Avancées techniques du prototype SST-GATE Hélène Sol, Delphine Dumas, Philippe Laporte, Jean-Philippe Amans, Jean-Laurent Dournaux, Gilles Fasola, Fatima de Frondat, Jean-Michel Huet, Cameron Rulten, Frédéric Sayède, Andreas Zech. Romain Fleurisson, Dominique Massol, Denis Savoie, Sébastien Blanc, Catherine Boisson, Isabelle Jegouzo-Giroux. Observatoire de Paris, CNRS, University Paris VII. LUTH and GEPI Simon Blake, Jürgen Schmoll CfAI, University of Durham http://gate.obspm.fr Journée GATE, 03 Décembre, 2013. APC Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 2 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 3 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS Etude finalisée – Composition de l’AAS: Fourche, noix, système d’entraînement simple (x1) et système d’entraînement motorisé et instrumenté (x2) – Fourche et Noix en cours de fabrication (livraison prévue 1ère quinzaine de décembre 2013) – Moteurs, codeurs, roulements, couronnes à dentures extérieures, vis sans fin livrés – Mécanique des systèmes d’entraînement en cours de chiffrage avant émission du PUMA. 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 4 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS Images de la fourche et de la noix en cours de fabrication. 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 5 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS Stratégie de montage ETAPE 1: Assemblage des systèmes d’entraînement motorisés et équipés et d’un système non-motorisé Phase de mise au point Couronne / Vis sans fin / Moteurs / Codeurs Système d’entraînement motorisé et équipé 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 6 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS Stratégie de montage ETAPE 2: Mise en place de la fourche équipée Fourche équipée Système d’entraînement motorisé et équipé 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 7 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS Stratégie de montage ETAPE 3: Mise en place des deux autres systèmes d’entraînement sur la noix. Phase d’alignement des axes d’élévation Noix Système d’entraînement motorisé et équipé Système d’entraînement non-motorisé et équipé 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 8 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS Stratégie de montage ETAPE 4: Assemblage des deux sous-systèmes. Phase de réglage de la perpendicularité des axes Système de réglage 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 9 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 10 Avancées techniques du prototype SST-GATE • Contrepoids Etude en cours – Composition du contrepoids: Structure sur une base de poutres en L, Masses en Plomb, système de translation des masses pour équilibrer le télescope. – Options de fabrication: • Mécano-soudure • Assemblage vissé – Equilibrage du télescope: • Ajustement de la masse après étude du MTS + optiques • Ajustement de la position des masses en Pb 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 11 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 12 Avancées techniques du prototype SST-GATE • MTS Etude en cours – Modification de la partie basse du MTS: Structure sur une base de poutres en IPE et section rectangulaire (180x80), optimisation en cours. Assemblage par visserie privilégié Remplacement du roulement central onéreux par un plateau tournant IGUS-PRT Plateau tournant Poutre section rectangulaire (180x80) Poutre IPE 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 13 Avancées techniques du prototype SST-GATE • MTS Etude en cours – Utilisation des bras pour réglage de 1er ordre du positionnement de l’ensemble M2 - Caméra 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 14 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 15 Avancées techniques du prototype SST-GATE • M1: Validation de la réalisation en 3 étapes – Etape 1: Usinage conventionnel Etude d’un panneau optimisé en masse et rigidité, collaboration avec M. Delaby (Sté Ingénieurs Conseil) Fin étude et validation par le GEPI (fin janvier 2014) Fabrication des panneaux, Sté ALSYOM (de février 2014 à mai 2014) 418 mm Rayon 2000 mm OBJECTIF 1362 mm Masse ~40kg 1339.31 mm 366.14 mm 973.84 mm Rayon 690mm 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 16 Avancées techniques du prototype SST-GATE • M1: Validation de la réalisation en 3 étapes – Etape 1: Etude d’un panneau optimisé en masse et rigidité, collaboration avec M. Delaby (Sté Ingénieurs Conseil) Fin étude et validation par le GEPI (fin janvier 2014) Fabrication des panneaux, Sté ALSYOM (de février 2014 à mai 2014) – Etape 2: Polissage des miroirs, process validé avec la société POLISSAGE DU LOIR – Etape 3: Coating (à priori société KERDRY) 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 17 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 18 Avancées techniques du prototype SST-GATE • M2: Fabrication en 3 étapes (idem M1) – – – Etape 1: Etude d’un panneau optimisé en masse et rigidité, Usinage des panneaux Etape 1: Polissage des miroirs Etape 3: Coating 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 19 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 20 Avancées techniques du prototype SST-GATE • Modélisation / Simulation – Cas de chargements réalisés à partir de l’ancienne version du design mécanique identiques à ceux d’ASTRI • • • • Gravité en conditions opératoires Vent (conditions opératoires + survie) Neige ou glace (conditions de survie) Sismique (quasi statique) – Points faibles: fixation du MTS inférieur sur l’axe central (transformé en noix) – Le FEM est en cours de modification et d’analyse pour intégrer les dernières modifications de design (miroirs, noix, fourche, contrepoids) 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 21 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 22 Avancées techniques du prototype SST-GATE • Contrôle / Commande – Evolution des FTE • Un ingénieur, Shan Mignot (développement des algorithmes CORDIC) • Un apprenti de 2ème année DUT Mesures Physiques (en alternance de septembre 2013 à août 2014), Nicolas Pecriaux – Collaboration DT-INSU • PLC de sécurité : lot de travail complet confié à la DT-INSU • Support logiciel : principalement fonctions de pointage (transformations astronomiques et géométriques) 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 23 Avancées techniques du prototype SST-GATE • Contrôle / Commande – Avancements • • • • • • Réalisation des tests de charge CPU du serveur OPCUA implémenté sur un Compact RIO (cRIO) Réalisation de la pré-étude de l'automate de sécurité (Beckhoff) Validation des routines (version win32) de transformation astronomique avec l'IMCCE ; quelques finitions à apporter (parallaxe...) Analyse des algorithmes CORDIC pour une version FPGA des routines de transformation astronomique Fin de la première étape de l'étude de l'asservissement des moteurs d'axes (comportement plus détaillé de la structure à ajouter) Tests et validation de la structure logicielle de collecte des valeurs de capteurs, via EtherCAT, par le cRIO serveur OPCUA 400 noeuds, 4 clients, 1Hz -> 40 % sur un cRIO9074 -> passage(?) au modèle cRIO9068 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 24 Avancées techniques du prototype SST-GATE • AAS – – – • Contrepoids – • Validation de la réalisation en 3 étapes M2 – • • • Etude de la partie basse du MTS Modification des bras M1 – • Définition, options, équilibrage MTS – – • Fourche et noix Système d’entraînement Stratégie de montage Choix d’une réalisation de type M1 Modélisation / Simulation Contrôle / Commande Conclusion – Objectifs à moyen terme 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 25 Avancées techniques du prototype SST-GATE CONCLUSION – Objectifs à moyens termes (printemps 2014) • AAS – – • Contrepoids – • Fabrication de M2 Modélisation / Simulation – • Réception des panneaux de M1 M2 – • Début de fabrication MTS et fin des études du Support M1, des supports d’actionneurs et du support M2 Fin d’étude du support de la caméra. M1 – • Définition plus fine après avancés sur MTS et optiques MTS – – • Réception des derniers éléments mécaniques de l’AAS Début du montage de l’AAS Finalisation du modèle “As Built” Contrôle / Commande – – – – Étude de l'automate de sécurité Développement et implantation (sur cRIO) des algorithmes CORDIC et de la version FPGA des routines de calcul astronomique Étude des faisceaux de câblage et des implantations de l'électronique du télescope Terminer l'analyse logicielle, principalement du « Telescope Control System » 03 Décembre, 2013 6ème Journée GATE - APC 26
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