due dei quali “autocentranti” su uno stesso binario per mezzo di due pattini di teflon a”V” rovesciate, ed uno di semplice appoggio in piano sul binario opposto.
E questa era già caratteristica contenuta nel tester suggerito dal Texereau, in favore del principio che ogni piano è essenzialmente determinato da soli tre punti.Questa configurazione a tre punti elimina sempre ogni minimo possibile spostamento di “vacillazione” attorno all’asse di scorrimento dei binari.
Ma, non parlando più del progetto di cui al link, oltre alla eliminazione dei giochi sui movimenti lineari, in tutti gli apparecchi di estrema precisione occorre eliminare il “backlash” che portano con se le viti di regolazione che spostano quei movimenti.
La soluzione più semplice di questo problema nelle costruzioni fai da te, credo consista nel non utilizzare viti per il movimento dei carrelli che non siano la vite stessa del micrometro in libera spinta; e di trattenere il carrello contro la vite di spinta del micrometro stesso, con una molla o un semplice elastico.
Il contatto fra l’estremità dell’asta di spinta del micrometro e la parete del carrello, può essere reso puntiforme, e con ciò sensibilmente migliorato, interponendo una piccola biglia metallica, la quale può essere bloccata in testa al perno di spinta del micrometro da un pezzettino di guaina plastica termoretraibile.
Ridotti al minimo i problemi di movimentazione e giochi dei due carrelli, rimane la più difficile regolazione della loro ortogonalità, che deve essere la migliore possibile.
Ma anche questa operazione di regolazione non credo sia molto critica poichè, leggo sul bollettino di controllo del 300F3,che l’escursione di misurazione totale sull’asse X longitudinale per quello specchio resta confinata in meno di 16mm (da 0,902 a 16.263mm), mentre l’escursione totale sull’asse Y andava da un minimo di 0.018mm a un massimo di 1,68mm
Una ultima considerazione che io trovo sempre utile, è di zavorrare il tester o in alternativa di fissarlo ad una tavola di appoggio che sia ragionevolmente più ampia delle dimensioni del tester, perchè per esempio già nel Foucault mi trovo meglio ad agire al buio con uno strumento che sò essere reso difficile da muovere dalla sua posizione.
Interessanti considerazioni, in questo senso per me si è rivelato molto utile utilizzare le guide ed i movimenti di un tornio il quale (dovrebbe) per definizione avere gli assi ortogonali e rettificati con buona precisione. Un altro aspetto è quello di utilizzare la sorgente fissa al posto della mobile in quanto le misure raddoppiano.
last mirror update
sono intervenuto su due settori:
– sub 90 mm, 10 giri di tavolo con corse tangenziali al raggio 45 mm per tirare giù la gobba centrale.
– sub 90 mm, 6 giri con corse tangenziali al raggio 125 mm per tirare su l’avvallamento mediano.
anche questa volta ( ormai è una consuetudine ) ho rischiato di “andare lungo” con la lavorazione, un’altro giro e sarei di nuovo uscito dalla “zona franca” .
In ogni caso la curva è tutta dentro, anche se di pochissimo, avrei potuto anche terminare qui se non fosse che quel “picco-valle” centrale era troppo invitante per lasciarlo così com’è
infatti l’estensione della zona da correggere sembrava fatta su misura per il sub da 90 mm , proprio quello che sto utilizzando più spesso e che finora mi ha dato i migliori risultati.Perciò ho tentato l’ultima correzione, l’incognita era solo la durata della sessione quindi questa volta mi sono tenuto “basso”:
– sub 90 mm, 4 giri con corse tangenziali al raggio 95 mm.
e finalmente una sessione fortunata ! la quantità di lavoro era esattamente quella che serviva.
stima degli errori:
prima di prendere per buono questo risultato è importante fare una stima degli errori di misura.
l’estensione della “tromba” nella meno tollerante zona esterna è ( in questa configurazione di test ) di 0,003 mm sulla y della caustica.-le letture con il tester utilizzato non raggiungono questo livello di precisione.
-La lettura certa e ripetibile anche a distanza di tempo è approssimata a 0,01 mm. Anche se sulla scala graduata della manopola si “intravede” che non si è esattamente sul centesimo di mm, è impossibile determinare visivamente questo eccesso/difetto. quindi consideriamo 0,005 mm come errore massimo sulla lettura .
-l’estensione della fenditura all’oculare è di poco inferiore a 0,01 mm, significa che il “centraggio” della fenditura sul reticolo non può contenere un errore superiore a 0,005 mm
i giochi meccanici non credo siano influenti, in quanto lo spostamento del carrello viene fatto uniformemente in una direzione senza mai invertire il senso in una stessa lettura. Se si arriva “troppo lunghi” rispetto al centro della fenditura, non si torna indietro con la manopola ( che porterebbe inevitabilmente con se l’eventuale gioco delle filettature ) ma si ripete la misura.Abbiamo quindi che l’errore massimo ipotizzabile sulla singola lettura è di 0,01 mm
Perciò, la stima dei valori millesimali è stata fatta approssimando la lettura al centesimo più vicino per 10 letture ogni zona ( alternano la direzione di spostamento tra una misura e l’altra ) e ricavandone la media.
Se quindi l’errore massimo sulla singola lettura rimane di 0.01 mm è lecito aspettarsi che la media delle letture sia sufficiente a dimezzare l’entità di questo errore portandolo a 0,005 mm
il software dimezza ulteriormente questo valore in quanto non richiede la distanza tra le fenditure ma la coordinata Y dall’asse ottico che è esattamente la metà del valore misurato.Il lungo test finale di questa notte ( più di 3 ore per valutare 5 minuti di lavoro !!! ) è stato ripetuto su due diametri rispettivamente a 90°. la zona 2 e la 4 riportavano differenze di 0,002 – 0,001 mm sulla media delle letture ( 0,001 e 0,0005 sul software ) le altre rimanevano invariate o non erano rilevabili.
sommando tutti questi contributi e dimezzandone il valore per avere la coordinata y, l’errore massimo da mettere in preventivo si riduce quindi a 0,0026 mm.
questo significa che anche ammettendo l’errore massimo stimato su tutte le letture, la curva si mantiene comunque all’interno della zona in tolleranza portando con se una variazione massima di +/- 0.008 sul valore della costante conica.Come detto in precedenza ulteriori miglioramenti non sarebbero misurabili con il mio setup, quindi alla luce di queste considerazioni posso considerare lo specchio completato.
Ultima cosa che mi rimane da fare prima di passare al secondario è un bel “servizio fotografico” con il Ronchi test il quale verrà a breve pubblicato
Beh, al di là dei giuste considerazioni sulla sensibilità del tester che hai fatto, ti devo dire: specchio pazzesco !!!!!!!!!!!
Complimenti davvero.
Ora viene la parte che più di tutte mi interessa imparare, visto che si tratta di un tipo di lavorazione che non ho mai eseguito, ovvero la realizzazzione di uno specchio convesso…Non vedo l’ora.. ..Sono profondamente positivamente colpito !!
Non mi era mai capitato di vedere un lambda così pazzesco
, che è dimostrato anche dal diagramma M-L così centrato nella tromba delle tolleranze.(Ho detto, e lo farò, che mi stamperò tutta questa discussione per raccoglierla assieme alle istruzioni dei sub diametri, per studiarmela bene.. E’ un “di cui” troppo interessante)
Grazie per i complimenti ragazzi, ma è stata per buona parte fortuna
, tuttora non sarei in grado di stabilire a priori quanto lavoro bisogna fare per asportare una determinata quantità di materiale… ho scommesso su “4 giri” ed è andata bene così… uno o due giri in più (stavo per farli ) e avrei fallito il livellamento.Comunque, al di là dell’effetto “scenografico”, il valore del lambda non credo sia di grande utilità in questa momento. Infatti una correzione meno elevata non influirebbe sulla bontà del sistema primario-secondario, mentre l’incertezza sul valore della costante conica ( che potrebbe essere maggiore o minore di quella calcolata in funzione degli errori di cui si parlava prima ) determina un “ventaglio” di possibili configurazioni del secondario, tutti prossimi fra loro ma comunque differenti .
Quindi le domande che mi pongo sono:
-questo valore di K ottenuto quanto è affidabile e che tolleranza abbiamo ?
-ammettendo che errori millesimali di misura alterino sensibilmente il valore di K , anche se il lambda rimane buono, quanto influisce questa imprecisione di K sul sistema primario-secondario, in altre parole: c’è il rischio di avere due specchi ben corretti ma fuori schema ottico perché i valori di progetto differiscono sensibilmente da quelli reali ?Sono domande che inizio a farmi adesso per proiettarmi verso la realizzazione del secondario, lavoro che non ho mai fatto prima ( Mirco siamo in due !
) ma di questo non mi preoccupo più di tanto, sono sicuro che anche per quest’altra avventura ci sarà come sempre il nostro Giulio ad indicarci la via… Ringrazio per la fiducia ma, quanto ad indicare la via…avrei seri dubbi in uno spazio nuovo e sconosciuto.
Non smetterei tuttavia di “crossare verso l’area di porta” dove ci siete voi che decidete se il mio tiro possa essere una “palla” buona per ” la testa” , o da calciare via.Quanto alla possibile imprecisione di K sul sistema primario-secondario, io credo che non si corra il rischio di avere due specchi ben corretti ma fuori schema ottico, perché penso che ci sia un metodo di misura …tipo l’autocollimazione dell’intero sistema, svolgibile magari presso la Ditta piemontese (Northek mi pare).
Veramente “la via” me l’hai già indicata
, se ricordi la discreta mole di appunti e testi tradotti sulla costruzione/test del secondario che mi hai inviato non molto tempo fa… si, Massimo Boetto ( alias Northek ) è stato così gentile e disponibile da invitarmi in azienda per testare gli specchi utilizzando il loro laboratorio con specchio piano da 600 mm. Approfitto per ringraziarlo anche da queste pagine.
Tuttavia questo sarà un test da effettuare come verifica a specchi ultimati, non certo durante la lavorazione, personalmente mi trovo a più di 500 Km da Biella !A vostro uso e consumo ed a proposito dell’ostico argomento riguardante la costruzione dello specchio secondario convesso e iperbolico, Ho appena inserito nei Media, una nuova traduzione del tutorial tratto dal libro di Lecleire, completando la precedente traduzione, con il testo riguardante gli importanti rimandi che conteneva, a riguardo della costruzione del primario di quel telescopio Ø300 Cassegrain Coudè F/D=12, del quale il tutorial tratta la realizzazione del secondario.
Ho riletto tutto e non mi pare di aver scritto errori, (spero che il mio cervello non abbia preso le “comuni comode scorciatoie” leggendo quel che voleva leggere e non quel che c’era scritto).
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