Définition du produit

Transcription

DOSSIER TECHNIQUE
MACHINE D’ASSEMBLAGE ET DE
SERTISSAGE
DE VÉHICULES MINIATURES
VERSION DÉFINITIVE SESSION 2004
ACADÉMIE DE NANCY-METZ
Système : MAJORICC
DOSSIER TECHNIQUE
Sommaire
Présentation du système .................................................................................................. pages 1 à 2
• Définition du produit - Problème de l’assemblage ................................................ page 1
• Cahier des charges fonctionnel partiel ................................................................... page 2
Vue d’ensemble : schéma de la machine .......................................................................... page 3
Analyse fonctionnelle : diagramme A-0 ........................................................................... page 4
Caractéristiques générales .............................................................................................. pages 5 à 10
• Poste 1 : montage des essieux (schémas – grafcet P.O.) ....................................... page 5
• Poste 2 : montage châssis (schémas – grafcet P.O.) .............................................. page 6
• Poste 3 : sertissage châssis-coque (schémas – grafcet P.O.) ................................. page 7
• Poste 4 : transfert par pas de pèlerin (schémas – grafcet P.O.) ............................. page 8
• Bilan des composants d’automatisation ................................................................. pages 9 & 10
o La Partie Commande ................................................................................. page 9
o La Partie Opérative ..................................................................................... page 10
Gemma .............................................................................................................................. page 11
Description du pupitre de dialogue ................................................................................ page 12
Grafcets ............................................................................................................................. pages 13 à 17
• Cycle en production normale (description) ............................................................ page 13
• Chronologie des tâches .......................................................................................... page 13
• Grafcet de Sécurité (GS) & Grafcet de Conduite (GC) ........................................ page 14
• Grafcet de Production Normal (GPN) ................................................................... pages 15 & 16
o Grafcet de Coordination des Tâches (GCT) ............................................. page 15
o Grafcets des différentes Tâches ................................................................. page 16
• Bilan des capteurs et actionneurs ........................................................................... page 17
Variables d’entrées / sorties ............................................................................................ pages 18 à 20
• Caractéristiques & adressage A.P.I. ................................................................ page 18
• Schémas de câblage ......................................................................................... pages 19 & 20
Fiches des composants d’automatisation : .................................................................... pages 21 à 32
• Vérins................................................................................................................ pages 21 à 26
• Générateur de vide ........................................................................................... page 27
• Distributeurs .................................................................................................... page 28
• Détecteurs ( I.L.S. ; inductifs ; photo-électriques) .......................................... pages 29 à 31
• Vacuostat ......................................................................................................... page 32
Système : MAJORICC
DOSSIER TECHNIQUE
Définition du produit
Le produit est une miniature de la série 200. Ce modèle appelé « RACING » représente une Formule 1.
Tous le modèles de cette série ont une longueur de 80mm (échelle variable de 1/50 à 1/60 pour des
raisons de standardisation, d’emballage et d’outillage.
Nomenclature des pièces
Désignation
Roues avant
Roues arrières
Axe
Châssis
Intérieur
Coque
Matière
Plastique
Plastique
Acier
Plastique
Plastique
Zamak
Nb
2
2
2
1
1
1
Observation
Décorées à chaud
Décorées à chaud
Fil (diamètre 1,5)
Teinté dans la masse
Teinté dans la masse
Peinture + déco par tampographie
Les différentes pièces issues du processus de
production
Une fois assemblés, ces véhicules sont
conditionnés :
- individuellement dans un « blister »
- en coffret « show »
Problème de l’assemblage
A l’issue de la fabrication des éléments constitutifs de la miniature, on dispose des sous-ensembles
suivants :
1 essieu avant
1 essieu arrière
Les roues sont pré-montées sur les axes sur une machine spéciale
automatisée, ceci afin de constituer les essieux.
1 coque
1 intérieur
La première opération consiste à réaliser le montage d’un
intérieur dans une coque. Cette opération est réalisée
manuellement.
1 châssis
Les châssis sont directement utilisés après injection plastique.
Remarque : les éléments constituant la matière d’œuvre entrante sont donc les quatre sous-ensembles :
1 essieu avant ; 1 essieu arrière ; 1 châssis ; 1 coque
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Cahier des charges fonctionnel partiel
Justification du besoin
Besoin
BAISSER LES PRIX DE REVIENT
On peut influer sur les prix de revient en apportant des modifications au niveau :
- de tous les processus de fabrication
- du processus de montage et de sertissage
- du processus d’emballage
L’automatisation de l’opération de montage et de sertissage doit permettre un gain direct d’une trentaine
de secondes par véhicule et donc un gain de plusieurs centimes par unité montée.
Produit
MACHINE AUTOMATISÉE
D’ASSEMBLAGE ET DE SERTISSAGE
Les contraintes technologiques
1
2
3
4
5
6
7
cadence de fabrication : 300 000 véhicules par jour
effort nécessaire au sertissage : 1000 daN
positionnement des coques dans des alvéoles d’une part, une mise en position aisée et d’autre
part une protection contre les chocs (protection de la peinture et des décorations) lors de
l’impact
amortissement de l’ensemble support d’alvéoles lors de l’impact
préhension des châssis par le vide
gestion des sécurités et des biens par une gestion des défauts d’alimentation des essieux
gestion des sécurités des personnes du fait de la proximité d’organes de puissance
pneumatiques (vérins, impacteur).
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DOSSIER TECHNIQUE
A.P.I.
Poste 2
Poste 3
Poste 1
Poste 4
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DOSSIER TECHNIQUE
ANALYSE FONCTIONNELLE DU SYSTÈME
W
C
E
ASSEMBLER
DES VOITURES
MINIATURES
TYPE « RACING »
M.O.E.
M.O.S.
Visualisation
Majoricc
M.O.E. : Matière d’œuvre Entrante
Æ essieux avant
Æ essieux arrière
Æ châssis
Æ coques
M.O.S. : Matière d’œuvre Sortante
Æ voitures assemblées
Visualisation :
voyant défaut roue
voyant défaut vide
W:
énergies pneumatique et électrique présentes
C:
Partie Opérative en situation initiale
Partie Commande en situation initiale
Pupitre de dialogue : sélecteurs en position AUTO et RUN
E:
lancement du cycle actionné
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DOSSIER TECHNIQUE
CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES
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22B1
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DOSSIER TECHNIQUE
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
BILAN DES COMPOSANTS D’AUTOMATISATION
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
LA PARTIE OPÉRATIVE
Poste Actionneur Pré-actionneur Commandes Capteurs fdc
1
10A (VDE)
10V
10YV14
Néant
2
20A (VDE)
20V
20YV14
20B1 ; 20B2
21A (VDE)
21V
21YV14
21B1 ; 21B2
22A (Venturi)
22V
22YV14
22B1
3
30A (VDE)
30V
30YV14
30B1
4
40A (VDE)
40V
40YV14
40B1 ; 40B2
41A (VDE)
41V
41YV14
41B1
Remarques:
- tous les pré-actionneurs sont des distributeurs 5/2 monostables à commande électrique
- tous les capteurs fin de course sont des I.L.S. sauf 30B1 qui est un détecteur de proximité inductif
(D.P.I.) et 22B1 qui est une interface pneumo-électrique (vacuostat)
Détecteurs complémentaires:
B40 : plaque en position initiale
B10 : défaut roues avant
B11 : défaut roues arrière
Défaut vide : prise en compte de l’état du vacuostat à certaines étapes du cycle.
Signalisation
Voyant H1 : défaut roues
Voyant H2 : défaut vide
Éléments du pupitre de dialogue
SU : Arrêt d’urgence
SC : marche Automatique
__
SC : marche manuelle
SM1 : Marche (RUN)
SM2 : Départ cycle
SM3 : Init
SM4 : avec sertissage
____
SM4 : sans sertissage
40SV14 : Avancer d’un pas
41SV14 : Indexer
21SV14 : Descendre châssis
20SV14 : Reculer châssis
22SV14 : Générer vide
10SV14 : Avancer roues
Marche manuelle
Système : MAJORICC
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Système : MAJORICC
PC hors
énergie
Aucune
action
Tapez votre texte
possible
sur la P.O.
PZ
<Mise PO dans l'état
déterminé>
<Arrêt demandé
état déterminé>
SM3.Défaut vide
A7
<Arrêt d'urgence>
<Traitement de la
défaillance>
<Arrêt dans l'état initial>
A2
X0
<Arrêt obtenu>
<Production tout de même>
B10+B11
(manque
roues)
Voyant défaut roues
clignotant
<Arrêt demandé
état déterminé>
Figeage tâche 1
(montage essieux)
A3
Cycle en production normale sans
sertissage (vérin impacteur non
utilisé)
D3
C=7
Le cycle
se
termine
<Arrêt demandé
en fin de cycle>
B10.B11
Recharger le stockeur de
roues (opération manuelle)
A4
Étapes initiales actives
Tous les vérins rentrés, sauf 20A
CIPO et 41A
A1
Mise hors énergie P.O. par coupure alimentation pré-actionneurs.
Désactivation de toutes les étapes du GPN et du GC.
Si défaut vide, faire clignoter voyant.
D1
D2
SU
Intervention manuelle de
préparation
A5
(STOP)
SM1
(RUN)
SM1
<Mise PO dans l'état initial>
Éteindre voyant Défaut vide
Initialisation G.P.N.
A6
SC
SM4
SM4
F1
Marches de
préparation
F3
<Marches
de clôture>
PRODUCTION NORMALE
SUIVANT GRAFCET DE
<Production>
F2
ARU+ défaut vide
(depuis tous états)
(avec sertissage)
(sans sertissage)
C=7
B10+B11
(manque
roues)
B10.B11
(présence
roues)
SM2.SC.X53
SC
SC
F6
F5
<Marches de
test>
<Marches de
vérification dans
l'ordre>
Commande manuelle
de tous les
préactionneurs sauf
impacteur
F4 <Marches de
vérification dans
le désordre>
Désactivation de
toutes les étapes du
GPN.
DOSSIER TECHNIQUE
GEMMA
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DOSSIER TECHNIQUE
Pupitre de dialogue
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Cycle en Production Normale
La partie opérative du système Majoricc est constituée de postes ou modules travaillant séparément les
uns des autres mais dont les évolutions doivent être synchronisées..
Trois postes de travail (apportant séquentiellement une partie de la valeur ajoutée à la matière d’œuvre
principale) sont définis comme suit :
- Poste 1 : positionnement et mise en place des essieux avant et arrière
- Poste 2 : positionnement du châssis sur la coque munie des essieux
- Poste 3 : sertissage du châssis sur la coque
Un poste de transfert qui amène d’un poste de travail au suivant grâce à un module de transfert dit « à pas
de pèlerin » :
- Poste 4 : transfert et indexage
Chronologie des tâches à effectuer
Le processus du point de vue activité des postes ou modules est résumé dans le tableau ci-dessous. La
plaque porte-pièces est limitée à 5 poches : à la mise en route du processus, seul le module de montage
des essieux (poste 1) est en activité ; puis après activité du module transfert (poste 4), les postes 1 & 2
entrent en activité ; ensuite après activité du poste 4, les trois postes 1, 2 & 3 déroulent leurs tâches ; cette
séquence postes (1, 2 & 3) Æ poste 4 est effectuée trois fois avant d’exécuter la succession suivante :
activité des postes 2 & 3 ; puis activité du poste 4 suivie de l’activité du poste 3 seul ; finalement activité
du poste 4.
14 séquences dont 2 répétées 3 fois (voir accolades dans tableau ci-dessous).
Remarque 1 : pour rendre plus sûres les opérations d’assemblage (postes 1, 2 &3) en évitant tout
mouvement intempestif de la plaque transfert pendant leur déroulement, on indexera la plaque pendant
toute la durée du travail effectué dans les tâches 1, 2 & 3.
Remarque 2 : le vérin 41A est forcé en position sortie en situation initiale (indexage effectif).
Montage essieux Montage châssis Sertissage Transfert & indexage
Poste 1
Poste 2
Poste 3
Poste 4
Séquence 1
Séquence 2
Séquence 3
Séquence 4
Séquence 5
Séquence 6
Séquence 7
Séquence 8
Séquence 9
Séquence 10
Séquence 11
Séquence 12
Séquence 13
Séquence 14
}
}
}
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
GRAFCETS
Grafcet de sécurité : GS
(défaut vide)
GPN { }
50
GC { }
H2:=1
SU
H2 (clignotement)
51
défaut vide = 22S1.(X203+X204+X205)
(information qu'il faut mémoriser)
SM3. défaut vide
GC {A6}
52
H2:=0
1
53
" Production Normale"
SU + défaut vide
A2
Grafcet de Conduite : GC
A6
A1
A4
D3
SM2.SC.X53
SC
D3
F1
A4
SC
D3
c=7
SM4.B10.B11
B10+B11
SC
A3
D3
F4
GPN { }
1
c=7
SC
A4
SC
B10+B11
A3
F4
SM4
F1
H1
A6
GPN {INIT}
A2
X0
A1
B10.B11
.SM4
D3
B10.B11
.SM4
F1
cipo
SC
A1
H1 (clignotement)
cipo = 20B1.21B1.30B1.40B1.41B1.B40
.B10.B11(conditions initales P.O.)
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
GRAFCET DE PRODUCTION NORMALE (GCT + Grafcets des Tâches)
Grafcet de Coordination des Tâches : GCT
C:=0
0
XF1
1
C:=C+1
=1
10
20
C<6.XA3+XA4
11
C > 1.C < 7
C>5
"Tâche 1"
X102
12
30
21
C < 2+C > 6
C > 2.SM4
31
"Tâche 2"
X209
C < 3+SM4
"Tâche 3"
X304
22
32
=1
2
"Tâche 4"
X405.(XF1+XD3)
X405.XA2
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Grafcet T âch e 1
Grafcet T âch e 3
100
300
X 11
101
Grafcet T âch e 2
200
X 31
10YV 14
102
30YV 14
301
0,5s / X 101
X 21
201
30B 1
21B 2
30YV 14
302
202
X 12
21YV 14
21YV 14
210
22YV 14
0,01s / X 302
22B 1
303
203
30B 1
21B 1
304
204
Grafcet T âch e 4
20YV 14
X 32
20B 2
205
20YV 14 21YV 14
400
X2
401
21B 2
40YV 14
206
40B 2
402
40YV 14 41YV 14:=0
22B 1.1s / X 206
207
41B 1.0,5s / X402
403
20YV 14 21YV 14
20YV 14
21B 1
208
40B 1
41YV 14:=1
404
41B 1
20B 1
209
X 22
405
X2
Système : MAJORICC
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22B1
DOSSIER TECHNIQUE
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Affectation des variables d’entrées / sorties pour A.P.I.
Entrée Caractéristiques
SM1
SC
SU
SM3
SM2
SM4
B11
B10
21B1
21B2
20B1
20B2
30B1
22B1
40B2
40B1
41B1
B40
40SV14
41SV14
21SV14
20SV14
22SV14
10SV14
Sorties
A.P.I. TSX17-20 A.P.I. TSX micro
Entrée réservée RUN/STOP ; à configurer dans le menu config. De l’A.P.I.. Mise en
RUN par contact à E.C. (23-24) équivalent à marche
Contact à R.C. (11-12) du bouton tournant à accrochage manu-auto, équivalent à la
consigne auto
Contact à E.C. (23-24) du bouton coup de poing à accrochage Arrêt d’urgence,
équivalent à la consigne d’arrêt de sécurité
Contact à E.C. (13-14) lié au B.P. init, équivalent à la consigne d’initialisation
Contact à E.C. (13-14) lié au B.P. Départ cycle, équivalent à la consigne de
lancement du cycle
Contact à E.C. (13-14) lié au bouton à serrure sertissage, équivalent à la consigne
sertissage
Signal de sortie du détecteur défaut roues arrières, équivalent au signal
défaut roues arrières
Signal de sortie du détecteur défaut roues avants équivalent au signal
défaut roues avants
Signal de sortie du détecteur I.L.S. à E.C. équivalent au signal bras du montage
châssis en position haute
châssis en position basse
châssis en position avancée
châssis en position reculée
Signal de sortie du détecteur D.P.I. à E.C. équivalent au signal vérin de sertissage en
position haute
Signal du vacuostat et amplificateur à E.C. équivalent au signal vide présent
Signal de sortie du détecteur I.L.S. à E.C. équivalent au signal vérin de transfert en
position sortie
Signal de sortie du détecteur I.L.S. à E.C. équivalent au signal vérin de transfert en
position rentrée
Signal de sortie du détecteur I.L.S. à E.C. équivalent au signal vérin d’indexage en
position sortie
Signal de sortie du détecteur D.P.I. à E.C. équivalent au signal plaque porte-pièces
en position initiale
Signal du bouton-pupitre à E.C. réalisant la consigne avancer pas de pèlerin
Signal du bouton-pupitre à E.C. réalisant la consigne indexer
Signal du bouton-pupitre à E.C. réalisant la consigne descendre châssis
Signal du bouton-pupitre à E.C. réalisant la consigne reculer châssis
Signal du bouton-pupitre à E.C. réalisant la consigne générer vide (venturi)
Signal du bouton-pupitre à E.C. réalisant la consigne avancer roues (distribution
roues)
Caractéristiques
Sortie réservée à la sécurité ; à configurer dans le menu config.
10YV14
21YV14
20YV14
22YV14
40YV14
41YV14
30YV14
H2
H1
Pilotage du pré-actionneur du vérin 10A distribuant les essieux
Pilotage du pré-actionneur du vérin 21A de descente du module de montage du
châssis
Pilotage du pré-actionneur du vérin 20A d’avance du montage du châssis
Pilotage du pré-actionneur du venturi 22A
Pilotage du pré-actionneur du vérin 40A d’avance du module de transfert
Pilotage du pré-actionneur du vérin 41A d’indexage
Pilotage du pré-actionneur du vérin 30A de sertissage
Alimentation du voyant défaut vide
Alimentation du voyant défaut roues
I0,0
%I1.8
I0,1
%I1.1
I0,2
%I1.2
I0,3
I0,4
%I1.3
%I1.4
I0,5
%I1.5
I0,6
%I1.6
I0,7
%I1.7
I0,8
%I1.0
I0,9
%I1.9
I0,10
%I1.10
I0,11
%I1.11
I0,12
%I1.12
I0,13
I0,14
%I1.13
%I1.14
I0,15
%I1.15
I0,16
%I3.0
I0,17
%I3.1
I0,18
I0,19
I0,20
I0,21
I0,24
I0,25
%I3.2
%I3.3
%I3.4
%I3.5
%I3.6
%I3.7
A.P.I. TSX17-20
O0,0
O0,1
O0,2
A.P.I. TSX micro
%Q2.0
%Q2.1
%Q2.2
O0,3
O0,4
O0,5
O0,6
O0,7
O0,8
O0,9
%Q2.3
%Q2.4
%Q2.5
%Q2.6
%Q2.7
%Q2.8
%Q2.9
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Vérin 10A
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Vérin 20A
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Vérin 21A
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Vérin 30A
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Vérin 40A
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Vérin 41A
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Générateur de vide 22A
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Les distributeurs
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Les interrupteurs à lame souple
20B1 ; 20B2 ; 21B1 ; 21B2 ; 40B1 ; 40B2 ; 41B1
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Les détecteurs de proximité
inductifs : 30B1, B40
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Les détecteurs photo-électriques à
fibre optique : B10, B11
Système : MAJORICC
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DOSSIER TECHNIQUE
Le
vacuostat
Le vacuostat
22P1
22B1
Système : MAJORICC
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Définition du produit

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