Компания SYMÉTRIE для своих гексаподов выбирает усовершенствованные абсолютные энкодеры RESOLUTE™ компании Renishaw
Абсолютные энкодеры серии RESOLUTE компании Renishaw теперь поддерживают гексаподы GICS (Ground Integration and Calibration Support) для обеспечения наземной интеграции и калибровки и ZONDA компании SYMÉTRIE, предназначенные для двух типов расширенных испытаний компонентов на пригодность при изготовлении метеорологических спутников Meteosat третьего поколения (Meteosat Third Generation, MTG), запуск которых запланирован на 2019 год.
Компания SYMÉTRIE является одним из ведущих мировых поставщиков решений в области гексаподов для задач, связанных с позиционированием и перемещением. Гексапод – это тип параллельного робота, также известного под названием «платформа Стюарта», с шестью линейными возвратно-поступательными приводами (подъёмниками) и шестью степенями свободы (крена, рысканья и тангажа по осям X, Y и Z). Гексаподы компании SYMÉTRIE состоят из нижней платформы (основания), верхней платформы (подвижной платформы) и 6 линейных возвратно-поступательных приводов со встроенной шариковой винтовой передачей. Универсальный шариковый шарнир соединяет каждую штангу, соответственно, с основанием и подвижной платформой. Верхняя платформа удерживает нагрузку и может монтироваться как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. Типичные области применения гексаподов: моделирование условий полёта, испытания материалов, микроскопия / телескопия, аэронавтика, научные исследования и многое другое.
Спутники серии MTG будут состоять из четырёх спутников для получения изображений (MTG-I) и двух спутников для зондирования (MTG-S), которые будут собирать данные с геостационарной околоземной орбиты. В обоих случаях такого применения требуется, чтобы индивидуальное управление приводами осуществлялось с помощью жёстких контуров сервоуправления с использованием обратной связи абсолютного энкодера. Энкодерная система RESOLUTE компании Renishaw с линейной шкалой RELA из сплава ZeroMet™ (FeNi36) устанавливается на каждой штанге, что обеспечивает высокоточные измерения при практически нулевом тепловом расширении шкал, с разрешением 5 нм, минимальным шумом, низкой вероятностью циклической погрешности и высокими скоростями прямолинейного движения. Абсолютные энкодеры RESOLUTE обеспечивают повышенную точность и стабильность гексаподов GICS и ZONDA, сертифицированных для применения в чистых помещениях по стандарту ISO-5.
«Мы выбрали абсолютные энкодеры компании Renishaw благодаря их высоким метрологическим характеристикам. Эти абсолютные энкодеры надёжно работают в условиях вакуума. Кроме того, шкала энкодера изготовлена из сплава ZeroMet с низким коэффициентом теплового расширения, что делает наши гексаподы менее чувствительными к колебаниям температуры. Стойкость к перепадам температур была критически важным требованием для данных проектов, связанных с космической оптикой».
Матьё Кук (Matthieu Cuq), ведущий инженер-механик компании SYMÉTRIE, объясняет:
Гексапод GICS
Произведённый по заказу гексапод 1600 (Д) x 1200 (Ш) x 1000 мм (В) был спроектирован для гибкой системы формирования изображения (Flexible Combined Imager, FCI) на четырёх спутниках для получения изображений по заказу Европейского космического агентства (ЕКА). Система FCI обеспечивает передачу полного изображения Земли каждые 10 минут по 16 спектральным каналам. Она состоит из сканирующего зеркала, телескопа и блока спектрального разделения и обнаружения (Spectral Separation and Detection Assembly, SSDA), который включает четыре фильтрующих детектора с оптикой. Гексапод GICS компании SYMÉTRIE предназначен для наземной калибровки и испытания блоков SSDA, имеет шесть степеней свободы и обеспечивает точность размещения при поступательном перемещении ±0,1 мкм. Прибор предназначен для разделения входящего света на 5 дискретных групп спектральных линий; четыре из них – это оптические лучи ближней инфракрасной (БИК) или инфракрасной (ИК) областей спектра. Во время испытаний и калибровки узел источника света (окрашен фиолетовым цветом на рисунке 1) направляет свет в оптический блок внутри подвижной платформы гексапода. Затем оптический блок обрабатывает этот свет и освещает поле обзора блока SSDA, расположенное перед выходным зрачком. Гексапод используется для обеспечения прецизионного и правильного позиционирования между выходным зрачком оптического блока и входной апертурой блока SSDA.
Гексапод ZONDA для интерферометра блока электронной аппаратуры системы обнаружения (IA DEA)
Данный малогабаритный гексапод 725 мм (Д / Ш) x 650 мм (В) предназначен для применения в вакууме с давлением до 10-6 мбар и был специально разработан для наземной калибровки и испытаний интерферометра блока электронной аппаратуры системы обнаружения (Interferometry Assembly Detection Electronics Assembly, IA DEA). Он устанавливается перед инфракрасным зондом (Infra-Red Sounder, IRS) на спутниках для зондирования и обеспечивает получение во время полёта оптических и радиометрических характеристик и последующую регулировку различных элементов приборов. Инфракрасный зонд IRS представляет собой беспрецедентный источник информации для эксплуатационных служб национальных метеорологических центров и региональных / глобальных прогнозов погоды в цифровой форме. Данный прибор, созданный на базе инфракрасного спектрометра с преобразованием Фурье, работает в миллиметровом диапазоне и состоит из сканирующего зеркала, фронтального телескопа, интерферометра, заднего телескопа, охлаждаемой фокусирующей оптики и детекторов. Гексапод компании SYMÉTRIE поддерживает отдельный излучатель «чёрное тело» и источник ИК излучения для наземных испытаний и калибровки блоков IA DEA перед запуском. Оба источника ИК излучения, включая мишени для воспроизведения стандартных тестовых шаблонов, установлены на координатном столике сверху на гексаподе. Функция гексапода заключается в том, чтобы точно сориентировать источники ИК излучения и оптику по отношению к блоку IA DEA с точностью размещения при поступательном перемещении ±0,1 мкм.
Решение с помощью энкодера RESOLUTE
Энкодеры RESOLUTE с протоколом BiSS® обеспечивают улучшение характеристик продукции компании SYMÉTRIE и поддержку её новых разработок инновационных гексаподов. От аэронавтики и космоса до синхротронов и научных исследований – гексаподы широко используются в различных отраслях промышленности и обеспечивают уникальную универсальную платформу для управления перемещением.
Преимущества использования энкодеров RESOLUTE в гексаподах:
- Надёжность: получение надёжных данных от энкодера имеет существенно важное значение. Режимы отказа, такие как ошибки отсчёта, например, после прекращения электроснабжения, являются неприемлемыми, поскольку они приводят к неправильным показаниям, а это может иметь катастрофические последствия, так как отклонение от устойчивых конфигураций может стать причиной серьёзного повреждения гексапода. Энкодер RESOLUTE имеет высокую степень невосприимчивости к загрязнениям, царапинам и следам смазки – факторам, которые могут приводить к ошибкам отсчёта энкодеров других производителей. Независимый алгоритм проверки положения также гарантирует, что любая потенциальная проблема будет отмечена до возникновения какой-либо неисправности в системе сервоуправления.
- Высокая точность системы, быстродействие и последовательный интерфейс BiSS: параллельная кинематическая конструкция гексапода требует наличия чрезвычайно сложной системы управления; например, координаты положения даются по воображаемым декартовым осям, и затем контроллер преобразует их в команды позиционирования для отдельных приводов. Высокая точность и превосходные динамические характеристики энкодера RESOLUTE в сочетании с более коротким временем отклика благодаря интерфейсу BiSS способствуют оптимизации работы контроллера и гексапода.
- Высокая разрешающая способность и низкий уровень шума (дрожания): гексаподам необходима высокая точность и устойчивость. Низкий уровень шума, обычно менее 10 нм (среднеквадратичное значение), повышает чувствительность измерения перемещений и устойчивость гексапода улучшает за счёт жёсткости контуров сервоуправления.
- Простота установки: Абсолютный оптический энкодер RESOLUTE с одной дорожкой обеспечивает более широкие допуски на установку, чем традиционные энкодеры с несколькими дорожками конкурирующих компаний. Встроенный светодиодный индикатор настройки энкодера RESOLUTE упрощает установку при изготовлении и обслуживании гексаподов.
О компании SYMÉTRIE
Компания SYMÉTRIE является ведущим производителем гексаподов. Она расположена в г. Ним, Франция. Гексаподы применяются для позиционирования объектов в пространстве, имеют 6 степеней свободы, обеспечивающих высокую точность, высокое разрешение и жёсткость. Компания SYMÉTRIE обладает обширным опытом реализации крупномасштабных технологических проектов, таких как лазерная установка мегаджоулевого уровня MegaJoule, космических телескопов James Webb и Gaia. В 2007 году компания SYMÉTRIE была удостоена национальной награды Французского колледжа метрологии (Collège Français de Métrologie) в знак признания её заслуг в области метрологии.
Тесное сотрудничество компаний Renishaw и SYMÉTRIE обеспечивает поставку самых современных гексаподов, которые удовлетворяют жёстким требованиям космической промышленности. Дальнейшее сотрудничество будет и дальше способствовать развитию стратегии обновления ассортимента продукции обеих компаний.
