- 35(6(17$7,21*(1(5$/( - '(6&5,37,21)21&7,211(0(17 6<67(0('(%581,66$*(

Transcription

1 6<67(0('(%581,66$*( - 35(6(17$7,21*(1(5$/( Le brunissage est un procédé de traitement de surfaces, qui permet de colorer des pièces mécaniques métalliques. Les couleurs obtenues varient en fonction de la nature des bains, entre le brun et le noir. La coloration est obtenue en trempant les pièces dans plusieurs bains dont un de brunissage composé d'eau et de sel spécial à une température de 144 C. Un cycle d'agitation a lieu dans chaque bain, afin d'uniformiser l'efficacité des produits. Une temporisation déterminera la durée du cycle d'agitation. Le processus est une machine de traitement de surface composée de quatre bacs dont:. Un bac de brunissage régulé à 144 C (bac 1),. Un bac d'eau courante pour le rinçage (bac 2),. Un bac d'eau chaude régulée à 90 C (bac 3),. Un bac d'anti-corrosion (bac 4). - '(6&5,37,21)21&7,211(0(17 Page 1 / 15

2 6&+(0$'(35,1&,3( 5HPDUTXHV: Les résistances chauffantes des deux bacs d'eau chaude et les capteurs de gestion des bains ne sont pas représentées. Page 2 / 15

3 '(6&5,37,21)21&7,211(//( Page 3 / 15

4 '(6&5,37,217(0325(//('8&<&/('(%581,66$*( '(6&5,37,210$7(5,(//( 5-1 Actionneurs Seuls les actionneurs pneumatiques sont présentés dans ce dossier: - Vérin de déplacement longitudinal du panier, - Vérin de déplacement vertical du panier. 5-2 Capteur de position Pour détecter les positions longitudinales et verticales du panier contenant les pièces, des capteurs magnétiques de proximité sont implantés sur la partie opérative. 5-3 Capteur de qestion du bain de brunissage Lors de l'utilisation normale de la machine, le bain de brunissage composé d'eau et de sel se modifie très rapidement. En effet, l'évaporation crée une baisse de niveau ainsi que la modification de la concentration du bain. Il est donc nécessaire de contrôler automatiquement le bain afin d'en corriger son dosage. A cet effet, des mesures sont prises en continu. Les mesures sont relatives: 1) au contrôle de température par un thermocouple, 2) au contrôle de niveau par une sonde capacitive, 3) au contrôle de densité par un capteur d'effort. Ces capteurs délivrent des signaux analogiques à un micro-ordinateur muni d'un logiciel de traitement. Page 4 / 15

5 ,PSODQWDWLRQGHVFDSWHXUVEDLQGHEUXQLVVDJH Lorsque le plongeur coule (cas de diminution de densité), ou monte (augmentation de densité), il provoque une variation d'effort au niveau du capteur de force. 'RFXPHQWDWLRQFRQVWUXFWHXUVXUOHFDSWHXUGHIRUFH Page 5 / 15

6 7UDYDLOGHPDQGp $1$/<6(*/2%$/('86<67(0(,GHQWLILFDWLRQGHVIRQFWLRQVSULQFLSDOHVTXLSDUWLFLSHQWjODUpDOLVDWLRQGHODIRQFWLRQJOREDOH 4XHVWLRQ : Identifiersur le diagramme fonctionnel AO les supports d'activité des blocs fonctionnels A 1, A2, A3 et A4. A1 : A2 : A3 : A4 :,GHQWLILFDWLRQHWDQDO\VHGHVSULQFLSDX[FRQVWLWXDQWV 4XHVWLRQ : Retrouverà partir du dossier technique le type des actionneurs utilisés pour le déplacement vertical ou horizontal du panier. Horizontal : Vertical : 4XHVWLRQ : Indiquerle type et la fonction des différents capteurs de la machine de brunissage. Page 6 / 15

7 'HVFULSWLRQGXIRQFWLRQQHPHQWGHODSDUWLHFRPPDQGHLGHQWLILFDWLRQHWDQDO\VHGHVFRQVWLWXDQWV SULQFLSDX[ 4XHVWLRQ : A partir de la description temporelle du cycle de brunissage, complétersur le document réponse DR1 le grafcet de fonctionnement normal du système point de vue partie commande. &$/&8/6'(9(5,),&$7,21 9pULILFDWLRQGHVFDUDFWpULVWLTXHVpOHFWULTXHVGHFHUWDLQVFRQVWLWXDQWVFDSWHXUGHIRUFH Le capteur d'effort permet le contrôle de la densité du bain de brunissage. Le schéma structurel de ce capteur est donné ci-dessous. A l équilibre du pont de résistances, les quatre résistances sont égales et aucune variation de tension Vp n'est relevée. Si un effort est exercé sur la partie active du capteur, la résistance Rjauge diminue et une variation de différence de potentiel est enregistrée. On donne: +Vcc = 10 V et - Vcc = - 10 V. +YSRWKqVHGHFDOFXO devant les courants I1 et I2. Les courants de sortie du pont de résistances Ip1 et Ip2 sont négligeables 4XHVWLRQ Exprimer VR2 en fonction de Vcc, R1 et R2 puis VR en fonction de Vcc, R et Rjauge. Page 7 / 15

8 4XHVWLRQ En déduire l'expression de Vp en fonction de Vcc et des résistances R1, R2, R et Rjauge. 4XHVWLRQ Suite à un effort sur le capteur, Rjauge diminue de 5 %. Calculer la nouvelle valeur de Rjauge et la valeur de Vp sachant que R1 = R2 = R = Rjauge = 350 Ω (valeurs initiales). -XVWLILFDWLRQGXFKRL[GHFHUWDLQVFRPSRVDQWV 4XHVWLRQ Indiquer le mode de fonctionnement de l'amplificateur opérationnel A1 (OLQpDLUH ou WRXWRXULHQ), justifier la réponse. 4XHVWLRQ l'expression de Vs est : 9V 55[9S9S En déduire la fonction réalisée par l'amplificateur opérationnel A1 et calculer Vs dans le cas de la question 7, sachant que R3 = 10 x R4. Page 8 / 15

9 (YDOXDWLRQGHOHIIRUWGXEUDVRVFLOODQWVXUOHFDSWHXUGHIRUFH On donne ci-dessous l'implantation du capteur de force du bain de brunissage. On isole le système mécanique constitué du bras oscillant seul et on donne la modélisation des efforts sur ce bras (figure 2). 4XHVWLRQ En appliquant le principe fondamental de la statique au système isolé constitué du bras oscillant seul, écrire une relation entre Fc, Fa, L1 et L2. 4XHVWLRQ Application numérique: Calculer Fa si Fc = 2.5 N, L1 = 20 mm et L2 = 80 mm. Page 9 / 15

10 4XHVWLRQ Vérifier, à partir de la documentation constructeur et de la valeur de Fc déterminée à la question 11, que le capteur de force convient. 352'8&7,21'81(62/87,21 3URGXFWLRQGHWRXWRXSDUWLHGXQVFKpPDVWUXFWXUHOSRXUGHVFRQVWLWXDQWVGLQWHUIDFH La gestion des déplacements du panier est réalisée par un automate programmable industriel à 24 entrées 24 V continue et 12 sorties à relais. La tension 24 V continue est disponible en façade de l'automate. Les 24 entrées sont reliées au 0 V de cette tension par liaisons électriques internes à l automate. 4XHVWLRQ Etablir sur le document réponse DR2 le schéma de raccordement du bouton poussoir dcy sur l'entrée 17 de l'automate.de façon à obtenir une tension de 24V sur l entrée en cas d appui sur ce bouton 4XHVWLRQ Etablir sur le document réponse DR2, le schéma de raccordement du capteur inductif s3 sur l'entrée 13 de l'automate. 4XHVWLRQ Etablir sur le document réponse DR2, le schéma de raccordement des bobines EV3 et EV4 du distributeur «vérin de déplacement longitudinal», sur les sorties O2 et O3 de l'automate. La tension d'alimentation de ces bobines est de 24 V alternatif, elles sont pilotées par les contacts des relais en sortie de l automate. 3URGXFWLRQG XQHPRGLILFDWLRQGHVROXWLRQFRQVWUXFWLYH On désire améliorer la qualité du guidage en translation du plateau 14 et de ses pièces solidaires en modifiant les deux galets inférieurs 20 (Voir le schéma de mise en situation ci contre). Proposer une nouvelle solution constructive permettant une possibilité de réglage du jeu dans la liaison. Page 10 / 15

11 '2&80(175(3216('5 dcy : départ de cycle CI: conditions initiales EV1 : Montée du vérin vertical EV2 : Descente du vérin vertical EV3 : Déplacement vers la droite du vérin horizontal EV4 : Déplacement vers la gauche du vérin horizontal T1 : Durée du cycle d'agitation dans le bac 1 T2 : Durée du cycle d'agitation dans le bac 2 T3: Durée du cycle d'agitation dans le bac 3 T 4 : Durée du cycle d'agitation dans le bac 4 Page 11 / 15

12 '2&80(175(3216('5 Page 12 / 15

13 '2&80(175(3216('5 Page 13 / 15

14 %$1&'(%581,66$*( /,$,6213/$7($80$1&+21'(9(5,1 120(1&/$785( 27 VIS CHC M NF RONDELLE W6 1 NF 2S SIS 25 VIS CHC M NF FIXA TION POUR PANIER 1 EN A W 5005A 1 (A G6) 23 SUPPORT DE FIXATION 1 CLIMAX 22 DOUILLE FIXE 2 21 ROUE DE GUIDAGE MD W2 4 OUA L VEE 20 RAIL DE GUIDAGE 2 DUA L VEE 19 BARRE DE GUIDAGE 1 NFA VIS CHC M NF RONDELLE W4 24 NF VIS H M NFE RONDELLE PLATE L5 U 4 NFE PLATEAU 1 E24 13 DOUILLE FIXE 2 12 POUSSOIR 1 CIO (XC 10) Il ENTRETOISE DE CENTRAGE 1 C42 (XC42) 10 VIS CHC M NF RONDELLE W5 1 NF ROTULE GE 10E 1 SKF 7 BAGUE DE ROTULE GE 10E 1 SKF 6 VERIN ANTI ROTATION 1 CLIMAX 5 TIGE DE VERIN LONGITUDINAL 1 FESTO DIDACTIC 4 SUPPORT DE MANCHON 1 C42 (XC42) 3 MANCHON DE VERIN SANS TIGE 1 FESTO DIDACTIC 2 VIS CHC M NF l RONDELLE W6 4 NF 25 S15 5(3 '(6,*1$7,21 1% 0$7 5()(5(1&( Page 14 / 15

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