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Dossier technique SYSTEME AUTOMATISE DE MARQUAGE DE BOITIERS Page : 1/7 REPUBLI

Dossier technique SYSTEME AUTOMATISE DE MARQUAGE DE BOITIERS Page : 1/7 REPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE L’EDUCATION ET DE LA FORMATION LYCEE ELHADIKA 29 DECEMBRE 2016 4 4S ST T2 2 DEVOIR DE SYNTHESE N°1 SECTION : SCIENCES TECHNIQUES Epreuve : TECHNOLOGIE Durée : 4 heures Coefficient: 3 Constitution du sujet : - Dossier technique : pages 1/7 - 2/7 – 3/7 - 4/7 - 5/7 - 6/7 et 7/7 - Dossier réponses : pages 1/8-2/8-3/8-4/8-5/8-6/8-7/8 et 8/8. Travail demandé : A. Partie (génie mécanique) : pages 1/8-2/8-3/8 et 4/8 (10 points) B. Partie (génie électrique) : pages 5/8-6/8-7/8 et 8/8 (10 points) SYSTEME AUTOMATISE DE MARQUAGE DE BOITES 1- Présentation du système : Le schéma ci-dessous représente un système permettant de tamponner des boîtiers rectangulaires avec deux motifs différents suivant la couleur de chaque boîtier. Ce système est composé de quatre postes : Poste 1 : Une Goulotte d’alimentation permettant d’alimenter le plateau tournant par des boîtiers de couleurs différentes, jaune et rouge. Poste 2 : Une unité de tamponnage 1 permettant de tamponner les boîtiers jaunes. Poste 3 : Une unité de tamponnage 2 permettant de tamponner les boîtiers rouges. Poste4 : Un convoyeur (Tapis roulant) permettant l’évacuation des boîtiers marqués. L’amenage des boitiers aux différents postes est assuré par un plateau tournant. Observation : Aucune documentation n’est autorisée. L’utilisation de la calculatrice est permise. Dossier technique SYSTEME AUTOMATISE DE MARQUAGE DE BOITIERS Page : 2/7 2- Fonctionnement du système de marquage de boîtiers : 2.1. Disposition des capteurs au niveau du plateau tournant 2.2. Description temporelle La goulotte, située au dessus du plateau tournant, reçoit des boîtiers de deux couleurs différentes, jaune et rouge. L’appui sur le bouton de mise en marche Dcy, provoque la rotation du plateau tournant par un quarts de tour dans le sens horaire pour amener les boîtiers aux différents postes. L’action de marquage des boîtiers jaunes, des boîtiers rouges et de l’évacuation se déroulent simultanément à chaque quart de tour effectué par le plateau tournant. L’unité de tamponnage 1 (poste2), ne fonctionne qu’en présence d’un boîtier jaune (la présence d’un boitier rouge n’a pas d’effet sur ce poste). L’unité de tamponnage 2 (poste3), ne fonctionne qu’en présence d’un boîtier rouge (la présence d’un boitier jaune n’a pas d’effet sur ce poste). L’unité d’évacuation (poste4), ne fonctionne qu’en présence d’un boîtier rouge ou jaune 2.3. Identification des actionneurs et des capteurs : Boîtier évacué 31 Boîtier au poste d’évacuation 30 32 Pas de boîtier au poste d’évacuation Evacuer le boîtier 1 Faire tourner le plateau d’un quart de tour Boîtier au poste1 et mise en marche et plateau indexé 0 Un quart de tour effectué Présence d’un boîtier à l’un des 4 postes et nombre de boitiers rouges < 15 ou nombre de boitiers jaunes < 15 Boîtier marqué Boîtier jaune au poste 2 10 12 Pas de boîtier jaune au poste 2 Marquer le boitier Absence de boîtiers sur le plateau Ou nombre de boitiers rouges égal 15 et nombre de boitiers jaunes égal 15 Boîtier marqué Boîtier rouge au poste 3 20 22 Pas de boîtier rouge au poste 3 Marquer le boîtier 11 21 POSTE 3 -Capteur présence boîtier « Sp3 » -Capteur boîtier rouge « Sr » POSTE 1 Capteur présence boîtier dans la goulotte « Sp1 » POSTE 2 -Capteur présence pièce « Sp2 » -Capteur pièce jaune « Pj » POSTE 4 Capteur présence pièce « Sp4 » Capteur infrarouge plateau indexé« Si » Sens de rotation du plateau Figure 2 Dossier technique SYSTEME AUTOMATISE DE MARQUAGE DE BOITIERS Page : 3/7 Désignation Actionneur Préactionneur Capteur Rotation plateau Plateau indexé Mt1 KM1 Si Tamponnage 1 Boîtier au poste 2 Sp2 Boîtier jaune Sj Descente tampon Mt2 KM21 S21 Montée tampon KM20 S20 Tamponnage 2 Boîtier au poste 3 Sp3 Boîtier rouge Pr Descente tampon Mt3 KM31 S31 Montée tampon KM30 S30 Evacuation Boîtier au poste 4 Mt4 KM4 Sp4 Boîtier évacué Se S15r = 1 lorsque le nombre de boitier rouges atteint 15 S15j = 1 lorsque le nombre de boitier jaunes atteint 15 P1 : capteur présence boîtier dans la goulotte. Dcy : bouton de mise en marche 2.4. Circuit de commande du moteur d’évacuation « Mt4 » Xi : sont des variables binaires associées aux étapes Xi du GRAFCET (exemple : X13 est la variable binaires associées à l’étape 13) 2.5. Caractéristiques du moteur Mt4 Le moteur Mt4 du tapis roulant est à courant continu à excitation indépendante et constante : Tension aux bornes de l’induit : U = 100 V Intensité du courant circulant dans l’induit : I = 8 A Résistance de l’induit : R = 1,25 Ω Fréquence de rotation : n = 1500 tr/min Tension aux bornes de l’inducteur : u = 200 V Résistance de l’inducteur : r = 400 Ω 3- Gestion des pièces dans la goulotte d’alimentation : Un système d’amenage de boitiers (non représenté) permet de placer dans la goulotte 15 boitiers jaunes et 15 boitiers rouges. Pour cela on doit arrêter l’amenage des pièces jaunes dès que le nombre 15 est atteint (le capteur S15j=1), il est de même pour les boitiers rouges(le capteur S15r=1). On désigne par A : le nombre de pièces jaunes et par B : le nombre de pièces rouges et par F la différence absolue entre les nombres de boitiers jaunes et rouges. Pour équilibrer le flux d’amenage des boitiers jaunes et rouges vers la goulotte d’alimentation, on se propose de limiter la différence absolue entre les nombres de boitiers jaunes et rouges à cinq, pour cela on exploite les signaux délivrés par la carte électronique suivante. OSC1/CLKIN 16 RB0/INT 6 RB1 7 RB2 8 RB3 9 RB4 10 RB5 11 R 12 RB7 13 RA0 17 RA1 18 RA2 1 RA3 2 RA4/T0CKI 3 OSC2/CLKOUT 15 MCLR 4 U1 PIC16F84A C1 15pF C2 15pF R1 R2 R3 Si Sp4 x2 x13 x23 Vcc KM4 R4 Se R5 +Vcc Dossier technique SYSTEME AUTOMATISE DE MARQUAGE DE BOITIERS Page : 4/7 . Entrées de sélection Opération réalisée S2 S1 S0 0 0 0 F = 0000 0 0 1 F= B - A 0 1 0 F = A - B 0 1 1 F= A plus B 1 0 0 F = A XOR B 1 0 1 F = A OU B 1 1 0 F = A ET B 1 1 1 F = 1111 A0 3 F0 8 A1 1 F1 9 A2 19 F2 11 A3 17 F3 12 B0 4 B1 2 B2 18 B3 16 G 13 CN 15 P 14 S0 5 S1 6 S2 7 74LS381 Le circuit 7485 est un comparateur de deux nombres à quatre bits Le circuit 74LS381 est une Unité Arithmétique et Logique à 4 bits dont on donne la table de vérité arrêter l'aménage des boîtiers jaunes A0 F0 A1 F1 A2 F2 A3 F3 B0 B1 B2 B3 G CN P S0 S1 S2 74LS381 A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3 A<B QA<B A=B QA=B A>B QA>B 7485 Compteur boîtiers jaunes Compteur boîtiers rouges +Vcc arrêter l'aménage des boîtiers rouges Dossier technique SYSTEME AUTOMATISE DE MARQUAGE DE BOITIERS Page : 5/7 1- Fonctionnement du mécanisme d’entrainement du tapis roulant Le poste 4 (poste d’évacuation des boitiers marqués) est un tapis roulant (convoyeur) assurant l’évacuation des boitiers marqués. La page 6/6 du dossier technique représente le mécanisme assurant l’entrainement du tambour du convoyeur à deux vitesses. Ce mécanisme schématisé ci-contre fonctionne comme suit :  1ére vitesse du convoyeur L’embrayage (E1) embrayé et l’embrayage (E2) débrayé, la rotation de l’arbre moteur (1) est transmise a l’arbre de sortie(8) à travers les engrenages (1, 2) et (3,4).  2éme vitesse du convoyeur L’embrayage (E1) débrayé et l’embrayage (E2) embrayé, la rotation de l’arbre moteur (1) est transmise a l’arbre de sortie(8) à travers les engrenages (1, 2), (6,7), (5,3) et (3,4). 22 2 Goupille de centrage 46 1 Bague cannelée 21 2 Goupille de centrage 43 2 Plaque 20 4 Vis CHc 42 2 Roulement 19 4 Vis CHc 41 2 Clavette 18 4 Vis CHc 40 1 Ecrou 17 4 Vis CHc 39 1 Cage bobine 16 4 Ecroue 38 1 Bobine 15 2 Roulement 34 1 Plateau mobile 14 2 Roulement 36 1 Disque d’embrayage extérieur 13 2 Clavette 35 1 Disque d’embrayage intérieur 12 1 Bâti 34 1 Plateau mobile 11 1 support 33 1 Ecrou 10 3 Support moteur 32 1 Cage bobine 09 1 Clavette 31 1 Bobine 08 1 Arbre de sortie 30 1 Flasque 07 1 Roue Z = 113 dents 29 2 Disque d’embrayage extérieur 06 1 Arbre intermédiaire (pignon arbrée Z = 35 dents) 28 2 Disque d’embrayage intérieur 05 1 Arbre intermédiaire (Pignon arbrée Z = 54 dents) 27 1 Plateau mobile 04 1 Broche (Roue arbrée Z = 104 dents) 26 1 Roulement 03 1 Roue intermédiaire 25 1 Boitier 02 1 Roue 24 2 Roulement 01 1 pignon entrée 23 2 Goupille de centrage Rp Nb