Lycée PE MARTIN CENTRE D INTERET : CI.5 : transmission de puissance et transformation de mouvement Durée: 2h TP de découverte. Portail FAAC Application - mise en œuvre de savoirs et savoir-faire. Recherche et validation de solutions. Evaluation. THEMATIQUES : E17 : simulation du comportement mécanique d'un système E13 : démarche d'isolement et principe d'équilibre statique d'un solide COMPETENCES ATTENDUES: déterminer les actions mécaniques transmises par une résolution logicielle utiliser le logiciel Motion Works acquérir une démarche d'analyse proposer une solution répondant à un cahier des charges PROBLEMATIQUE : Le problème consiste à déterminer l'effort de réglage en bout de portail fermé pour que celui-ci respecte les normes européennes de sécurité. CONDITIONS DE DEROULEMENT DE L ACTIVITE : Phases de travail Objectif Activité A fonctionnement B visualisation de l'effort en A C Etude de la problématique Recherche de l'effort vérin Régler le portail en un point et s'apercevoir que ce n'est pas la bonne manière de faire Etudier différentes situations et déterminer le réglage de l'effort du vérin Sur système régler le portail Sur logiciel visualiser l'effort et observer qu'il n'est pas constant En conclure que le réglage n'est pas bon Manipuler le logiciel Visualiser des courbes d'effort du vérin Déterminer un effort de réglage D Synthèse Déterminer l'effort en bout de portail permettant un réglage correct du système Manipuler le logiciel MW Déterminer l'effort de réglage Manipuler la maquette et la régler OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 1/9
OUVRE PORTAIL «FAAC» Afin de vérifier si l ouvre portail automatique «FAAC» dont on dispose correspond a certains points du cahier des charges donné, on se propose d effectuer un certain nombre de mesures et de contrôles sur cet appareil. A. fonctionnement Le fonctionnement de l ouvre portail est décrit dans la notice d instruction du constructeur ainsi que dans le graphe de coordination des tâches. Votre travail consiste à vérifier, en faisant fonctionner le portail, que toutes les données du constructeur sont correctes. Sur système réel A.1. protection anti-écrasement Le constructeur doit prévoir l adaptation de son portail, au moment de la pose sur le site, aux normes officielles de sécurité.(voir notice constructeur). En particulier, l effort lors de la rencontre d un obstacle doit être limité à 15 dan. En utilisant le dynamomètre fourni, mesurez l effort exercé par le portail sur sa butée de fermeture repérée par le point A sur le schéma ci-dessous. Vérifiez que cet effort est conforme aux normes. Si non, réglez le correctement. ATTENTION: Respectez lors du réglage les règles essentielles indiquées par le constructeur sous peine de détérioration irréversible du mécanisme. APPELEZ LE PROFESSEUR AVANT D EFFECTUER LE REGLAGE. Maintenant que la norme est respectée pour le portail fermé pour un écrasement accidentel en bout de portail (en A), pensez vous que cela est le cas pour toute position du portail (écrasement accidentel au point A du portail et un éventuel obstacle)? Justifiez votre remarque OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 2/9
Sur maquette SW + MotionWorks B. Visualisation de l'effort en A à l'aide du logiciel de MOTION WORK B.1. Simulation Grâce au logiciel MOTION WORK nous allons simuler le fonctionnement et vérifier votre remarque. Pour cela, COPIEZ le dossier original FAAC SW sur votre bureau Ouvrez ensuite le fichier assemblage "Portail FAAC RECHERCHE EFFORT VERIN".asm, Le logiciel de calcul Motion-works se charge automatiquement pour un fichier assemblage. Si ce n est pas le cas, activez MotionWorks dans le menu outils\compléments Les liaisons du mécanisme sont déjà mises en place. Pour voir le graphe de structure, dans le menu Motion Works cliquez sur graphe de structure Vous disposez dans la barre de menu Motion Works des outils suivants : lancez la simulation. pour la lancer de nouveau cliquer sur l'icône début puis sur lancer B.2. Compréhension des features manager (arbres de construction) Vous connaissez déjà l'arbre de Solid-works. Accessible en cliquant sur l'icône. Pour accéder à l'arbre de construction de Motion-works cliquez sur l icône de MW Arbre MW obtenu Pièce immobile: la base. En gras : Pièces concernées par la liaison cliquée. Icône rouge : liaison pilotée.ici pilotée en vitesse pour animer le mécanisme On peut dans une liaison rajouter des efforts, des frottements de la vitesse. Durée de l'animation 1s calcul de 100 images. Barre de défilement de l'animation. OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 3/9
B.3. Vérification a l'aide du logiciel de calcul Grâce au logiciel MOTION WORK nous allons simuler le fonctionnement et visualiser l'effort d'écrasement sur un obstacle placé en A dans toutes les positions du portail. Important pour comprendre la démarche : Dans le réel, on ne peut régler le vérin qu avec un effort constant (on règle une pression fixe) Le vérin exerce une force de 1537 N pour obtenir une force de 15 dan en A portail fermé. Pour cela, charger le fichier original "Portail FAAC visualisation effort en A portail fermé" (les réglages sont déja effectués). Un effort de 1537 N est déjà placé sur l'axe du vérin tel que l'effort en A portail fermé soit de 150 N. Le vérin développe un effort constant tout au long de l ouverture Pour pouvoir modifier cliquer sur Pour savoir quel sera l'effort sur un obstacle en A lors de la fermeture du portail c est à dire pendant le mouvement, il faut rechercher un effort inconnu Mise en place de l'effort inconnu Cliquer sur l'icône Inverser si besoin l'axe z pour l'orienter en opposition à la fermeture du vantail. Réglez les paramètres de l'effort inconnu (ceux-ci sont normalement déjà en place sauf la position finale de la liaison pivot à régler à chaque fois sur 1.56 rad) Cliquez sur OK L'image suivante apparaît visualisant la valeur de l'effort inconnu en A soit la variation de l'effort au cours du mouvement. Sinon cochez Variable affichée Valeurs de l'effort Courbe de variation de l'effort Pour visualiser les valeurs de l'effort sur la courbe, actionnez le curseur de la barre de défilement de l'animation. Vous pouvez faire chercher max sur la colonne de valeurs de l effort Les normes européennes sont-elles donc respectées? Quelle valeur maxi peut prendre l'effort en A tout au long du mouvement? Que va-t-il falloir modifier sur le système pour respecter ces normes? (indiquer si ce sera plus petit ou plus grand) OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 4/9
C. Etude de la problématique : Recherche de l'effort à exercer par le vérin On veut donc savoir quel effort doit exercer le vérin pour que en tout point du portail et en n'importe quelle position du vantail, les normes européennes soient respectées soit un effort d'écrasement de 15 dan maxi. Que recherche-t-on? Cette recherche d'effort du vérin se fera en 3 phases : On va chercher l effort à exercer par le vérin si on a soit: un effort de 15 dan en A en bout de portail un effort de 15 dan en B à 55 cm du pivot avec le pilier effort de 15 dan en C à 15 cm du pivot avec le pilier Pour cela, recharger le fichier "FAAC RECHERCHE EFFORT VERIN" Pour pouvoir modifier cliquer sur Tous les réglages sont déjà effectués : Vitesse de déplacement du vérin pour fermer le portail Effort de 15 dan en A, B, et C car le but n'est pas d'apprendre à utiliser complètement le logiciel mais de faire des étude de résultats donnés par le logiciel C.1. Mise en place de l'effort en A Dans le feature manager affichez avec le bouton droit les propriétés de l'effort en A Cliquez sur l'onglet force et rendez actif l'effort Le repère passe au rouge Cet effort est lié au repère local (il restera toujours perpendiculaire au portail ) et est de 150 N. Lancez l'animation OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 5/9
C.2. Visualisation de l'effort du vérin L'effort du vérin est appelé effort moteur (Ukin) car c'est lui qui anime le mécanisme Les réglages ont été faits de telle manière que le vérin anime le mécanisme. Ainsi l'effort moteur se trouve dans la liaison pivot glissant et est l'effort du vérin. Cliquez sur La fenêtre graphe apparaît Normalement d'après les réglages effectués, c'est l'effort moteur de la liaison pivot glissant qui apparaît c'est-à-dire l'effort du vérin sinon faites le s'afficher C.3. Etude des résultats Cet effort est l'effort calculé du vérin en toute position du portail pour un effort fixe en A de 15 dan. En réalité, on ne peut régler l'effort du vérin qu'à une seule valeur (il ne peut varier). Déterminez à l'aide du curseur de la barre de défilement animation l'effort de réglage que le vérin devra exercer. C.4. Recherche de l'effort du vérin pour un obstacle en B puis en C Après être passé en mode construction, Désactivez l'effort en A puis activez l'effort en B. Déterminez l'effort de réglage du vérin pour un obstacle situé en B. Pour pouvoir modifier cliquer sur Désactivez l'effort en B puis activez l'effort en C. Déterminez l'effort de réglage du vérin pour un obstacle situé en C. Sur les 3 efforts déterminés (pour obstacle en A puis en B puis en C), lequel doit-on retenir pour le vérin afin que en tout point et en n'importe quelle position du portail, les normes européennes soient respectées soit un effort d'écrasement de 15 dan maxi. OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 6/9
D. Synthèse Réglage du portail A présent que l'effort du vérin est déterminé, il faut régler le portail en réglant la pression. On ne peut pas mesurer la pression d'admission. Le seul point de mesure que l'on possède est celui en A lorsque le portail se ferme. Dans un premier temps, vous allez rechercher cet effort à l'aide de Motion-works, ensuite vous irez régler le portail réel. D.1. Recherche de l'effort en A portail fermé pour un effort de vérin donné But : Avec le nouvel effort vérin déterminé précédemment, déterminer l'effort écrasement en bout de portail quand il est fermé (car on sait le mesurer) Pour cela, charger le fichier original Portail FAAC visualisation effort en A (les réglages sont ainsi effectués) Pour pouvoir modifier cliquer sur Mise en place de l'effort vérin Un effort de 1537 N est déjà placé sur l'axe du vérin tel que l'effort en A portail fermé soit de 150 N Il faut le modifier avec la valeur que vous avez déterminée précédemment. Effort inconnu Cliquer sur l'icône Réglez les paramètres de l'effort inconnu en A. (ceux-ci sont déjà en place sauf la position finale de la liaison pivot à régler à chaque fois sur 1.56 rad) sinon cf. Page 4 Déterminez l'effort en position finale. Il vous reste à régler le portail a l'aide de cette valeur relevée. OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 7/9
Feuille réponse OUVRE PORTAIL «FAAC» Afin de vérifier si l ouvre portail automatique «FAAC» dont on dispose correspond a certains points du cahier des charges donné, on se propose d effectuer un certain nombre de mesures et de contrôles sur cet appareil. A. fonctionnement Le fonctionnement de l ouvre portail est décrit dans la notice d instruction du constructeur ainsi que dans le graphe de coordination des tâches. Votre travail consiste à vérifier, en faisant fonctionner le portail, que toutes les données du constructeur sont correctes. A.1. protection anti-écrasement Vérifiez que cet effort est conforme aux normes européennes Que dit la norme européenne? combien trouvez-vous? Quelle doit être la valeur de réglage? Réglez le correctement. ATTENTION: Respectez lors du réglage les règles essentielles indiquées par le constructeur sous peine de détérioration irréversible du mécanisme. APPELEZ LE PROFESSEUR AVANT D EFFECTUER LE REGLAGE. pensez vous que cela est le cas pour toute position du portail (écrasement accidentel au point A du portail et un éventuel obstacle)? Justifiez votre remarque B. visualisation de l'effort en A à l'aide du logiciel de MOTION WORK Les normes européennes sont-elles donc respectées? Quelle valeur maxi peut prendre l'effort en A? Que va-t-il falloir modifier pour respecter ces normes? (indiquer si ce sera plus petit ou plus grand) OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 8/9
C. Recherche de l'effort à exercer par le vérin Que recherche-t-on et pourquoi? C.1. Etude des résultats Déterminez l'effort de réglage du vérin pour un effort de 15 dan en A : C.2. Recherche de l'effort du vérin pour un obstacle en B puis en C Déterminez l'effort de réglage du vérin pour un effort de 15 dan en B : Déterminez l'effort de réglage du vérin pour un effort de 15 dan en B : Sur les 3 efforts déterminés, lequel doit-on retenir pour le vérin afin que en tout point du portail et en n'importe quelle position, les normes européennes soient respectées soit un effort d'écrasement de 15 dan maxi. Effort retenu et raisons de ce choix : D. Réglage du portail Dans un premier temps, vous allez rechercher l'effort en A position fermée à l'aide de Motion-works ensuite vous irez régler le portail. D.1. Recherche de l'effort en A portail fermé pour un effort de vérin donné déterminer l'effort en position finale en A : D.2. Réglage du portail Il vous reste à régler le portail a l'aide de cette valeur relevée. OUVRE-PORTAIL FAAC PAGE 9/9