DOSSSIER DE PRESENTATION DU PROJET

Transcription

1 Lycée Louis Armand Paris V BTS ÉLECTROTECHNIQUE Session 2015 ÉPREUVE E5 / PROJET TECHNIQUE INDUSTRIEL DOSSSIER DE PRESENTATION DU PROJET Équipe pédagogique : - Brigitte Belin - Olivier Martin - Lasne Fabrice Partenaires du projet : Lycée Louis Armand Intitulé du projet : Usinage par Ultrasons Nombre d étudiants concernés : 2 étudiants Montant estimé du projet : 300 Typologie du projet : Source de financement : Lycée Construction ou rénovation d un système inclus dans une chaîne de fabrication. Construction ou rénovation d une machine de production. Conception ou modification d une installation électrique d une infrastructure. Conception ou modification d une installation électrique d un bâtiment tertiaire ou industriel. Conception ou amélioration d un produit de consommation. Élaboration ou amélioration de services. Présentation du projet : La société Saint Louis Créations a fait appel à nous, pour la réalisation d un prototype en vue de la construction d une machine d usinage par ultrasons pour la découpe et la gravure de pièces en verres. La réalisation n ayant pas abouti en 2010, nous nous proposons de finaliser le prototype cette année, la société nous a fait don de ce prototype. Le projet est : Accepté Accepté sous réserves Refusé Recommandations (en cas de réserves ou de refus) : Date : Les IA-IPR :

2 DÉFINITION DE LA DEMANDE Objectif du projet : Objectif du projet : Souhaitant diversifier sa production, actuellement la gravure laser dans des blocs en verre, la société Saint Louis Créations nous demande de réaliser, à partir d une ancienne machine laser, un prototype de commande pour une machine de gravure par ultrason. Les machines de gravures par ultrasons sont conçues pour que l avance de la sonotrode outil ait lieu au fur et à mesure que la matière est enlevée. Il nous est demandé de réaliser sur ce prototype un asservissement de l'effort, avec mesure de la force statique à l aide de capteurs, ce qui permet de régler celle-ci avec une plus grande précision et de la moduler en fonction de la position encours d usinage : elle peut être faible à l attaque, pour permettre aux grains de commencer à creuser l empreinte, puis augmentée à sa valeur optimale choisie pour poursuivre l usinage, diminuée à la fin de l opération, par exemple dans le cas d un perçage, afin d éviter ou de minimiser le phénomène d écaillage à la sortie. Le procédé peut être caractérisé par trois critères principaux : - débit de matière ; - usure relative de la sonotrode ; - état de surface. Les performances dépendent essentiellement du matériau à usiner, du matériau de la sonotrode et du matériau des grains abrasifs, mais aussi d autres paramètres Machine à adapter Ancienne machine laser Table 3 axes commande des. moteurs

3 Synoptique du projet : Deux moteurs Brushless 200W pour les axes et Y précision au µ Un moteur pour l axe Z de 200W précision au µ

4 Cahier des charges : Prestations Demandées : La broche de la perceuse remplace la sonotrode pour les essais, elle doit descendre avec une pression mesurée de 2 kg sur une surface de 2mm² avec une vitesse de 1mm/s Fonctions principales N Fonctions Critères d appréciation Niveau d appréciation 1 Faire descendre une sonotrode à pression constante La perceuse qui remplace la sonotrode pour les essais doit descendre a pression constante avec une vitesse de 1mm/s. Vitesse de déplacement suffisante. Pression vérifiée 2 Dialogue homme/machine L automate transmet les infos de l opérateur par l intermédiaire d un programme automate. Message clair. Fonctions contraintes N Fonctions Critères d appréciation Niveau d appréciation 1 Energie Réseau triphasé 400V 50hz. électrique 2 Normes NFC Matériels standard du lycée Ordinateurs, logiciels, alimentation électrique, appareils de protections. 4 Caractéristiques mécaniques La perceuse doit se déplacer sans a coup et percer avec une pression constante Précision +/- 50g Vitesse +/ mm/s Matériel mis en œuvre - 1 PC avec carte de com CAN - 3 Variateurs pour les moteurs brushless - 3 Moteurs brushless de 200W - 1 Perceuse 100W Remarque : Des modifications du cahier des charges sont envisageables en fonction des solutions technologiques retenues et des améliorations pouvant apporter une valeur ajoutée au produit.

5 Fonctions générales du système Réseau triphasé 380v PC (informer) Carte CAN (Piloter) Variateurs (Moduler l énergie) Moteurs (Convertir l énergie) Codeur (Acquérir les données) Fonction 1 : informer Schéma fonctionnel Cette fonction, réalisée par le PC en VB, permet de transmettre les ordres de l opérateur vers le système et de recevoir des informations. Fonction 2 : Piloter Description du mode Manu : -Possibilité de faire un perçage en mode manuel Description du mode auto : - Réaliser un perçage avec débourrage en cas de non déplacement a pression constante Fonction 3 : Moduler l énergie Réalisée par trois variateurs pour les moteurs brushless 200W Fonction 4 : Convertir l énergie Réalisée par trois moteurs brushless avec visse a billes de 60cm et un moteur de broche 100W Fonction 5 : Acquérir les données Réalisée par trois codeurs et un capteur d effort à implanter

6 C14 C17 C18 C20 C21 C06 C10 C19 C24 C33 C05 C11 C15 C27 C32 CONTRAT INDIVIDUEL DES TÂCHES TÂCHES PROPOSÉES Etudiant A AE Z et capteur d'effort Compétences mises en œuvre ORGANISATION DU PROJET - Valider le choix de la motorisation axe Z et du capteur d'effort - Réaliser le bon de commande de ces éléments et accessoires - Déterminer le planning de réalisation - Donner les délais de livraison pour le matériel - Réaliser le cahier des charges du système et le faire valider par l utilisateur CONCEPTION DU PROJET - Réaliser le schéma de câblage du système sous SeeElectrical - Mettre en œuvre le capteur d effort et son conditionneur - Mettre en œuvre l axe Z avec le bus CAN - Effectuer les réglages du variateur pour ne pas avoir d à-coups - Planifier les revues de projet - Réaliser une revue de projet sur site pour montrer l avancé des travaux MISE EN ŒUVRE DU PROJET - Régler les problèmes pour la descente de la sonotrode - Réaliser la mesure du déplacement de l axe - Réaliser le programme pour la commande de vitesse de déplacement de l axe Z - Régler accélérations et les freinages qui ne provoquent pas de vibration de la sonotrode - Réalise le câblage du variateur - Réaliser le programme pour la descente de la broche

7 C14 C17 C18 C20 C21 C06 C10 C19 C24 C33 C05 C11 C15 C27 C32 CONTRAT INDIVIDUEL DES TÂCHES Etudiant B axes Y et IHM TÂCHES PROPOSÉES Compétences mises en œuvre ORGANISATION DU PROJET - Valider le choix de la motorisation des axes et Y - Réaliser le bon de commande de ces éléments et accessoires - Déterminer le planning de réalisation - Donner les délais de livraison pour le matériel - Réaliser le cahier des charges du système et le faire valider par l utilisateur CONCEPTION DU PROJET - Réaliser le schéma de câblage du système sous SeeElectrical - Réaliser le GEMMA et le programme de l installation - Mettre en œuvre les axes et Y avec le bus CAN - Effectuer les réglages du variateur pour ne pas avoir de vibrations - Planifier les revues de projet - Réaliser une revue de projet sur site pour montrer l avancé des travaux MISE EN ŒUVRE DU PROJET - Régler les problèmes pour les déplacements du plateau - Réaliser la mesure du déplacement des axes - Réaliser le programme pour la commande de vitesse de déplacement des axes Y - Régler accélérations et les freinages qui ne provoquent pas de vibration du plateau - Réalise le câblage des variateurs - Réaliser le programme des déplacements en Y