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8 4 علوم المهندس شعبة العلوم والتكنولوجيات : مسلك العلوم والتكنولوجيات الميكاني

8 4 علوم المهندس شعبة العلوم والتكنولوجيات : مسلك العلوم والتكنولوجيات الميكانيكية NS45 الصفحة 1 16 Constitution de l’épreuve Volet 1 : présentation de l’épreuve : page 1/16 Volet 2 : présentation du support : page 2/16 Volet 3 : substrat du sujet : pages 2/16 à 5/16 documents réponses : pages 6/16 à 12/16 (à rendre par le candidat) Volet 4 : documents ressources : pages 13/16 à 16/16 Volet 1 : Présentation de l’épreuve  Système à étudier : PINCE A TROIS DOIGTS ;  Durée de l’épreuve : 4 heures;  Coefficient : 8;  Moyen de calcul autorisé : Calculatrice non programmable;  Documents autorisés : aucun;  Les candidats rédigeront sur les documents réponses prévus à cet effet. GRILLE DE NOTATION SITUATION D’EVALUATION 1 SITUATION D’EVALUATION 2 SITUATION D’EVALUATION 3 TACHE 1 TACHE 1 TACHE 1 1.1 1.5pt 1.1 1.5pt 1.1 1pt 1.2 1pt 1.2 2pts 1.2 1pt 1.3 1pt 1.3 1pt 1.3 0.5pt 1.4 1pt 1.4 1pt TACHE 2 TACHE 2 TACHE 2 2.1 2pts 2.1- a 0,5pt 2.1 2pts 2.2 1pt 2.1- b 2.5pts 2.2 2.5pts 2.3 2pts 2.2-a 1pt 2.4 2pts 2.2-b 1.5pt TACHE 3 2.2-c 1.5pt 3.1 2pts 2.2-d 0.5pt 3.2 1pt 2.3 5pts 2.4 1,5pt TACHE 3 TACHE 4 TACHE 3 3.1 1pt 4.1 1pt 3.1 0.5pt 3.2 3pts 4.2 2pts 3.2 1.25pt 3.3 1pt 4.3 0.5pt 3.3 3.5pts 3.4 3.75pts 3.5 1.5pt Total SEV1 13pts Total SEV2 19pts Total SEV3 28pts NOTE GLOBALE : sur 60 points الصفحة 2 16 اامتحان الوطني الموحد للبكالوريا -الدورة العادية 2012 – ع الموضو- مادة : علوم المهندس - شعبة اƃعƄوم واƃتƂنوƃوجيات : مسƄك اƃعƄوم واƃتƂنوƃوجيات اƃميƂانيƂية NS45 Volet 2 : Présentation du support : Les pinces de préhension à trois doigts sont devenues très demandées dans le domaine de la manutention (schéma synoptique minimal ci-dessous). Etant donné ce constat, une société spécialisée dans la conception et la fabrication des pinces de préhension à deux doigts a chargé son bureau d’étude de faire les modifications nécessaires sur cette pince pour avoir une pince à trois doigts. Cette étude doit viser les objectifs suivants : - la nouvelle pince à trois doigts doit se monter sur plusieurs types de bras manipulateurs; - les performances de la nouvelle pince consignées sur l’extrait du cahier des charges fonctionnel (cdcf), document ressources page (14/16), doivent être respectées; - le coût de fabrication de la nouvelle pince à trois doigts doit assurer sa compétitivité sur le marché. Schéma synoptique minimal Après réflexion, le bureau d’étude a proposé une solution illustrée par le dessin d’ensemble de la nouvelle pince à trois doigts, voir documents ressources pages (13/16 et 14/16). Fonctionnement de la pince à trois doigts : La saisie d’une pièce est réalisée par la fermeture des trois mors 20 de la pince liés aux éléments : moignon 6, biellettes 3, chape 15, tige 7 et le piston 8. Le déplacement du piston 8 (vers le bas ou vers le haut) est assuré par une énergie pneumatique fournie par un compresseur central et acheminée au piston grâce aux deux orifices. Volet 3 : Substrat du sujet Pour répondre au premier objectif assigné auparavant, le montage de la nouvelle pince à trois doigts sur un bras manipulateur peut se faire soit :  par l’intermédiaire des rainures en Té effectuées sur le cylindre 2 (voir documents ressource pages 13/16 et 14/16) ;  par une pièce adaptative 22 encastrée d’un côté sur le cylindre 2 et de l’autre côté sur le bras manipulateur non représenté. Pour cela, effectuer les tâches suivantes : SITUATION D’EVALUATION 1 : Compresseur central Accumulateur Central Circuit pneumatique de commande Pince de préhension Pièces الصفحة 3 16 اامتحان الوطني الموحد للبكالوريا -الدورة العادية 2012 – ع الموضو- مادة : علوم المهندس - شعبة اƃعƄوم واƃتƂنوƃوجيات : مسƄك اƃعƄوم واƃتƂنوƃوجيات اƃميƂانيƂية NS45 Tâche n° 1 : Avant d’étudier la solution à adopter pour le montage de la pince sur le bras manipulateur, il s’avère nécessaire d’appréhender d’abord le fonctionnement de la nouvelle pince à trois doigts. Sur document réponses page (6/16), on vous demande de compléter : 1.1. L’actigramme de la fonction globale de la pince à trois doigts ; 1.2. Le diagramme pieuvre ; 1.3. Le tableau des fonctions de service. Tâche n° 2 : Il s’agit ici de comprendre les opérations de serrage (fermeture) et de desserrage (ouverture) des mors de la pince lors de l’opération de la préhension des pièces. En se référant aux documents ressources pages (13/16 et 14/16) et sur le document réponses page (6/16) : 2.1. Compléter la chaîne cinématique de la pince en indiquant les liaisons et leurs solutions technologiques (ST) adaptées ; 2.2. Indiquer, selon la modélisation de la pince dans les deux phases (serrage et desserrage), par des flèches le sens de :  circulation de l’air comprimé ;  mouvement du piston 8 et des mors 20. Tâche n°3 : L’objectif de cette tâche est d’étudier la liaison encastrement, entre la pièce adaptative 22 et le cylindre 2 de la pince, obtenue par deux pions de centrage 24 et quatre vis 23 à tête hexagonale M6x26. Sur document réponses page (7/16) : 3.1. Expliquer la désignation suivante : vis à tête hexagonale M6x26 ; 3.2. Compléter la vue en coupe brisée suivant le plan A-A en mettant en place la vis d’assemblage 23 et le pion de centrage 24 ; 3.3. Indiquer les types d’ajustements entre le pion de centrage 24 et le cylindre 2 et entre le pion de centrage 24 et la pièce adaptative 22. Tâche n°1 : En isolant la biellette 3 et par une étude mécanique, on veut déterminer la pression d’alimentation appliquée sur le piston 8 nécessaire en phase de serrage, sachant que la valeur limite de l’effort de serrage maxi au niveau de chaque mors est . A partir des documents ressources pages (13/16 et 14/16) et en utilisant la modélisation du document réponses page (8/16), on vous demande de : Parmi les performances de la nouvelle pince à trois doigts, on doit assurer un effort de serrage au niveau de chaque mors de 60 N plus au moins 5 N. Cet effort de serrage résulte de la pression sur le piston 8 venant d’un compresseur central à travers le circuit pneumatique (document ressources page15/16). Aussi, l’effort de serrage est transmis aux mors 20 par les biellettes 3, la chape 15 et la tige 7. Il est donc nécessaire de déterminer la valeur de la pression d’alimentation, d’assurer sa régulation durant le fonctionnement de la pince et de garantir la résistance mécanique des différentes pièces participant à la transmission de cet effort de serrage. Afin de répondre à ces exigences, effectuer les tâches suivantes : SITUATION D’EVALUATION 2 : الصفحة 4 16 اامتحان الوطني الموحد للبكالوريا -الدورة العادية 2012 – ع الموضو- مادة : علوم المهندس - شعبة اƃعƄوم واƃتƂنوƃوجيات : مسƄك اƃعƄوم واƃتƂنوƃوجيات اƃميƂانيƂية NS45 1.1. Compléter le bilan des actions mécaniques extérieures appliquées sur la biellette 3 ; 1.2. Calculer analytiquement les actions et en appliquant le principe fondamental de la statique ; 1.3. Calculer le module de l’action mécanique , résultante des actions des trois biellettes 3, appliquée à la tige 7 et au piston 8 ; 1.4. Déduire la pression PB nécessaire, en phase de serrage, sur le piston 8 (en Pa). Tâche n°2 : La pression d’alimentation PB de la pince, nécessaire sur le piston 8 en phase de serrage des mors 20, provient d’un compresseur central et à travers le circuit pneumatique simplifié (documents ressources pages 14/16 et 15/16). Pour un éventuel choix du compresseur central, il est nécessaire de savoir la puissance pneumatique à fournir par celui-ci pour l’utilisation d’une pince à trois doigts. En prenant PB=8 bars et sachant que les pertes de charges totales (singulières et régulières) dans le circuit ΔpAB = 5.105 Pa, les frottements du joint d’étanchéité du piston 8 sont négligés, le diamètre intérieur de la conduite dconduite=15 mm, la pression atmosphérique est Patm=105 Pa, la masse volumique de l’air ρ=1,3 Kg/m3 et la différence de hauteur entre les point A et B est négligeable, sur le document réponses page (8/16), on vous demande de : 2.1. Donner la désignation des éléments (a, b, c, d) du circuit pneumatique simplifié qui commande le piston 8 et la tige 7 de la pince ; 2.2. Déterminer la vitesse V8 (en m/s) du déplacement du piston 8 sachant que la course par doigt est de 4,5 mm comme elle est mentionnée sur le tableau des caractéristiques techniques de la pince à trois doigts (doc. ressources page 14/16) ; 2.3. Déduire le débit volumique qv de l’air comprimé du circuit (en m3/s) en prenant V8 = 0,09 m/s ; 2.4. Calculer, en appliquant le théorème de Bernoulli entre les points A et B, la puissance pneumatique Pu que doit fournir le compresseur central pour l’utilisation d’une pince à 3 doigts. Tâche n°3 : Pour garantir le respect de l’intervalle de tolérance imposé à l’effort de serrage, il faut assurer la continuité et uploads/s1/ examens-national-2bac-stm-sci-ingen-2012-n-pdf.pdf