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II.5.1. Poste d’assemblage (Système Automatique) Le poste d’assemblage se compo

II.5.1. Poste d’assemblage (Système Automatique) Le poste d’assemblage se compose de plusieurs opérations, je cite parmi eux ; insertion des câbles, insertion des coutes, enrubannage..., toutes ces opérations doivent être assurées par deux opérateurs, mais ces opérations nécessitent une force physique importante ce qui pousse l’entreprise à ajouter des opérateurs pour supporter ce poste. Le rôle principal de mon système à ce niveau est d’assurer d’une façon automatique les opérations difficiles effectuées à ce poste. II.2.1.1. Analyse fonctionnelle Bête A Cornes Diagramme PIEUVRE FP1 : Assurer les opérations difficiles d’une façon efficace afin d’éliminer le surstock temporaire, les opérateurs de support et soulager l’opérateur du poste. FC0 : Former l’opérateur pour bien utiliser le système en entière. FC1 : le système doit être rapide et efficace. FC2 : le système ne doit pas affecter le confort de l’opérateur. FC3 : Être opérationnel sous les conditions climatiques usuelles. II.2.1.2. Analyse fonctionnelle technique Une fois les fonctions de services exprimées, l’analyse fonctionnelle technique permet de qualifier les fonctions techniques qui vont permettre de les réaliser. L’identification de ces fonctions techniques permet d’établir et de choisir les solutions constructives associées. Diagramme FAST Le diagramme FAST (Function Analysis System Technic) permet de décomposer chaque fonction de service en fonctions techniques, qui peuvent elles-mêmes se décomposer en fonctions techniques. Le diagramme FAST débouche sur la solution constructive qui permet de réaliser ces fonctions. Il s’agit d’une analyse qualifiée de descendante : II.2.1.3. Dimensionnement et réalisation Le système d’assemblage est un système qui assure deux opérations principales qui sont l’insertion des terminaux des deux câbles HV et la fermeture des accessoires d’étanchéité du câble LV. Pour des raisons de sécurité l’actionneur compatible avec mon système est le vérin, et pour le circuit de commande ça sera un automate pour mon système et en cas d’une extension d’un autre système. Le système contient quatre vérins pneumatiques deux en position d’entrée et deux en position de sortie et un moteur asynchrone monophasé. Deux vérins assurent l’insertion des FT5 : Commander manuellement le système FT4 : Gérer le mouvement et s’adapter à l'énergie FP: Assurer les opérations difficiles FT1 : Alimenter le système FT2 : Assurer la Transmission d'énergie, d’air et d’information FT3 : Commander le Système Tension d’alimentation 220v Air comprimé Les câbles + les fils + Les tubes d’air API S7-300 Vérin Distributeur Moteur Bottons poussoirs Switch Les capteurs FDC et présence deux câbles et le reste s’occupe de l’opération de fermeture des accessoires d’étanchéité, l’opérateur place les deux câbles dans les pinces puis il donne la mise en marche au système, qui va faire les tâches suivantes : Le premier vérin va serrer les câbles à travers les pinces puis le deuxième rentre pour insérer les câbles dans le connecteur. Après l’insertion des câbles le système revient à l’état initial afin que l’opérateur vérifier l’insertion des câbles. Après la vérification, l’opérateur actionne le moteur pour tourner la base du système, afin de placer les câbles LV dans les pinces et les accessoires d’étanchéité dans leur place pour permettre la mise en marche du système. Le troisième vérin est actionné pour serrer les câbles LV et le quatrième rentre pour fermer les accessoires d’étanchéité. Puis le système revient à l’état initial pour que l’opérateur vérifie la fermeture des accessoires. I.2.3.3.1. Description des éléments de système Partie commande Le S7-300 est l'automate conçu pour des solutions dédiées au système manufacturier et constitue à ce titre une plate-forme d'automatisation universelle pour les applications avec des architectures centralisées et décentralisées. FIGURE 1 : API S7-300 Le S7-300 offre une gamme échelonnée de 24 CPU ; des CPUs standard parmi lesquelles la première CPU avec interface Ethernet/PROFInet intégrée, des CPUS de sécurité, des CPU compactes avec fonctions technologiques et périphérie intégrées et CPU technologiques pour la gestion des fonctions motion control. Il offre également une très large palette de modules d'E/S TOR et analogiques pour la quasi-totalité des signaux avec possibilité de traitement des interruptions et du diagnostic. FIGURE 2 : LES COMPOSANTS D’UN API S7-300 Partie alimentation Réservoir D’air Le réservoir est chargé d’emmagasiner l’air comprimé refoulé par le compresseur. Il permet de stabiliser l’alimentation en air comprimé sur le réseau et de compenser les variations de pression. FIGURE 3 : RÉSERVOIR D’AIR La capacité du réservoir est fonction :  Du débit du compresseur  De la consommation du réseau  De la longueur du réseau de distribution  Du mode de régulation  Des variations de pression admissibles à l’intérieur du réseau. Partie capteurs Capteur de présence Les capteurs de présence, encore appelés « capteur de position » ou « détecteur de présence », sont principalement utilisés dans les systèmes automatisés pour détecter les positions d’objets ou de personnes. Ils sont fabriqués à base de microcontacts, placés dans un corps de protection et muni d’un système de commande. Ils sont le plus souvent utilisés dans la détection de pièces-machines (cames, butées, pignons), la détection directe d’objets etc. FIGURE 4 : CAPTEUR DE PRÉSENCE Capteur de fin de course C'est un commutateur, commandé par le déplacement d'un organe de commande (corps d'épreuve). Lorsque le corps d'épreuve est actionné, il ouvre ou ferme un contact électrique. De nombreux modèles peuvent être associés au corps : tête à mouvement rectiligne, angulaire ou multi-direction associée à différents dispositifs d'attaque (à poussoir, à levier, à tige). FIGURE 5 : CAPTEUR FIN DE COURSE Actionneurs Moteur à courant continu FIGURE 6 : MOTEUR À COURANT CONTINU Le moteur à courant continu est formé d'un stator qui crée un champ magnétique fixe. Dans ce champ magnétique, le rotor est alimenté à travers le système de contact balais - collecteur et le courant qui le traverse lui donne son mouvement de rotation. Pour le vocabulaire du moteur à courant continu :  Partie fixe : stator = inducteur = excitation  Partie en rotation : rotor = induit Vérin pneumatique Le vérin pneumatique est l'actionneur pneumatique le plus utilisé particulièrement sur les systèmes de transfert et de conditionnement. Le rôle de cet actionneur est de transformer l'énergie pneumatique en énergie mécanique de mouvement rectiligne ou rotatif. Souvent associé à un ensemble mécanique, il fournit un travail (translation ou rotation) et constitue la partie visible du système automatisé. Pour les applications générales, on rencontre :  Le vérin simple effet : en poussant ou plus rarement en tirant, un ressort ramène le vérin dans sa position initiale. Une seule arrivée d'air suffit.  Le vérin double effet : il faut envoyer alternativement de l'air de chaque côté pour obtenir un aller et un retour. FIGURE 7 : VÉRIN SIMPLE ET DOUBLE EFFET LES DISTRIBUTEURS Les distributeurs pneumatiques sont des éléments de la chaîne d’énergie. Ils distribuent de l’air comprimé aux actionneurs pneumatiques (vérins, générateurs de vide, moteurs à palettes...) à partir d’un signal de commande (pilotage). FIGURE 8 : DISTRIBUTEUR PNEUMATIQUE I.2.3.3.2. Dimensionnement des vérins et choix des distributeurs En dimensionnant le diamètre du vérin et/ou la course en fonction de la force de poussée. La force théorique en poussée (course sortante) d’un vérin est calculée par la multiplication de la surface effective du piston par la pression de service. La surface effective en poussée est égale à la surface complète de l’alésage du vérin. Fth = p*S / Force théorique (daN) = pression de service (bar) x surface utile du piston (cm²). La force théorique en traction (course rentrante) est calculée par la diminution de la surface effective du piston par celle de la tige et multipliée par la pression de service. Le plus important est la force réelle obtenue à la sortie de la tige du vérin. Pour un vérin double effet (course sortante) la force réelle est calculée par la prise en compte des forces de frottements des organes du vérin et de la contre-pression qui réduisent en moyenne la force théorique de 5 à 15%. Suivant la norme iso 8778, le débit pour l’air et gaz d’un distributeur se mesure à 6 bars de pression d’entrée et avec un delta p de 1 bar. Le débit s’exprime alors en litre par minute d’air détendu à l’atmosphère normale de référence. Pour déterminer le kV d’un distributeur, on mesure le débit d’eau qui s’écoule au travers de l’appareil avec un delta p égal à 1 kg/cm carré et à une température comprise entre + 5 et + 30°c. Le kV s’exprime en mètre cube par heure, à multiplier par 16,66 pour obtenir le débit en litre par minute. Pour mon système les efforts nécessaires pour assurer les deux opérations insertion et fermeture des accessoires sont estimés à 300N donc il faut tout d’abord calculer l’effort théorique. Fth=300N ×10%=330 N Pour les forces appliquées par les pinces sont estimées à 400N donc la force théorique est : Fth=400 N ×10%=440 N Le tableau suivant présente les diamètres d’alésage et de tige sur un pression de travail de 6bars. Donc le choix des vérins sont les suivants : Pour les vérins des pinces seront avec alésage de 32mm et diamètre de tige de 12mm. Pour les vérins uploads/Industriel/ poste-assemblage.pdf