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 :
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
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
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 15-100. 3 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 +/- 0.01 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.
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
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
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