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S OUTENANCE DE S TAGE Projet ISOLE Conception dun système de vision 1 GUERY Guillaume.

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1 S OUTENANCE DE S TAGE Projet ISOLE Conception dun système de vision 1 GUERY Guillaume

2 S OMMAIRE Le CERN Présentation du projet Mon travail Recherches Contraintes denvironnement 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 2 Mise en plan 2D Schéma de conception Définition du système de contrôle Capteur fin de course Analyse budgétaire Planning Conclusion Remerciements

3 L E CERN Conseil européen de recherche nucléaire 20 états membres Depuis salariés Expériences réalisées à laide daccélerateurs de particules linéaires ou circulaires 3

4 P RÉSENTATION DU PROJET ISOLDE (Isotope Separator On Line Device): 2 Robots 2 Couloirs Cibles irradiées « Front end » Milieu très radioactif (pas dintervention humaine) Installation dun système de vision: Observation du travail des robots Utile en cas de panne (prise de décision, reprise en manuel) Inspection visuelle de la zone 4 Cible Front end

5 M ON TRAVAIL Conception du système de vision: Recherche de solutions Conception CAO Mise en plan 2D Analyse du moyen de contrôle du système 5

6 R ECHERCHE Renseignement sur différents types de convoyeurs aériens Analyse moyens de translation Analyse guidages en translation Analyse types de motorisation Analyse moyens dalimentation Analyse caméras Analyse fournisseurs pour résistance milieu radioactif 6

7 C ONTRAINTES 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 7

8 C AMÉRA Toutes les positions possibles Résiste a 600 Gy/h Pèse 6 kg Zoom 300 X 8

9 C ONCEPTION Modélisation des rails à mettre dans la zone Calcul de longueur de rail, de longueur de câbles Modélisation de lensemble système de vision Nombreuses modifications et optimisations Calcul puissance moteur Calcul durée de vie de roulement 9

10 M ODÉLISATION DES RAILS Cheminement non fixé Depend de la position finale des robots

11 D IMENSIONNEMENT DE LA CINEMATIQUE 28 m 38 m Calcul des longueurs de câbles 30 m de rajout pour distance salle de contrôle/début de guirlande Calcul des longueurs de câbles 30 m de rajout pour distance salle de contrôle/début de guirlande 11

12 C ALCUL DU POIDS A TIRER PAR LE M OTEUR Ensembles QuantiteMasse (kg) Chariots portes cable Cables Chariots d'entrainement Chainette de liaison Moteur Reducteur 11.5 Ensemble suspendu 110 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 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 12

13 C ALCUL DES EFFORTS Coefficient de résistance au roulement acier / acier Le cahier des charges impose une vitesse de 15 m.min -1 Temps daccéleration: 2 sec F acc = (Γ.P) / g Coefficient de résistance au roulement acier / acier Le cahier des charges impose une vitesse de 15 m.min -1 Temps daccéleration: 2 sec F acc = (Γ.P) / g Système Poids Poids total495N Coefficient de roulement0.04 Effort de roulement19.8N Accéleration0.13m.s -2 Effort daccéleration6.2N 13

14 C ALCUL DE L EFFORT DE PLAQUAGE Effort de traction19.8N Coefficient de frottement0.15 Effort de plaquage mini132.1N Effort de plaquage applique280N F p = F tr / f Coefficient de frottement bronze / acier F p = F tr / f Coefficient de frottement bronze / acier Pieces Poids Efforts Motoreducteur Plaque de fixation Plaque de fixation Embase de fixation Assemblage galet moteur Assemblage boitier de roulement Assemblage chariot special Assemblage chariot partie gauche Visserie Effort induit 140 Effort total Frottement Bronze acier inox 0.15 Effort final Ajout du poids des éléments a soulever 14

15 C ALCUL DE L EFFORT INDUIT Effort de plaquage appliqué280N Coefficient de roulement0.04 Effort induit11.2N C ALCUL DE L EFFORT DE TRACTION FINAL Effort induit11.2N Effort daccéleration6.2N Effort de traction final17.4N 15

16 P UISSANCE MOTEUR Couple galet moteur 0.35N.m Donnees reducteur ValeurUnitee Rapport de reduction 2.0 Rendement 0.8 Couple moteur 0.22N.m Donnees moteur ValeurUnitee Marge de securite 1.5 Couple moteur 0.33N.m Rendement 0.75 Nmoteur2700.0tr/min wmoteur 282.7rad/s Puissance du moteur 92.2W Puissance utile 122.9W Sélection possible Nombreuses itérations du fait du changement du poids Sélection possible Nombreuses itérations du fait du changement du poids 16

17 E VOLUTION DE LA CONCEPTION 17

18 1 ÈRE CONCEPTION Problème lors de passage de courbes Construction dun chariot spécial Contact non assuré Efforts supplémentaires Contact non assuré Efforts supplémentaires 18

19 2 IÈME CONCEPTION Problème effort de plaquage galet Insertion guidage et désolidarisation Plaquage verticale non garanti Montage de roulement Plaquage verticale non garanti Montage de roulement 19

20 D ERNIÈRE ÉTAPE Déplacement du chariot dans les courbes Version finale Insertion des derniers composants Solidarisation de lensemble Insertion des derniers composants Solidarisation de lensemble 20

21 Mise en plan 2D 21 Carter de roulement

22 S CHÉMA DE CONCEPTION 22 Chariot spécial

23 Définition du système de contrôle Inversion Voyants Capteurs fin de courses 23

24 C APTEURS FIN DE COURSES Capteurs céramiques (pas de plastique) Embarqués ( ne restent pas exposés ) Résistant à des températures très élevées (similaire à notre environnement) 24

25 A NALYSE BUDGÉTAIRE 25

26 P LANNING Ce quil reste a faire: -Caméra -Fabrication -Implantation (Février/Mars 2012) Ce quil reste a faire: -Caméra -Fabrication -Implantation (Février/Mars 2012) 26

27 C ONCLUSION Découverte dun 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 27

28 R EMERCIEMENTS A M. Jean-Louis GRENARD pour le bon déroulement de ce stage et tout ce quil ma apporté A M. Gilles HUGON sans qui je naurais pas eu ce stage A M. André LETANT qui ma suivit en tant quenseignant tuteur A toute léquipe EN/HE du CERN pour sa bonne humeur et son aide 28

29 T HANKS FOR YOUR ATTENTION N OW, Q UESTIONS TIME 29


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