Elaboration d un schéma cinématique

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1 Elaboration d un schéma cinématique 1. objectif Modéliser un mécanisme, c est le représenter de façon simplifiée Sous forme de schéma composé: - de liaisons - de classes d équivalences

2 Eemple pince de robot Modéliser la pince de robot ci contre Afin de mieu comprendre son fonctionnement A

3 2. Notion de mécanisme C est un ensemble de pièces assemblées Par des liaisons Sa fonction principale est: Transformer Transmettre Stocker de l énergie mécanique. Afin de déterminer des caractéristiques d un mécanisme industriel: performances fiabilité Sous réserve durée de vie d hypothèses compétitivité Pour cela on a recours à une représentation simplifiée MODELE

4 3. Hypothèses de modélisation Pour nos études nous allons nous placer dans ce cas ou le solide est idéal 3.1- Les solides sont indéformables : 3.2 Les liaisons sont parfaites : Elles sont réalisées par des surfaces parfaites Les jeu de fonctionnement sont nuls

5 4. Les étapes de la modélisation Analyser le mécanisme Comprendre la fonction et les formes du mécanisme Déterminer les classes D équivalence Identifier les liaisons Établir le graphe des liaisons D après la nature des Surfaces de contact Identifier les liaisons encastrements Identifier les mouvements possibles entre les classes d équivalences Établir le schéma cinématique

6 4.1 Analyse fonctionnelle du mécanisme: Diagramme des interracteurs: Utilisateur FC1 FP1 Pièce à déplacer FC2 Pince de robot Nous allons étudier cette fonction FC3 Milieu environnant FP1: Saisir une pièce FC1: Etre rapide FC2: Etre précis FC3: Etre peu encombrant

7 4.2 Déterminer les classes d équivalences: S0={1, 2, 3, 5, 6, 7 } S1={16, 17, 18} S2={11, 12, 13, 14, 15} S3={9} S1 S2 S0 S3 S4 S4={8 } S5 S5={4, 10 }

8 4. Les étapes de la modélisation Analyser le mécanisme Comprendre la fonction et les formes du mécanisme Déterminer les classes D équivalence Identifier les liaisons Établir le graphe des liaisons D après la nature des Surfaces de contact Identifier les liaisons encastrements Identifier les mouvements possibles entre les classes d équivalences Établir le schéma cinématique

9 4.3 Identifier les liaisons: Determiner la nature des contacts entre les classes d équivalences: Les différents types de contacts possibles entre solides Contact ponctuel

10 Contact linéique circulaire rectiligne Contact surfacique Plan cylindrique sphérique La normale au plan L ae du cylindre Le centre de la sphère Caractéristiques

11 Etude de contacts entre les classes d équivalences de l agrafeuse Contact entre S0 et S2 P1 P1 C1 C1 Nature du contact: Plan P1 de normale Cylindre C1 d ae

12 Contact entre S0 et S4 C2 P2 C2 P2 Nature du contact: Plan P2 de normale Cylindre C2 d ae

13 C3 Contact entre S0 et S3 P3 C3 P3 Nature du contact: Plan P3 de normale Cylindre C3 d ae

14 Contact entre S4 et S5 C3 C3 P3 Nature du contact: Plan P3 de normale Cylindre C3 d ae P3

15 Contact entre S3 et S5 C4 C4 P4 P4 Nature du contact: Plan P4 de normale Cylindre C4 d ae

16 Contact entre S2 et S3 C5 P5 Nature du contact: Plan P5 de normale n2/cylindre C5 d ae Ligne de contact de normale n2 et // à

17 4.3.2 Identifier les mouvements possibles entre les classes d équivalences : a- Liaison ponctuelle de centre O et de normale Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale translation 0 Ty rotation R Ry T R Degrés de libertés dans le plan, 1 O Représentation schématique plane y O O 1 1 translation 0 0 T rotation 0 Ry 0

18 b- La liaison linéaire rectiligne de normale O,. Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale translation 0 Ty rotation R Ry T 0 Degrés de libertés dans le plan, Représentation schématique plane 1 1 y O O 2 2 translation 0 0 T rotation 0 Ry 0

19 c- La liaison linéaire annulaire d ae O,. Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale T R 0 Ry 0 R Degrés de libertés dans le plan, Représentation schématique plane 1 1 y O 2 O 2 T 0 0 Ry

20 d- La liaison appui plan de normale O,. Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale 0 R Ty 0 T 0 Degrés de libertés dans le plan, Représentation schématique plane 1 o 2 T 0

21 e- La liaison rotule de centre O. Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale Z 2 A 1 0 R 0 Ry 0 R X Représentation schématique plane 2 o 1 Degrés de libertés dans le plan, 0 Ry

22 f- La liaison pivot glissant d ae O,. Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale T R Degrés de libertés dans le plan, Représentation schématique plane 2 1 ou y o o o T 0

23 g- La liaison pivot d ae O,. Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale 0 R Degrés de libertés dans le plan y, Représentation schématique plane 2 2 ou y o o 1 o 1 0 R

24 h- La liaison glissière d ae O,. Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale T 0 Degrés de libertés dans le plan, Représentation schématique plane 2 ou 2 ou y o o o 1 1 o 2 1 T 0

25 i- La liaison hélicoïdale d ae O,. Degrés de libertés dans l espace y Représentation spatiale T R y Représentation schématique plane 1 ou ou y o o o 2 Degrés de libertés dans le plan,

26 j- La liaison encastrement. Voir cours sur les liaisons complètes Degrés de libertés dans l espace Représentation spatiale Degrés de libertés dans le plan, Représentation schématique plane o

27 Retour à l eemple de l agrafeuse Mise en évidence des degrés de liberté et choi des liaisons associées grâce au contact identifiés précédemment

28 4. Les étapes de la modélisation Analyser le mécanisme Comprendre la fonction et les formes du mécanisme Déterminer les classes D équivalence Identifier les liaisons Établir le graphe des liaisons D après la nature des Surfaces de contact Identifier les liaisons encastrements Identifier les mouvements possibles entre les classes d équivalences Établir le schéma cinématique

29 4.4 Etablir le graphe des liaisons C'est une représentation du mécanisme où chaque classe d'équivalence sera représentée par un cercle et chaque liaison par un trait S0 Pivot ae (B, ) S4 Glissière ae(a, y) Pivot ae (C, ) S3 Pivot ae (E, ) Pivot ae (D, ) S5 S2 Ponctuelle de normale (F,n ) (suivant ) Glissière hélicoïdale d ae O, y S1

30 4. Les étapes de la modélisation Analyser le mécanisme Comprendre la fonction et les formes du mécanisme Déterminer les classes D équivalence Identifier les liaisons Établir le graphe des liaisons D après la nature des Surfaces de contact Identifier les liaisons encastrements Identifier les mouvements possibles entre les classes d équivalences Établir le schéma cinématique

31 4.5 Établir le schéma cinématique minimal Ae moteur O Ae coulisseau 517 Bâti fie A y Bielle 513 n F D C B Bielle 512 Mors E