barillet et tolérance

[eroyer 669]

Bonjour,
je me pose des questions sur les déformations que peut avoir un miroir s'il n'est pas bien centré dans son barillet. La question se pose sur mon bino car pour collimater je dois déplacer un des 2 miroirs dans son barillet, ce qui fait que les triangles ne sont pas exactement sur la position optimale calculée avec plop.
J'essaye avec plop de simuler un décentrement, mais je n'y arrive pas. Je pensais avoir trouvé un truc pour le faire mais ça ne marche pas.
Quelqu'un a-t-il déjà fait ça ?

Eric

[JMBeraud 1 780]

Bonsoir,

Non, je n'ai jamais fait ça pour ma part, mais la question m'a déjà éfleuré l'esprit à plusieurs reprises.

Nos calculs PLOP sont sûrement très bon, mais qu'en est-il de la précision de réalisation des pièecs, de la position de ces pièces, puis effectivement de la position du miroir là dessus.
C'est comme tu le soulignes une étude de sensibilité de la position qu'il faudrait faire.

J'ai envie de sentir qu'à 1 ou 2mm on ne doit pas trop sentir de choses, mais c'est completement au pif, et certainement dépendant de l'épaisseur du miroir et de sa taille, je pense que la plupart des barillets du commerce n'ont pas cette précision dans le placement du miroir sur ses points d'appuis.

Je suis donc aussi intéressé par une quelconque approche un peu plus rigureuse que mon flair...

JMarc

EDIT: et au fait très bien ta conf aux RAPS, beau jouet que tu as là! Bravo pour la réalisation, malheureusement je n'ai pas eu l'occasion de regarder dedans...une autre fois j'espère.

[Ce message a été modifié par JMBeraud (Édité le 10-06-2011).]

[Strock Pierre 232]

Ben il y a un moyen de voir l'effet de la précision de positionnement avec PLOP. On verrouille les paramètres optimisés et ensuite on recalcule en changeant certains. On peut ainsi vite fait voir l'effet d'un rayon qui change de 1 à 2 mm ou des angles qui passe de 30 à 32°.

Après c'est plus sioux de séparer les points pour leur appliquer des efforts unitaires ou de les déplacer seuls. Mais...

[eroyer 669]

Bonjour à tous,
Le problème c'est que je ne veux pas changer les rayons ni les angles mais la position du miroir dans le barillet. J'ai essayé de créer un barillet avec 6 "support ring" différents pour pouvoir positionner individuellement chaque support (dans ce cas on peut mettre l'angle et le rayon qu'on veut sur chaque point). Le problème dans cette configuration c'est que si on donne des rayons égaux (ou trop proches) à plusieurs points on a un message d'erreur qui dit que le maillage (mesh) n'est pas suffisamment fin. Et en augmentant le maillage, on finit par avoir un message d'erreur qui nous dit que plop ne peut pas gérer un maillage aussi fin. Bref c'est l'impasse.
Et en cherchant sur le web je n'ai pas trouvé ces infos.

Eric

[Kentaro 0]

C'est le fruit de l'expérience et du pifomètre, mais je ne crois pas qu'un léger décentrement du miroir sur son barillet influe énormément sur le miroir. En tout cas, je n'en ai jamais constaté de visu en visuel avec mon oeil...

Autant un triangle très mal équilibré peut provoquer des différences de pression sur le miroir, autant un petit décentrement me semble négligeable.

Tu poses la question car tu as constaté d'expérience une différence ?

[eroyer 669]

Bonjour Pierre,
Je me pose la question car l'alignement des optiques sur un bino nécessite de décentrer légèrement un des deux miroirs.
Sur mon bino, j'ai des miroirs de diamètre 360 et 33 d'épaisseur. D'après plop, un barillet 6 points est suffisant, mais il n'y a pas beaucoup de marge de manoeuvre. Or je savais que j'allais avoir un miroir un peu décentré, du coup j'ai fait des 18 points en me disant que j'aurais plus de marge pour tolérer un décentrement. Ca fonctionne car au star test, je ne vois pas de déformation du miroir.

Mais je pose quand même la question de passer à un 6 points et je voudrais savoir sans tout démonter si cela a une chance de marcher. Actuellement j'ai un miroir qui doit être décalé d'environ 5 mm de sa position idéale par rapport au barillet.

Pourquoi vouloir passer à 6 points ? 2 raisons
- ça me permettrait de réduire un peu l'épaisseur du barillet
- mes barillets doivent avoir un problème car si je soulève le miroir à la main et que je le repose sur ses triangles, le miroir ne revient pas à sa position d'origine. Du coup à chaque transport en voiture, le miroir ne se recale pas comme il faut et il faut reprendre la collimation. Curieusement ce phénomène se produit presque toujours sur le miroir de droite et presque jamais sur celui de gauche. Je ne sais pas ce qui coince (mauvaise articulation d'un des triangles ? butée latérale qui accroche ?). Bref, je vais devoir faire des modifications et tant qu'à y être je me demande si finalement passer à un 6 points ne permettrait pas de mieux gérer ce genre de problèmes.

Voila mes réflexions du moment. Je suis preneur de toute idée constructive...

Eric

[Kentaro 0]

Un 6 point pour cette épaisseur me semble un tout petit peu juste. Pourquoi pas un 9 points ? (un triangle plutôt qu'une barre, c'est aussi facile Efaire). Ensuite, bien sur, il faut que l'articulation du triangle soit la plus "souple" possible, qu'un pet de mouche, comme dit le Serge, puisse la faire bouger...

Tes supports de tranche sont E2 fois 45 ° ? Ce sont bien des roulements, et pas une simple vis qui pourrait accrocher sur la tranche ? s'ils sont bien rigides (avec contreforts derrière, pas une simple tige), cela ne devrait pas bouger et le miroir devrait bien retrouver sa place.

Ceci dit, devoir refaire la collimation après un transport, cela n'a rien d'inhabituel. C'est même plutôt normal, vu la multiplicitEdes éléments qui peuvent influer.

Mais pourquoi, si tu doit faire bouger le miroir latéralement, ne pas faire un système oEc'est l'ensemble du barillet et du miroir qui bouge ? C'est peut être une usine Egaz, mais cela doit être possible.

Les RAPs ont passEtrop vite, je n'ai même pas eu le temps d'aller voir en détail ta construction... j'en suis désolE cela m'interessait vraiment d'aller voir ce que tu avais fait!

[Ce message a été modifié par Kentaro (Édité le 11-06-2011).]

[eroyer 669]

j'ai bien 2 contacts à 45° sur la tranche, par contre, il n'y a pas de roulement juste une vis avec un embout en plastique.
Lors de la colimation le barillet bouge avec le miroir, c'est pour cette raison que je n'ai pas mis de roulement, mais c'était peut-être une erreur. Il n'y a pas de problème de flexion à ce niveau là. Le miroir ne prend pas toujours bien appui sur ses 18 points de contact. Après le transport, ce n'est pas une petite décolimation, c'est que le miroir a bougé en orientation de plus de 1° (le plus souvent sur le miroir droit alors que sur le miroir gauche, il n'y a quasiment rien à retoucher). Si je bouge le miroir à la main pour l'appuyer au fond de son barillet, parfois le miroir revient bien, parfois non (peut-être parce que j'appuie un peu plus d'un côté que d'un autre).

Eric

[Kentaro 0]

- La tranche de tes miroirs est bien orthogonale au plan du miroir ? (sur les miroirs Orions UK, la tranche est conique, c'est toujours embêtant).

- Si le miroir ne se met pas en positions sur tous les points, c'est que soit il y a un gros frottement sur l'un des balanciers (qui l'empêche de prendre sa position contre le miroir), soit le miroir s'accroche contre une des touches latérales avant de toucher les points des triangles.

- Lorsque tu installes le miroir, pose le un peu décentré vers le haut, sans qu'il touche les butées latérales (tube à la verticale). La, il devrait se positionner sans problème sur les 18 points (sauf accrochage d'un des balanciers). Ensuite, incline le tube vers l'horizontale. Le miroir va glisser et prendre naturellement sa position contre les butées latérales. Si les touches sont en téflon, c'est encore mieux, le miroir glissera sans accrocher.

[Strock Pierre 232]

Ben l'excentrement d'un verre c'est disons un quart du miroir qui s'éloigne des appuis externes. Tandis que la réduction du rayon des appuis externes c'est tout le miroir qui s'éloigne. On est sur un porte à faux dans les deux cas quoi...

Donc je le calculerai comme ça: Je verrouille les paramètres et je calcule la déformation sans refocalisation et je note la différence de hauteur entre les points d'appuis et le bord du verre. Ensuite je diminue le rayon des appuis externes et rebelotte. Je pense que la différence de déformation en nanomètres donnera la réponse.

MAIS! avant même que tu fasses l'essai: J'ai pas confiance pour le 6 points avec cette idée. Faut bien voir que le 6 points est un truc qui marche à condition que le verre plie bien comme y faut pour que la déformée soit rattrapé par la remise au point. J'ai même pas confiance pour incliner un 6 points car les appuis latéraux peuvent sans doute vite déformer. Dès que le verre sera décalé sur un 6 points, ça va se barrer en biais et ça va faire de l'astigmatisme fort. Vraiment pour un 6 points je ferai le calcul avec un code qui puisse modéliser le problème finement... sans compter le latéral...

[Luc Arnold 21]

Bonjour a tous,

En premiere approximation, on pourrait dire que le miroir excentré subit en plus du miroir centré deux forces supplementaires due au poids du croissant de verre (difference geometrique entre miroir centre et miroir decentre) qui s'ajoute d'un cote et se soustrait de l'autre. Ce couple de forces va etre compense par les points fixes. Ca va generer un peu d'astigmatisme et de coma...
Quantitativement, ca va dependre des parametres geometriques du miroir.
J'ai des codes de calcul de deformation de miroir, mais pas pour le calcul exact d'une deformation induite par decentrement. Mais j'ai fait un calcul pour un miroir de 300mm de diametre, 42mm d'epaisseur, avec une force de 0.6N vers le bas d'un cote et, diametralement opposee, une force de 0.6N vers le haut. La valeur de la force correspond au poids du 'croissant' de verre pour un decentrement de 2mm de mon miroir (le croissant represente 0.8% de la surface du miroir).

erreur du front d'onde pour le miroir decentre:
valeur crete-a-crete=18 nm
valeur rms=3.5 nm
La decomposition de la deformee du front d'onde sur les Zernike donne moitie tilt (donc juste un deplacement de l'image - insignifiant) moitie astigmatisme. La coma est completement negligeable, vers 2nm crete a crete.

C'est une evaluation grossiere, mais ca donne une idee. Il semble donc plus important de soigner les forces au dos du miroir que les positions des points a mieux que le mm. Ensuite, pour bien faire, il faudra regarder chaque cas particulier.

Pour evaluer la surface du 'croissant' (donc sa masse, donc la force
appliquee au miroir): [URL=http://mathworld.wolfram.com/CircularSegment.html]http://mathworld.wolfram.com/CircularSegment.html

L

[Ce message a été modifié par Luc Arnold (Édité le 13-06-2011).]

[eroyer 669]

Bonjour,
merci Luc d'apporter ton point de vue de spécialiste sur nos petits problèmes d'amateurs. Même sans calcul précis, cela permet d'avoir des ordres de grandeur. Mon miroir étant plus grand, plus mince et potentiellement plus décentré que celui utilisé dans ton exemple, la déformation que je peux avoir n'est certainement pas négligeable.

Dans ces conditions, le 6 points ne me parait pas une bonne idée. Du coup j'essaie de voir ce qui ne marche pas bien avec mon barillet actuel. Sur les conseils de Kentaro, je me penche sur les touches latérales. Pour l'instant ce sont des têtes de boulons en nylon. J'ai essayé de les poncer en arrondi pour voir si ça pouvait améliorer un peu les choses. Si ça ne fait pas d'effet je les remplacerais par des roulements.

Eric

[Luc Arnold 21]

bonjour Eric
j'ai vu dans le post que ton miroir est de 360mm et 33 d'epais au bord. en supposant que le f/D est 4.5 et le miroir est en pyrex, un 6-point donne:
Front d'onde avec estimation des effets du cisaillement:
nombre total de supports: 6
valeur crete-a-crete=46.346819 nm (lambda/12.082814)
valeur rms=11.187502 nm (lambda/50.055858 rms)

un 9 point n'est pas vraiment plus difficile a faire il me semble, et donnerait un peu mieux
Front d'onde avec estimation des effets du cisaillement :
nombre total de supports: 9
valeur crete-a-crete=37.116827 nm (lambda/15.087497)
valeur rms=6.611654 nm (lambda/84.698921 rms)

pour un decentrage de 2mm, je trouve sur l'onde:
crete a crete 70nm, rms 13nm. La deformee se decrit avec 40% de tilt, 40% astigmatisme qui domine, le reste de coma. Donc grosso-modo le decrentrage de 2mm genere environ 40nm d'astigmatisme et de coma crete-a-crete.
l'effet n'est pas lineaire avec la valeur de decentrage, mais 2mm ca fixe les idees.

pour les supports lateraux, il y a la technique de la corde a piano perpendiculaire a l'axe optique et appliquee dans le plan moyen du miroir.
ca marche bien et je crois que ca a ete bien decrit dans ce forum par D Vernet entre autres. Sinon il y a la technique du roulement a bille, mais je n'ai jamais teste.

L