Części do unikatowego teleskopu optycznego dzięki EDGECAM i Hexagon CMM.

22.06.2022

Części do unikatowego teleskopu optycznego wykonane z użyciemu ścieżek narzędzi wygenerowanych w programie EDGECAM. Następnie ustawiane z wysoką precyzją, za pomocą współrzędnościowych maszyn pomiarowych – Hexagon CMM.

Will Taylor, z Brytyjskiego Centrum Astronomicznego (UK ATC), wyjaśnia, że ​​przyrządy zostaną zamontowane w VLT (Very Large Telescope). Obserwatorium Paranal w Chile – najbardziej wydajnym teleskopie naziemnym na świecie.

Jeden z nich jest znany jako MOONS – Multi-Object Optical Near-Infrared Spectograph – który obserwuje wiele obiektów astronomicznych jednocześnie. Pobiera od nich wszystkie informacje w tym samym czasie. UK ATC montuje całość dla MOONS w swojej bazie w Edynburgu. Jak sami twierdzą jest to szczególnie nowatorski i ekscytujący projekt. „Pozwoli astronomom spojrzeć na 1000 obiektów jednocześnie w widmie podczerwonym. Przede wszystkim będzie to pierwszy tego typu zabieg, kiedy ktokolwiek połączył wysoki multipleks z podczerwienią”.

obserwuje wiele obiektów astronomicznych jednocześnie, pobierając od nich wszystkich informacje w tym samym czasie.

Ze względu na ogromną odległość, światło, które docera do nas teraz, w rzeczywistości z gwiazd wyruszyło miliony lat temu. Po raz pierwszy MOONS zabierze naukowców w czasy jeszcze wcześniejsze. Prawdopodobnie około 10 miliardów lat świetlnych, umożliwiając im odtworzenie mapy dużej części Wszechświata.

Teleskop optyczny – obróbka w EDGECAM

Kluczową konstrukcję przyrządu stanowią tysiące małych robotycznych pozycjonerów, rozwiązanie to pozwoli na precyzyjne wyrównanie światłowodów z obiektem docelowym. Następnie światło jest doprowadzane przez światłowody do spektrografu, gdzie jest rozdzielane na trzy kanały o różnych długościach fal. Pozwala to jednocześnie dostarczyć widma w każdym kanale. EDGECAM i Hexagon CMM odegrały główną rolę w produkcji tych bardzo złożonych komponentów, dzięki czemu naukowcy mogą przekraczać w swych obserwacjach dotychczasowe granice stawiane przez ograniczenia sprzętowe. Technik warsztatowy Ryszard Kotlewski był odpowiedzialny za wyprodukowanie większości wewnętrznych komponentów zastosowanych w konstrukcji zawierającej Digital Mirror Device. Komponenty o powierzchni 75 mm kwadratowych do precyzyjnego systemu kalibracji, stanowią zasadniczą część instrumentu, w związku z tym wykonanie ich wymagało kilku godzin programowania za pomocą EDGECAM.

Następnie ustawiłem punkt odniesienia i użyłem funkcji Wyszukiwania Cech w EDGECAM, pozwoliło to na automatyczne wygenerowanie idealnych ścieżek narzędzi.

Po zaimportowaniu modelu 3D do EDGECAM, Ryszard zdecydował, jak część powinna być obrobiona, oraz wybrał odpowiednią maszynę do tego celu. „Następnie ustawiłem punkt odniesienia i użyłem funkcji Wyszukiwania Cech w EDGECAM, pozwoliło to na automatyczne wygenerowanie idealnych ścieżek narzędzi. Niezwykle ważne było, aby części były bardzo precyzyjne wykonane, dokładność była dla nas absolutnie priorytetemi”.

Ponieważ części były używane do mocowania optyki, precyzyjna kalibracja była niezbędna. Zapewniła odpowiednią drogę przychodzącego źródła światła, i skierowanie we właściwe miejsce.

ERIS – Enhanced Resolution Imager and Spectograph

Kolejnym projektem VLT jest ERIS – Enhanced Resolution Imager and Spectograph. Wykorzystuje adaptacyjną optykę głównego teleskopu do usunięcia zniekształceń z atmosfery, podczas „polowania” na planety poza naszym Układem Słonecznym. Will Taylor powiedział nam że mechanizm: „Skutecznie usuwa „poświatę” z gwiazd. Za pomocą lustra, w którym kształt obserwowanej powierzchni jest regulowany setki razy na sekundę, co oznacza, że ​uzyskana ​jakość obrazu jest niewiarygodnie wysoka, i pozbawiona wszelkich  zniekształceń”.

Należąc do międzynarodowego konsorcjum, którego każdy członek produkuje specyficzne mechanizmy dla wybranych obszarów, rolą brytyjskiego ATC dla ERIS było zbudowanie nowego systemu kamer o ograniczonej dyfrakcji, który zostanie połączony z optyką produkowaną we Włoszech.

Ryszard Kotlewski powiedział nam, że niektóre z 6082 aluminiowych części aparatu zostały wyprodukowane na ich 5-osiowej obrabiarce HAAS VF5. „Ponieważ elementy cechuje duża złożoność (ściany górnej połowy są dość cienkie, ze względu na restrykcje dotyczące wagi tego elementu) programowanie obróbki każdego komponentu trwało około jednego dnia. Obróbka skrawaniem wynosiła dwa dni, ze względu na ilość usuwanego materiału.” Do wykonywania głębszych przejść przy mniejszym naprężeniu wykorzystana została strategia obróbki zgrubnej Wave dostępna w EDGECAM. Z powodu mniejszych skoków, przy zachowaniu optymalnej szybkości usuwania materiału.

Części do unikatowego teleskopu optycznego generowane w EDGECAM

„Wzięliśmy wyprodukowane przez nas części wraz z częściami od innych członków konsorcjum. Jeszcze bardziej upewniliśmy się, że są dokładnie ustawione”. Mechanizmy muszą być ustawione z dokładnością do dziesięciu mikronów, taką precyzję zagwarantował HEXAGON CMM.

„Bez maszyny współrzędnościowej nie osiągnęlibyśmy tej kluczowej części operacji”.

Ryszard Kotlewski stwierdził: „To prawdziwy zaszczyt pracować nad tak przełomowymi projektami astronomicznymi. Tworzę elementy, które zapewniają możliwość badania formujących się galaktyk i ewolucji poprzez większą część historii Wszechświata z niespotykaną dotąd dokładnością”.

O firmie

NazwaUK Astronomy Technology Centre

Strona int.: https://www.technologysi.stfc.ac.uk/Pages/United-Kingdom-Astronomy-Technology-Centre.aspx

Branża: Oprzyrządowanie i wyposażenie dla astronomii naziemnej i kosmicznej.

Kluczowe korzyści

  • Wysoka precyzja.
  • Głębsze przejścia, zmniejszenie naprężeń, przy optymalnej wydajności usuwania materiału.
  • Szybkie i dokładne generowanie ścieżek narzędzi.