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1/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’An

1/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 UNIVERSITE SAINT JEAN PAUL 2 DEPARTEMENT TECHNOLOGIQUE ET INDUSTRIEL FILIERES MECATRONIQUE/IIA NIVEAU 3 EXAMEN FIN-SEMESTRE 1 Session: 2020/2021 Spécialités : MECATRONIQUE/IIA Durée : 3 Heures EPREUVE D’ANALYSE DES SYSTEMES DOSSIER SUJET - Toutes les réponses aux questions seront obligatoirement rédigées dans les feuilles réponses prévues à cet effet. - Dés réception de votre épreuve, regrouper les feuilles en dossiers. - Seules les feuilles du dossier réponses seront insérées dans la feuille double de composition à remettre aux examinateurs. DOSSIER SUJET 1/10 à 3/10 DOSSIER TECHNIQUE 4/10 à 6/10 DOSSIER REPONSES 7/10 à 10/10 - L’épreuve est notée sur 20 points. - Le sujet comprend deux parties indépendantes : - ETUDE TECHNOLOGIE : 12 points - ETUDE GRAPHIQUE : 8 points ◊ DOCUMENTS AUTORISES Aucun document en dehors de ceux remis aux candidats par les examinateurs n’est autorisé. ◊ RECOMMANDATIONS - Avant de commencer à traiter le sujet, vérifier qu’il comporte les feuilles numérotées de 1/10 à10/10. 2/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 THEME : SYSTEME DE FABRICATION DE CARTON ONDULE Mise en situation Les figures 1 et 2 de la page 4/10 décrivent l’enchaînement des différents postes de travail d’un système de fabrication du carton ondulé et le principe de fonctionnement dudit système. Ce carton est utilisé pour la production des emballages des médicaments dans une industrie de la ville de Garoua. Description du système Le système schématisé à la figure : 1 est constitué de cinq postes : Poste A(Unité de fabrication de carton ondulé), il est composé d’un :  mécanisme de fabrication des ondulations ;  mécanisme de prise de la bobine ;  mécanisme de déroulement des bobines ;  mécanisme de jet de colle. Poste B : (Unité de séchage de la colle) : c’est un four à résistance électrique. Poste C : Unité de découpage de carton ondulé en bande de dimensions préréglées. Poste D : Unité d’empilage des bandes de carton ondulé sur palette ; Poste E : Tapis roulant d’évacuation des palettes de carton ondulé. PARTIE A : ANALYSE FONCTIONNELLE On étudie le mécanisme de prise et de mise en position de la bobine A-0- Indiquer sur le diagramme FAST suivant les fonctions ou les solutions techniques retenues par le constructeur pour le mécanisme de prise et de positionnement de la bobine (voir dessin d’ensemble) (6 points) 3/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 A-I - Etude technologique : 13points I- 1 Etude des liaisons : /3,25pts I-1-1 Identifier les trois types de liaisons repérées par les numéros 1, 2, 3 dans la figure du mécanisme de la bobine de la page 7/14. 0,25 pt x 3 = 0,75 pt I-1-2 En se référant au dessin d’ensemble fourni, compléter les repères des pièces constituant les classes d’équivalence suivantes : 0,25 pt x 5 = 1,25 pt A = {29 ;……………………………………………………} ; B = {30 ;……………………………………………………} ; C = {27 ;……………………………………………………} ; D = {19 ;……………………………………………………} ; E = {20 ;……………………………………………………} ; I-1-3 Compléter les repères des classes d’équivalence sur le schéma cinématique. 0,25 pt x 5 = 1,25 pt I-2 Etude fonctionnelle du dispositif de freinage : /4,75 pts I-2-1 Quel type de frein est utilisé dans ce dispositif. 0,75 pt I-2-2 Donner le nombre et la forme des surfaces de contact du système de freinage. 1pt I-2-3 Indiquer deux facteurs dont dépend le couple de freinage. 1 pt I-2-4 Expliquer brièvement le fonctionnement de ce frein en fonction de l’état du système de commande : 1 pt x 2 = 2 pts Etat 1 : Bobine excitée ; Etat 2 : Bobine non excitée ; I-3 Etude du matériau et d’assemblage-désassemblage : 3 pts I-3-1 Pour quel intérêt met-on des garnitures sur le disque de freinage 20 ? 0,5 pt I-3-2 Quelle propriété de la bobine en excitation permet de séparer le disque 20 et le plateau 13 ? 0,5 pt I-3-3 Donner la gamme de démontage du coussinet 7 du mécanisme. 2 pts I-4 Cotation fonctionnelle : /2pts Tracer les chaînes de cotes installant les conditions Ja et Jb, et indiquer les ajustements relatifs au montage du coussinet 10. 1 pt x 2 = 2pts A- II - ETUDE GRAPHIQUE : 7 points Modification d’une solution : Pour une durée de vie plus longue et un meilleur rendement, le concepteur a choisi pour le guidage en rotation de l’arbre 9 deux roulements à billes semi-étanche. On demande de compléter sur un calque de format A4, le dessin de la feuille réponse 11/14 en adoptant la solution du montage des deux roulements R1 et R2 , en remplacement des 4/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 coussinets 7 et 10 ; Prévoir l’étanchéité au niveau du roulement R1 , ainsi que la cotation des portées de roulements. Notation :  Blocages axiaux des roulements 4 points  Etanchéité du roulement R1. 2 points  Cotation des portés des roulements 1 point PARTIE B : ANALYSE TEMPORELLE On étudie le processus complet de production du carton ondulé On veut automatiser les Poste C et Poste D. Le processus est géré par un Automate Programmable Industriel (API). B-1 TECHNOLOGIE Dessiner le schéma synoptique d’un API. 2 points B-2 GRAFCET B-2-1 FONCTIONNEMENT Lorsqu'il y a la présence des cartons ondulés au poste C et que l’opérateur donne l’ordre de départ de cycle (SM), les opérations suivantes ont lieu: - avance d’un pas du carton ; - descente du poinçon ; - montée du poinçon; - avance d’un pas du carton et descente d’un cran du palettiseur; - descente du poinçon ; - montée du poinçon; - reprendre les trois actions précédentes jusqu’à obtention d’une pile de cinq (05) cartons sur le palettiseur ; - éjection de la palette formée de cinq (05) cartons vers le tapis d’évacuation; - retour de l’éjecteur ; - remonter du palettiseur ; - fin de cycle. NB :- un pas correspond à un tour de la came du rouleau d’entrainement. - la came du rouleau d’entrainement et le dispositif d’éjection ne sont pas représenté sur la figure 1 de la page 5/14. CONDITIONS INITIALES Les vérins sont rentrés et les moteurs d’entrainement de la came et du mouvement du palettiseur sont à l’arrêt. B-2-2 SPECIFICATIONS TECHNOLOGIQUES B-2-2-1 LES ACTIONNEURS Le système est pourvue de: - deux vérins pneumatiques double effet 1C et 2C alimentés par distributeur ; - de deux moteurs électriques pour l’entrainement de la came et les mouvements du palettiseur. 5/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 B-2-2-2LES CAPTEURS Les capteurs 1S0, 1S1, 2S0 et 2S1 sont des capteurs de positions des vérins. Les capteurs : - Sp détecte la présence du carton sur le rouleau; - Sf détecte l’exécution d’un pas ; - Sg détecte l’exécution d’un cran ; - Sh détecte la position haute du palettiseur ; - Se détecte la palette formée de cinq (05) cartons ; - Le bouton SM est le bouton poussoir de départ de cycle. B-2-2-3DESIGNATION ACTIONS ACTIONNEURS PREACTIONNEURS CAPTEURS Entraînement de la came M1 KM1 Sf Mouvement du palettiseur M2 KM2 Sg, Sh Montée et descente de la cisaille 1C 1D 1S0, 1S1 Sortie et retour de l’éjecteur 2C 2D 2S0, 2S1 B.2.3TRAVAIL A FAIRE Etablir le GRAFCET du point de vue partie commande de l’unité. 6 points 6/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 DOSSIER TECHNIQUE Fig. 1 : Enchaînement des différents postes du système Fig. 2 : Principe de prise et de positionnement de la bobine La prise et le positionnement latéral de la bobine se font à l’aide de deux moteurs (M1) et (M2) FOUR CISAILLE R Réalisation des ondulation s Couverture inférieure Colle R Couverture supérieure Colle Bobines de papier Poste A Poste B Poste C Poste D Poste E BOBINE M1 M2 7/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 8/14 IUJP2-Travaux Personnels de l’Etudiant- semestre 2- 2020/2021- Module d’Analyse des Systèmes – Méca/IIA – Niveau 3 30 4 Glissière EN GJL200 29 1 Vis de manœuvre (p=2mm) C30 28 1 Ecrou Cu Sn 10P 27 1 Coulisseau EN GJL200 26 3 Vis à tête hexagonale 25 1 Manchon S235 24 2 Goupille 23 1 Cache 22 6 Ressort 21 1 Bobine 20 1 Disque +garniture 19 1 Support du plateau S275 18 1 Rondelle 17 1 Vis à tête hexagonale 16 1 Corps magnétique S275 15 3 Vis à tête cylindrique à pans creux 14 3 Entretoise S235 13 1 Plateau S235 12 4 Vis à tête cylindrique à six pans creux 11 1 Clavette 10 1 Coussinet Cu Sn 10P 9 1 Arbre C40 8 1 Corps EN GJL200 7 1 Coussinet Cu Sn 10P uploads/Industriel/ td2-analyse-des-systemes-carton-ondule-mk3-iia3.pdf