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BACCALAURÉAT SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES Spécialité génie électroniq

BACCALAURÉAT SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES Spécialité génie électronique Session 2007 Étude des systèmes techniques industriels MACHINE À COMMANDE NUMÉRIQUE 3 AXES CORRIGÉ Partie construction mécanique CORRIGÉ PARTIE MÉCANIQUE Bac STI G. Électronique 7ESELME1 Étude des systèmes techniques industriels Corrigé construction mécanique Page Bcor1/4 Q1 - Compléter les classes d’équivalence ci-dessous coulisseau et vis en vous aidant des documents BAN1, BAN2 et BAN3 : Classe Bâti : {1,3,4,5,8,9,10,11,15,16,17,19,20,21,27 } Graphe des liaisons Liaison 2 : Hélicoïdale suivant x Liaison 1 : Rotule Liaison 3 : Glissière suivant x Classe Bâti Classe Coulisseau Classe Vis Classe Coulisseau: {2, 7 ,12 ,13 ,14 ,22 ,23 ,24 ,25 ,26 } Classe Vis : {6, 18………… } Q2 - Compléter le graphe des liaisons en donnant le nom et l’orientation des liaisons 2 et 3 : Q3 - Compléter le schéma cinématique ci-dessous, en représentant le schéma normalisé des liaisons 2 et 3: x y Classe Bâti Classe Vis Classe Coulisseau Schéma cinématique Q4 - A partir du document BAN4, définir le nom et les principaux avantages des éléments qui réalisent les liaisons ci-dessous : - LIAISONS 1 : Palier à billes auto-aligneur : permet de diminuer le frottement, et de s’adapter aux défauts d’alignement . - LIAISONS 2 : Vis à billes : frottements au démarrage et en fonctionnement très faibles et durée de vie importante. - LIAISONS 3 : Guidages linéaires à billes : frottements faibles et grande précision du déplacement. CORRIGÉ PARTIE MÉCANIQUE Bac STI G. Électronique 7ESELME1 Étude des systèmes techniques industriels Corrigé construction mécanique Page Bcor2/4 3 - Étude de l’axe motorisé X La translation du chariot horizontal sur l’axe X est obtenue grâce à la chaîne cinématique : Q5 - Quel est la valeur du déplacement minimal en mm, effectué par le chariot, en commande micro- pas, noté résolution r ; comparer avec la précision annoncée par le constructeur et conclure : r = 5 / 480 = 0,0104mm Moteur Poulie P1 Poulie P2 Chariot Vis Vt ωv ωm Moteur Transmission Poulies-Courroie Transmission Vis-Écrou Moteur pas à pas Nm = 720tr.mn-1 Cm = 0,88N.m - en fonctionnement normal : 48 pas/tour - en commande micro- pas : 480 pas/tour Caractéristiques Poulies: 25 dents dp1 = dp2 = 20mm Rendement : ηp = 0,94 Caractéristiques Vis : Pas pv = 5mm Diamètre : dv = 16mm Nb de filet : 1 Rendement : ηv = 0,92 z x y Chariot Bâti Doc 4/4 ⇒ précision de 0,01mm Le résultat du calcul correspond aux données du constructeur. Q6 - Déterminer la vitesse de rotation de la vis, Nv en tr.mn-1 : Nv = (dp1/dp2).Nm = 720tr.mn-1 Q7 -Déterminer la vitesse de translation du chariot Vc en mm.s-1 ; comparer avec la vitesse donnée par le constructeur document BAN5 : Vc. = Nm. pv = 720 . 5 = 3600mm.mn-1 = 60mm.s-1 Le résultat du calcul correspond aux données du constructeur. Q8 - Compte tenu des données de déplacement sur les 3 axes données dans le document BAN5, déterminer la durée du déplacement total du chariot suivant X, noté Tt : Tt = X / Vc = 200 / 60 = 3,33s CORRIGÉ PARTIE MÉCANIQUE Bac STI G. Électronique 7ESELME1 Étude des systèmes techniques industriels Corrigé construction mécanique Page Bcor3/4 Q9 - Déterminer la puissance nominale du moteur, notée Pm : Pm = (Nm . π . Cm) / 30 = 66,35W Q10 - Déterminer le rendement global ηg : ηg = ηp . ηv = 0,865 Q11 - Déterminer la puissance utile au niveau du chariot Pc : Pc = Pm . ηg = 66,35 . 0,865 = 57,4W Q12 - Déterminer l’effort maximal admissible suivant x, noté Fx (sachant que P = F.V) : Fx = Pc / Vc = 57,4 / 0,06 = 957N 4 - Étude graphique : Q13 - A l’aide des documents BAN5 et BAN3, compléter les vues du coulisseau 13, sans arêtes cachées : - Vue de face (à compléter); - Vue de dessous (à compléter) ; - Vue de droite (complète). Les vues seront représentées à l’échelle 0,8:1, c'est-à-dire à la même échelle que le plan d’ensemble document BAN3 , aux instruments et au crayon. CORRIGÉ PARTIE MÉCANIQUE Bac STI G. Électronique 7ESELME1 Étude des systèmes techniques industriels Corrigé construction mécanique Page Bcor4/4 Barème Partie Mécanique N° Questions Points Q1 3 Q2 6 ( 2 x 3 ) Q3 4 ( 2 x 2 ) Q4 6 ( 3 x 2 ) Q5 4 ( 2 x 2 ) Q6 3 Q7 4 ( 2 x 2 ) Q8 3 Q9 3 Q10 3 Q11 3 Q12 3 Q13 15 TOTAL 60 Points uploads/Industriel/ 07-corr-meca.pdf