MACHINE À COMMANDE NUMÉRIQUE 3 AXES CORRIGÉ

Transcription

1 BACCALAURÉAT SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES Spécialié génie élecronique Session 27 Éude des sysèmes echniques indusriels MACHINE À COMMANDE NUMÉRIQUE 3 AXES CORRIGÉ Parie élecronique

2 I- Quesions relaives à l analyse foncionnelle 1- Les deux avanages de la gravure mécanique par rappor à la gravure chimique son d êre plus sain (pas d émanaion oxique) e plus propre (pas de âches). 2- Moeurs uilisés pour le déplacemen de l ouil : moeurs pas à pas. Moeur uilisé pour la roaion de la broche : moeur à couran coninu. 3- Le moeur pas à pas perme des déplacemens précis (précision d un pas) sans élecronique d asservissemen e convien donc pour le déplacemen de l ouil. Le moeur à couran coninu perme à aille égale d obenir un couple plus imporan nécessaire à l usinage. 4- Naure des informaions échangées enre la machine e l ordinaeur : numériques sens de circulaion des données : bidirecionnel, ype de ransmission : série. II- Éude de FP2 : commande des moeurs pas à pas II.1. Éude de FS21 : conversion numérique analogique deux voies 5- Les DAC son chargés séparémen l un après l aure. Pour cela un verrou permean de mémoriser la donnée desinée au DAC es associé à chaque DAC. L enrée DACA/DACB perme de conrôler lequel des deux verrous qui doi êre chargé avec la donnée du seul bus d enrée. 6- /WR = Pour /WR = 1 les sories des verrous e des DAC n évoluen pas (mémorisaion). 7- cf page Ccor4. 8- cf page Ccor4. 9- Figure 1 Table I. 1- Nbin (1)max = 255 Vou = -VREF * Nbin (1) / 256 = -5 * Nbin (1) / 256 1LSB = VREF / 256 = 5 / 256 = 19,5mV 11- cf. page Ccor cf. page Ccor5. Bac STI G. Élecronique Éude des sysèmes echniques indusriels Corrigé élecronique Ccor1/7

3 II.2. éude de FS22 : amplificaion e décalage 13 UM1C2 = - R6 * (VB/R4 + VREF/R5) = -4 VB 2VREF = -4VB 1 VREF = 5V R1 = R4 = 5K 14- cf. page Ccor4. R5 = R2 = 1K R3 = R6 = 2K 15- cf. page Ccor L uilié de FS22 e d amplifier e d obenir une ension alernaive symérique nécessaire à la commande bipolaire du moeur. II.3. Éude de FS23 : amplificaion de puissance 17- L éage de sorie du L292 es un pon en H consiué de quare ransisors. Ceux-ci foncionnen 2 par 2 de façon symérique : 2 ransisors commuen le couran dans un sens, les 2 aures le commuen dans l aure sens. 18- Les diodes D1 à D4 son des diodes de roue libre. La charge éan inducive, elles assuren la coninuié du couran au momen du blocage des ransisors e proègen ces derniers. 19- f OSC = 1 / (2R 12 C 7 ) = 1 / (2 * 15*1 3 * 1,5*1-9 ) = 22,2kHz d où T OSC = 1 / f OSC = 4,5*1-5 s = 45µs 2- α = H / T OSC 21- H1 = α 1 * T OSC =,1 * 45µs = 4,5µs H2 = α2 * T OSC =,2 * 45µs = 9µs Im 2 = 2 * Im Filre passe bas Fréquence de coupure f C = 1 / (2π R 2 C 1 ) = 1 / (2π * 51 * 1*1-9 ) = 312Hz = 3,12kHz 23- La fréquence des oscillaions de Im es de 22,2kHz e se rouve près d une décade en dehors de la bande passane du filre ( à 3,12kHz). L ampliude des oscillaions du couran es donc correcemen aénuée. III- Éude de FP4 : inerface d enrée 24- V CEsa =,3V (max) Ic = (V CC V CEsa ) / R2 = (5 -,3 ) / 47 = 1mA 25- CTRmin = Ic / I F = 1 % I Fmin = I R1min = Ic / CTR = 1mA 26- I F = I R1 = (V OUV_PORTE V F ) / R1 = (5 1,5) / 22 = 1,6mA I F > I Fmin donc le phooransisor es correcemen sauré. 27. cf. page Ccor 6. Bac STI G. Élecronique Éude des sysèmes echniques indusriels Corrigé élecronique Ccor2/7

4 IV- Éude de FP3 : inerface de sorie 28. La srucure inégrée au CI ULN283 siuée enre les broches 2 e 17 du composan es un ransisor DARLINGTON. 29. I BOB = 12 / R BOB = 12 / 3 = 4mA Ce couran es compaible avec le couran de sorie de l ULN283 qui peu aeindre 5mA. 3. Couran de sorie maximal du 74HCT273 : I OL = 8mA On consae que I OL < I BOB e par conséquen le CI 74HCT273 n es pas capable de drainer le couran I BOB d où l uilié de l ULN283 qui amplifie le couran. 31. C es un fron monan sur la broche 11 du CI 74HCT273 qui déclenche la recopie des enrées vers les sories. 32. cf. page Ccor6. V. Éude de FP1 : Gesion du processus V.1. Éude de FS12 : Mémorisaion 33- Niveau logique Hau. 34- Lorsque l enrée ALE es au niveau logique hau, les sories recopien les enrées ; on mémorise donc les adresses. ALE es au niveau logique bas ; les sories garden le même éa : 13 fils d adresse 2 13 oces= oces= 8koces=8 8kbis=64kbis 2764 es une EPROM Aure ype de mémoire : RAM EEPROM : Mémoire à lecure seule effaçable aux UV e reprogrammable. RAM : Mémoire à accès aléaoire, on peu modifier son conenu aléaoiremen mais il es perdu si on coupe l alimenaion. V.2. Éude de FS13 : Décodage d adresses 36- Le résula doi êre pour oues ces équaions. 37- cf. page Ccor CS _ CNA : $ à $ 1FFF OPTO _ IN 2 : $A à BFFF OPTO _ OUT : $2 à $3FFF CS _ EPROM : $Eà FFFF OPTO _ IN1 : $8 à 9FFF Bac STI G. Élecronique Éude des sysèmes echniques indusriels Corrigé élecronique Ccor3/7

5 Documen réponse N 1 Quesion 7 A1 DAC chargé DACA 1 DACB Quesion 8 Nbin (16) 1 A1 1 WR NbinDACA (16) NbinDACB (16) FF FF 8 8 FF FF FF FF FF 8 Quesions 11 e 14 Nbin (1) Nbin (16) Nbin (2) sorie du DAC Tension de Vou (V) Tension de sorie de l ALI UM1C (V) , , ,5 255 FF ,98 9,92 quesion 11 quesion 14 Bac STI G. Élecronique Éude des sysèmes echniques indusriels Corrigé élecronique Ccor4/7

6 Documen réponse N 2 Quesions 12 e 15 On précisera les valeurs remarquables sur l axe des ordonnées NbinDACA (16) 8 FF FF FF 8 NbinDACB (16) VA (V) -2,5-5 VB (V) -2,5-5 FF FF 8 8 FF UM1C1 (V) 1-1 UM1C2 (V) 1-1 Bac STI G. Élecronique Éude des sysèmes echniques indusriels Corrigé élecronique Ccor5/7

7 Quesion 27 Éa du BP ouverure pore CORRIGÉ PARTIE ÉLECTRONIQUE Documen réponse N 3 Valeur de I F = I R1 Éa du phoo ransisor Valeur de Ic Valeur de V CE Niveau logique de OUVP si /OPTO_IN1 = Appuyé 1,6mA sauré 1mA,3V 1 Relâché ma bloqué ma 5V Quesion 32 CE2L 5V V VERP 5V V /OPTO_OUT 5V V CE2 24V V Éa du conac 1 relais verrouillage Convenion niveau logique : 1 pour conac fermé pour conac ouver Quesion 37 CS _ CNA OPTO _ OUT OPTO _ IN1 OPTO _ IN 2 CS _ EEPROM A A14 1 A Bac STI G. Élecronique Éude des sysèmes echniques indusriels Corrigé élecronique Ccor6/7

8 Barème (Parie Élecronique) : Sur 1 poins I. Analyse Foncionnelle : 9 ps (Q1 à Q4) II. Éude de FP2 (commande des moeurs pas à pas) : 46 ps (Q5 à Q23) III. Éude de FP4 (inerface d enrée) :13 ps (Q24 à Q27) IV. Éude de FP3 (inerface de sorie) : 11 ps (Q28 à Q32) V. Éude de FP1 (Gesion du processus) : 21 ps (Q33 à Q38) Q1 2 Q11 4 Q21 3(1+1+1) Q31 2 Q2 2(1+1) Q12 4(2+2) Q22 2(1+1) Q32 2 Q3 2(1+1) Q13 1 Q23 2 Q33 2 Q4 3(1+1+1) Q14 4 Q24 3(1+2) Q34 2 Q5 2 Q15 4(2+2) Q25 2(1+1) Q35 5 Q6 2(1+1) Q16 2 Q26 3(2+1) Q36 2 Q7 2 Q17 1 Q27 5 Q37 5 Q8 3 Q18 2 Q28 2 Q38 5 Q9 2 Q19 2(1+1) Q29 2(1+1) Q1 3(1+1+1) Q2 1 Q3 3(1+2) I. Analyse Foncionnelle : 9 ps Q.1 2 Q.2 2 ( ) Q.3 2 ( ) Q.4 3 ( ) II. Éude de FP2 (commande des moeurs pas à pas) : 46 ps Éude de FS21 : 22 ps Éude de FS22 : 11 ps Éude de FS23 : 13 ps Q5 2 Q13 1 Q17 1 Q6 2 ( ) Q14 4 Q18 2 Q7 2 Q15 4 ( ) Q19 2 ( ) Q8 3 Q16 2 Q2 1 Q9 2 Q21 3 ( ) Q1 3 ( ) Q22 2 ( ) Q11 4 Q23 2 Q12 4 ( ) III.Éude de FP4 (inerface d enrée) :13 ps IV. Éude de FP3 (inerface de sorie) : 11 ps Q24 3 ( ) Q28 2 Q25 2 ( ) Q29 2 ( 1+1 ) Q26 3 ( ) Q3 3 ( 1+2 ) Q27 5 Q31 2 Q32 2 V. Éude de FP1 : Gesion du processus : 21 ps Éude de FS12 (Mémorisaion) : 9 ps Éude de FS13 (Décodage d adresses) : 12 ps Q33 2 Q36 2 Q34 2 Q37 5 Q35 5 Q38 5 Bac STI G. Élecronique Éude des sysèmes echniques indusriels Corrigé élecronique Ccor7/7