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REPUBLIQUE TUNISIENNE * * * * * * * MINISTERE DE L’EDUCATION ET DE LA FORMATION

REPUBLIQUE TUNISIENNE * * * * * * * MINISTERE DE L’EDUCATION ET DE LA FORMATION DEVOIR DE SYNTHESE N° 1 DECEMBRE 2007 D.R.E.F. KAIROUAN EPREUVE : TECHNOLOGIE SECTION : SCIENCES TECHNIQUES Durée : 4 heures Coefficient : 3 SYSTEME DE MANUTENTION DES CAISSES « TRANSGERBEUR » CONSTITUTION DU SUJET : - Dossier technique : pages 1/5, 2/5 ,3/5 ,4/5 et 5/5. - Dossier réponses : pages 1/9, 2/9 ,3/9, 4/9 ,5/9, 6/9, 7/9, 8/9 et 9/9 TRAVAIL DEMANDE : - 1 ère partie ( génie mécanique ) : pages 1/9, 2/9 ,3/9 et 4/9 - 2 ème partie ( génie électrique ) : pages 5/9, 6/9, 7/9, 8/9 et 9/9 NB : - Le candidat doit disposer les pages 1/5 à 5/5 du dossier technique. - Les pages 1/9 à 9/9 du dossier réponse sont à rendre obligatoirement. - Aucune documentation n’est autorisée. Sauf les calculatrices et le matériel habituel du dessinateur. 1 – Présentation : Le transgerbeur, objet d’étude, est un système automatisé qui permet le stockage et le déstockage des caisses d’un magasin (figure 1) en raison d’améliorer ses performances économiques en réduisant au minimum les délais entre les besoins et les disponibilités de produits placés en caisses métalliques. Le magasin envisagé comporte 2160 alvéoles de rangement ou peuvent être déposées des caisses de produits, ces alvéoles sont aménagées dans deux structures rectangulaires ayant une configuration matricielle de 18 niveaux et 60 colonnes, gauche et droite se faisant face. Dossier Technique Système de manutention des caisses « Transgerbeur » Page 1/5 Caisse de produit Cabine de commande manuelle Traverse supérieure Deux chaines à rouleaux Deux fourches télescopiques Elévateur Groupe moteur de levage Portique Capteur sensitif Griffes de retenue 2 colonnes de guidage de l'élévateur 13 pignons de guidage Figure 2 x z y o Zone d’étude Figure 1 2 – Constitutions du système de manutention « Transgerbeur » : Le système de manutention ‘’transgerbeur’’ partiellement représenté par la figure 2 est constitué :  D’un portique roulant au sol sur 2 rails (mouvement X).  D’un système de levage constitué essentiellement : * D’un ensemble mobile, comportant : ● L’élévateur, caisson rigide, guidé le long des deux colonnes par des jeux de galets (mouvement Y) qui supporte : - Une cabine de commande manuelle. - Un ensemble de deux fourches télescopiques permettant la prise et la pose de caisses dans les alvéoles de gauches et de droite (mouvement Z ). - Un palpeur mobile suivant l’axe Z permet à l’arrêt du transgerbeur « TG » de vérifier que l’alvéole droite ou gauche, est vide ou pleine. ● Un contrepoids qui équilibre le poids de l’élévateur ( non représenté). * D’un groupe moteur de levage situé au pied d’une des colonnes et solidaire du portiquequi entraîne deux chaînes permettant la translation verticale de l’élévateur. ce groupe comprend : ● Sous groupe d’entraînement rapide, comportant : - Un moteur à courant continu « GVY » muni d’un frein électromagnétique à manque de courant pour arrêt d’urgence - Un réducteur à engrenages cylindriques à denture droite. ● Un réducteur à roue et vis sans fin. ● Sous groupe d’entraînement lent, comportant : - Un moto-réducteur « PVY » - Un embrayage électromagnétique.  D’un système de plaques réfléchissantes, d’une certaine longueur, donnant l’adresse de la colonne d’alvéoles en face de laquelle se trouve le portique. Ces plaques sont disposées régulièrement le long de la voie (X) suivant un pas égal à celui des colonnes d’alvéoles.  D’un système de cellules photo-sensibles (XP0 à XP5),solidaire du portique, permettant le codage en binaire de l’adresse de la colonne d’alvéole en face de laquelle se trouve le portique.  D’un système de plaques réfléchissantes disposées le long de la voie (Y), donnant l’adresse du niveau d’alvéole en face duquel se trouve l’élévateur.  D’un système de cellules photo-sensibles (YP0 à YP4), solidaire de l’élévateur, permettant le codage en binaire l’adresse du niveau d’alvéole en face duquel se trouve les deux fourches. Remarques : - La prise et la pose des charges nécessitent des mouvements verticaux d’une amplitude voisine de 20 cm qui sont obtenus grâce à ce même groupe de levage. Schéma du groupe moteur de levage : Extrait de la notice du constructeur du groupe moteur de levage : Elément Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 d11 Nm GVY (tr/mn) Nm PVY(tr/mn) Caractéristique 20 40 20 40 20 30 3 30 100 3000 1500 Dossier Technique Système de manutention des caisses « Transgerbeur » Page 2/5 Moteur GVY Réducteur à engrenage Réducteur à roue et vis sans fin Embrayage électromagnétique Moto-réducteur PVY Z1 Z2 Z4 Z3 Z5 Z6 Z8 Z7 3 – Description du fonctionnement du Tansgerbeur : Pour le fonctionnement automatique, il suffit d’introduire les coordonnées (Xd ;Yd) des points de prise ou de dépose de la caisse et l’automate se charge de l’opération. Notre étude se limitera à l’opération de prise de caisse. Initialement les fourches sont en face de l’alvéole demandée (position validée par les capteur X et Y), un opérateur choisi grâce à un pupitre de commande l’alvéole droite (d=1) ou celle de gauche (g=1). Si le choix est déterminé, le cycle de préhension commence : - Sortie du palpeur à droite (si d=1) ou à gauche (si g=1), pour vérifier que l’alvéole est vide ou pleine. • si l’alvéole est vide (v=0) : - le palpeur rentre à sa position initiale et une alarme s’active. - l’alarme reste encore activée pendant 20s ( pour la préparation à un nouveau cycle de fonctionnement). • si l’alvéole est pleine (v=1) : - le palpeur rentre à sa position initiale (jusqu’à l’action du capteur Pr). - les deux fourches sortent à droite (jusqu’à l’action du capteur fd) ou à gauche (jusqu’à l’action du capteur fg). - les fourches montent de 20 cm, pour prendre la caisse. - la fin de la montée (capteur h actionné), provoque l’arrêt du système pendant 20s. - après le découlement des 20s, les fourches rentrent au centre( jusqu’à l’action du capteur fc).  Tableau des affectations : Dossier Technique Système de manutention des caisses « Transgerbeur » Page 3/5 Actions Sorties système Sorties Automate TSX Sorties Automate AEG Entrées système Entées Automate TSX Entées Automate AEG sortir le palpeur à droite KM1 ٪Q2.1 Q1 Pd ٪I1.1 I1 sortir le palpeur à gauche KM2 ٪Q2.2 Q2 Pg ٪I1.2 I2 Rentrer le palpeur KM3 ٪Q2.3 Q3 Pr ٪I1.3 I3 Sortir les fourches à droite KM4 ٪Q2.4 Q4 fd ٪I1.4 I4 Sortir les fourches à gauche KM5 ٪Q2.5 Q5 fg ٪I1.5 I5 Rentrer les fourches au centre KM6 ٪Q2.6 Q6 fc ٪I1.6 I6 Monter les fourches de 20 cm KM7 ٪Q2.7 Q7 h ٪I1.7 I7 Activer alarme AL ٪Q2.8 Q8 - - - Enclencher une temporisation de 20s T1 ٪Q2.9 T1 t1 ٪I1.8 T1 Enclencher une temporisation de 20s T2 ٪Q2.10 T2 t2 ٪I1.9 T2 d ٪I1.10 I8 g ٪I1.11 I9 X ٪I1.12 I10 Y ٪I1.13 I11 V ٪I1.14 I12 figure 3 X : (Xd=Xp) d KM1 Y : (Yd=Yp) g KM2  Schéma synoptique de commande de la sortie du palpeur  Gestion de comptage La figure ci-dessous représente le circuit de comptage des caisses prises du magasin, réalisé par le CI 4040. Dossier Technique Système de manutention des caisses « Transgerbeur » Page 4/5 CP0 CP1 MR Mode 1 0 Incrémentation du compteur 0 0 Incrémentation du compteur X 0 Sans changement X 0 Sans changement 0 0 Sans changement H 0 Sans changement X X 1 Q0 à Q3 =0 CTR 12 0 + 1 2 CT=0 CT 11 9 Q0 7 Q1 6 Q2 5 Q3 3 Q4 2 Q5 4 Q6 13 Q7 12 Q8 14 Q9 15 Q10 1 Q11 CP 1 MR 2 H & & & ≥1 Init R +Vcc GND figure 4 - Xd et Yd : adresses de destination du transgerbeur. - Xp et Yp : adresses en face desquelles se trouve le transgerbeur. Xd (10) Yd (10) Codeur Comparateur 6 bits C1 CI1 Xp (2) Xd (2) Codeur Comparateur 5 bits C2 CI1 Yp (2) Yd (2) & & & 3 1Q0 4 1Q1 5 1Q2 6 1Q3 11 2Q0 12 2Q1 13 2Q2 14 2Q3 1CP0 1 1CP1 2 1MR 7 2CP0 9 2CP1 10 2MR 15 CTR DIV16 ≥≥ CT=0 CT=0 ≥1 ≥1 Double compteur binaire « 4520 » 4- Montage du système : « Roue et vis sans fin » Dossier Technique Système de manutention des caisses « Transgerbeur » Page 5/5 Ech : 1/2 B B A A B - B A - A C - C C 22 17 15 14 8 9 13 12 11 10 7 6 5 4 3 2 1 18 19 20 21 16 23 Rep 6 2 Roulement à une rangée de billes à contact oblique Nb 1 1 Carter 2 1 Vis sans fin 3 1 Roue dentée 7 2 Joint à deux lèvres 9 1 Protège 5 8 Vis à tête hexagonale M6 4 1 Joint plat 8 2 Boîtier pour vis uploads/S4/ devoir-de-synthese-n01-2007-2008-region-kairouan.pdf