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3 3 NS44 الصفحة 1 14 Constitution de l’épreuve : Volet 1 : Présentation de l’ép

3 3 NS44 الصفحة 1 14 Constitution de l’épreuve : Volet 1 : Présentation de l’épreuve page (1) Volet 2 : Présentation du support pages (2, 3) Volet 3 : Substrat du sujet pages (4, 5) Documents réponses D. Rep pages (6, 7, 8, 9) Volet 4 : Documents Ressources D. Res pages (10, 11, 12, 13) Volet 5: Grille d’évaluation page (14) Volet 1 : Présentation de l’épreuve  Système à étudier : Traceur ;  Durée de l’épreuve : 3h;  Cœfficient : 3;  Moyens de calcul autorisés : Seules les calculatrices scientifiques non programmables sont autorisées;  Documents autorisés : Aucun;  Les candidats rédigeront les réponses aux questions posées sur les documents réponses D.Rep prévus à cet effet.  Tous les documents réponses D.Rep sont à rendre obligatoirement. 1022 - NS44 الصفحة 2 14 Volet 2 : Présentation du support Le système étudié est un traceur « Plotter » à plat, de grande vitesse, à entraînement continu du papier. Sur la table de tracé, une poutre fixe guide en translation l’ensemble mobile qui supporte le stylo. L’avance automatique du papier permet d’effectuer tous les types de tracés quelqu’en soit la longueur. La partie électronique assure la commande et coordonne les organes mécaniques et électriques du traceur en fonction du programme de tracé prévu par l’opérateur. La mécanique du traceur est composée de deux sous ensembles, qui représentent des entités fonctionnelles :  L’entraînement du papier : Un moteur à courant continu MP associé à un réducteur à engrenages assure l’entraînement du papier vers le tube de réception, par l’intermédiaire d’une courroie crantée. La tension du papier sur la table est réalisée par l’action d’une barre de tension papier à l’arrière et de deux rouleaux à l’avant (rouleau entraîneur et rouleau presseur). Voir figure ci-dessous. Rouleau de papier Barre d’embarrage Barre de tension papier Moteur A Moteur avance papier MP Moteur B Table de tracé Ensemble mobile Stylo Réenrouleur papier Rouleau presseur ZERO machine Poutre fixe Gauche Droite Arrière Avant +x +Y Barre d’embarrage Rouleau de papier Barre de tension papier Table de tracé Rouleau presseur Rouleau entraîneur Tube de réception papier 1022 - NS44 الصفحة 3 14  L’ensemble mobile. Le mouvement selon l’axe Y est obtenu par le guidage de la poutre mobile sur un rail fixe. Le mouvement selon l’axe X est obtenu par un chariot guidé en translation par rapport à la poutre de l’ensemble mobile, le stylo étant solidaire de ce chariot. L’action conjuguée de deux moteurs (A et B) à courant continu permet le déplacement du stylo sur la table de tracé, par l’intermédiaire d’un entraînement par poulies et courroie crantée. L’armoire de commande qui est relié à un PC, englobe l’électronique de commande qui pilote les organes mécaniques du traceur.  Armoire de commande Moteur A Tachymètre A Codeur A Commande moteur Capteur de vitesse Capteur de position Moteur B Tachymètre B Codeur B Commande moteur Capteur de vitesse Capteur de position Moteur MP Tachymètre P Commande moteur Capteur de vitesse Commande électroaimant stylo Switchs papier et RAZ traceur Capteur de position Codeur P Commande moteurs et interface Table traçante Calculateur Consigne P Consigne B Consigne A horloges codeurs Entrées/ Sorties Electronique de commande Secteur 220V Convertisseur électronique Mise à l’échelle DT Ubt Moteur A Moteur B Courroie crantée X Y O Rail Y Chariot Y Capteur RAZ traceur Chariot X Stylo Poutre mobile 1022 - NS44 الصفحة 4 14 Volet 3 : Substrat du sujet Pour confectionner des housses pour voitures, avions et motos, une entreprise effectue la conception de modèles, le traçage, le découpage et l’assemblage. Pour augmenter sa productivité et respecter les délais, vue la concurrence, cette entreprise décide de développer l’action de traçage par l’acquisition d’un traceur (Plotter) industriel rapide. Sur le contrat d’achat est mentionné une close de formation de technicien qui sera chargé d’entretenir et d’assurer la disponibilité de la machine. Chez le fabricant cette formation portera sur trois axes organisés selon trois situations d’évaluation. Situation d’évaluation 1 Dans le but de l’étude d’une installation et d’une exploitation future, la formation développera chez le stagiaire la découverte de la machine en réalisant les tâches suivantes. Tâche N°1 : Pour installer la machine (traceur) le stagiaire doit être en mesure de préparer son environnement. Pour cela, une connaissance préalable des éléments extérieurs et leurs interactions avec la machine est nécessaire. 1.1.1 : Compléter sur le D.Rep 1 le diagramme des interacteurs (pieuvre) concernant le traceur par :  Les éléments du milieu extérieur manquants.  Les fonctions de services manquantes. Tâche N°2 : Analyse interne du système. 1.2.1 : Après avoir pris connaissance de la présentation du traceur et à partir du D.Res 1, compléter sur le D.Rep 1 l’actigramme niveau A-0 modélisant le traceur. 1.2.2 : Dans le but d’une analyse descendante du traceur, compléter à partir du D.Res 1 le diagramme A0 du D.Rep 1. Tâche N°3 : Dans le but d’une découverte approfondie du traceur on procède à sa décomposition en chaîne d’énergie et chaîne d’information. 1.3.1 : Compléter sur le D.Rep 2 le diagramme de structure fonctionnelle générale du système à partir du D.Res 1. Situation d’évaluation 2 Parmi les interventions que devrait effectuer le technicien chargé d’entretenir le traceur, on cite le réglage de la tension et de la vitesse de défilement du papier pendant son enroulement. Pour se faire on est amené à étudier le système d’entraînement du papier selon les tâches suivantes : Tâche N°1 : Détermination des vitesses du rouleau entraîneur et du rouleau récepteur : A partir du D.Res 1. 2.1.1 : Calculer sur le D.Rep 2 la vitesse de rotation Ne du rouleau entraîneur (en tr/min), sachant que le glissement entre ce rouleau et le papier est nul et que la vitesse de défilement du papier est VP=150 mm/s. 2.1.2 : Calculer sur le D.Rep 2 la vitesse de rotation Nr1 du rouleau récepteur (en tr/min), nécessaire pour enrouler le papier. Tâche N°2 : Etude du système d’entraînement du rouleau entraîneur. À partir du D.Res 1. 2.2.1 : Compléter sur le D.Rep 2, le schéma cinématique du réducteur. 1022 - NS44 الصفحة 5 14 2.2.2 : Compléter sur le D.Rep 3, le tableau des rapports de transmission du réducteur. 2.2.3 : En déduire la vitesse de rotation Nm à laquelle tourne le moteur (en tr/min). Tâche N°3 : Etude de la transmission poulies-courroie. 2.3.1 : Avec la transmission par le système poulies- courroie défini sur le D.Res 1, quelle serait la vitesse de rotation Nr2 (en tr/min) de la poulie du tube de réception papier ? Tâche N°4 : Pour enrouler le papier, le rouleau récepteur nécessite une vitesse calculée dans la tâche N°1 (on prendra pour cette valeur Nr1= 75 tr/min) ; alors que le moteur tend à entraîner ce même rouleau à la vitesse calculée dans la tâche 3 (on prendra pour cette valeur Nr2= 110 tr/min). 2.4.1 : Que pourra-t-il se passer dans ce cas pour le papier ? Choisir à partir de la liste du D.Res2 la réponse adéquate. 2.4.2 : A partir du schéma fonctionnel et de la liste des éléments de réponse du D.Res 2, choisir la fonction du «Limiteur de couple» dans ce système. 2.4.3 : En utilisant le dessin du D.Res 2, indiquer sur quel élément doit-on agir pour régler le couple transmis et donc la tension du papier par ce limiteur de couple ? 2.4.4 : Compléter sur le D.Rep 3, les fonctions des composants 19 et 3. Situation d’évaluation 3 La gestion du papier (avance papier, et las différents réglages) dépend aussi de la commande et des capteurs associés au moteur papier (MP). Pour cela, l’analyse du pilotage du moteur à courant continu et la compréhension du principe de fonctionnement des capteurs de vitesse (dynamo tachymétrique DT), et du capteur de position (codeur incrémental) s’avèrent nécessaires. Dans cette optique, réaliser les tâches suivantes. Tâche N°1 : Etude du convertisseur électronique de l’armoire de commande de la page 3. 3.1.1 : A partir du D.Res 3, compléter le tableau du D.Rep 4 en indiquant l’état du transistor et la valeur de la tension Um aux bornes du moteur. 3.1.2 : Compléter sur le D.Rep 4, l’oscillogramme de la tension Um (t) . 3.1.3 : Sur le D.Rep 4, déduire l’expression de la valeur moyenne « Um » en fonction de Vcc et α. 3.1.4 : Le caractère inductif du moteur impose la mise en place de la diode D. Sur le D.Rep 4, donner le rôle de la diode D dans ce montage. Tâche N°2 : En vue d’améliorer le déroulement du papier en fin de tracé; on utilise le schéma électrique du D.Res 3 (commande à deux sens de rotation). 3.2.1 : Indiquer sur le D.Rep 4, la position des contacts des relais KA1 et KA2 pour assurer le fonctionnement :  Um>0 enroulement papier ;  Um<0 déroulement papier. Tâche N°3 : Pour mieux comprendre la gestion d’avance papier, une connaissance sur les capteurs est nécessaire, pour cela vous êtes amenés à répondre uploads/Industriel/ smb-2011-principal.pdf