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SOUTENANCE DE STAGE

Projet ISOLEConception d’un système de vision

GUERYGuillaume

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SOMMAIRE

Le CERN Présentation du projet Mon travail Recherches

Contraintes d’environnement Caméra

Conception Modélisation des rails Dimensionnement cinématique

Calcul des longueurs de câbles Calcul du poids à tirer Calcul des efforts Puissance moteur

Evolution de la conception 1ère conception 2ième conception Dernière étape

Mise en plan 2D Schéma de conception

Définition du système de contrôle Capteur fin de course

Analyse budgétaire Planning Conclusion Remerciements

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LE CERN

Conseil européen de recherche nucléaire

20 états membres

Depuis 1952

2250 salariés

Expériences réalisées à l’aide d’accélerateurs de particules linéaires ou circulaires

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PRÉSENTATION DU PROJET

ISOLDE (Isotope Separator On Line Device):

2 Robots 2 Couloirs Cibles irradiées « Front end » Milieu très radioactif

(pas d’intervention humaine)

Installation d’un système de vision:

Observation du travail des robots Utile en cas de panne (prise de décision, reprise en manuel) Inspection visuelle de la zone

Cible

Front end

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MON TRAVAIL

Conception du système de vision:

Recherche de solutions

Conception CAO

Mise en plan 2D

Analyse du moyen de contrôle du système

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RECHERCHE

Renseignement sur différents types de convoyeurs aériens

Analyse moyens de translation

Analyse guidages en translation

Analyse types de motorisation

Analyse moyens d’alimentation

Analyse caméras

Analyse fournisseurs pour résistance milieu radioactif

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CONTRAINTES DE L’ENVIRONNEMENT

Materiaux solides: Plastiques: se transforment en poussières Aluminium : Faible activation + peu de déchets Acier inox : Résistant à la corrosion + caractéristiques mécaniques

Lubrifiants: Huiles : se solidifient Graisses : se solidifient

Ils existents de nos jours des huiles et graisses résistantes aux radiations

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CAMÉRA

Toutes les positions possibles

Résiste a 600 Gy/h

Pèse 6 kg

Zoom 300 X

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CONCEPTION

Modélisation des rails à mettre dans la zone Calcul de longueur de rail, de longueur de câbles

Modélisation de l’ensemble système de vision Nombreuses modifications et optimisations Calcul puissance moteur Calcul durée de vie de roulement

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MODÉLISATION DES RAILS

Cheminement non fixéDepend de la position finale des robots

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4

5

6

7

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DIMENSIONNEMENT DE LA CINEMATIQUE

28 m 38 m

Calcul des longueurs de câbles

30 m de rajout pour distance salle de contrôle/début de

guirlande

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CALCUL DU POIDS A TIRER PAR LE MOTEUR

Ensembles Quantite Masse (kg) Chariots portes cable 5 4.5

9 8.1

Cables 37465 18.7

Chariots d'entrainement 2 2.5

2 2.5

Chainette de liaison 25024 5.0

Moteur 1 3.03

Reducteur 1 1.5

Ensemble suspendu 1 10

Poids total (N) 495

• Poids des differents élements

• Le Cahier des charges imposait une masse maximale du système de vision de 10 kg

• Le calcul a été effectué pour le cas le plus contraignant

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CALCUL DES EFFORTS

• Coefficient de résistance au roulement acier/acier

• Le cahier des charges impose une vitesse de 15 m.min-1

• Temps d’accéleration: 2 sec

• Facc = (Γ.P) / g

Système

Poids

Poids total 495 N

Coefficient de roulement 0.04

Effort de roulement 19.8 N

Accéleration 0.13 m.s-2

Effort d’accéleration 6.2 N

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CALCUL DE L’EFFORT DE PLAQUAGE

Effort de traction 19.8 N

Coefficient de frottement 0.15

Effort de plaquage mini 132.1 N

Effort de plaquage applique 280 N

• Fp = Ftr / f

• Coefficient de frottement bronze/acier

Pieces Poids Efforts Motoreducteur 2.7 27 Plaque de fixation 1 0.272 2.72 Plaque de fixation 2 0.272 2.72 Embase de fixation 0.39 3.9 Assemblage galet moteur 0.466 4.66 Assemblage boitier de roulement 2.195 21.95 Assemblage chariot special 1.101 11.01 Assemblage chariot partie gauche 0.873 8.73 Visserie 0.2 2

Effort induit 140

Effort total 224.7

Frottement Bronze acier inox 0.15

Effort final 258.4 Ajout du poids des éléments a soulever

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CALCUL DE L’EFFORT INDUIT

Effort de plaquage appliqué 280 N

Coefficient de roulement 0.04

Effort induit 11.2 N

CALCUL DE L’EFFORT DE TRACTION FINALEffort induit 11.2 N

Effort d’accéleration 6.2 N

Effort de traction final 17.4 N

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PUISSANCE MOTEUR

Couple galet moteur 0.35 N.m

Donnees reducteur Valeur Unitee Rapport de reduction 2.0 Rendement 0.8

Couple moteur 0.22 N.m

Donnees moteur Valeur Unitee

Marge de securite 1.5

Couple moteur 0.33 N.m

Rendement 0.75 Nmoteur 2700.0 tr/min wmoteur 282.7 rad/s

Puissance du moteur 92.2 W

Puissance utile 122.9 W

• Sélection possible

• Nombreuses itérations du fait du changement du poids

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EVOLUTION DE LA CONCEPTION

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1ÈRE CONCEPTIONProblème lors de

passage de courbes

Construction d’un chariot spécial

Contact non assuréEfforts supplémentaires

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2IÈME CONCEPTION

Problème effort de plaquage galet

Insertion guidage et

désolidarisation

• Plaquage verticale non garanti

• Montage de roulement

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DERNIÈRE ÉTAPEDéplacement du chariot dans les

courbes

Version finale

Insertion des derniers composants

Solidarisation de l’ensemble

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Mise en plan 2D

Carter de roulement

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SCHÉMA DE CONCEPTION

Chariot spécial

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Définition du système de contrôle

Inversion

Voyants Capteurs fin de courses

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CAPTEURS FIN DE COURSES Capteurs céramiques (pas de plastique)

Embarqués ( ne restent pas exposés )

Résistant à des températures très élevées (similaire à notre environnement)

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ANALYSE BUDGÉTAIRE

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PLANNING

Ce qu’il reste a faire:-Caméra-Fabrication-Implantation (Février/Mars 2012)

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CONCLUSION

Découverte d’un nouveau domaine

Nouvelles connaissances (matériaux, logiciels)

Connaissances replacées dans le contexte industriel et approfondies

Découverte de la réalité du travail en BE

Projet complet

Petite déception

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REMERCIEMENTS

A M. Jean-Louis GRENARD pour le bon déroulement de ce stage et tout ce qu’il m’a apporté

A M. Gilles HUGON sans qui je n’aurais pas eu ce stage

A M. André LETANT qui m’a suivit en tant qu’enseignant tuteur

A toute l’équipe EN/HE du CERN pour sa bonne humeur et son aide

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THANKS FOR YOUR ATTENTION

NOW, QUESTIONS TIME