Trieuse de pellicules

Ingénierie Systèmes
Sciences de
l’Ingénieur
TP
TP n°1-Analyse d’un système automatisé
Ingénierie Systèmes
TP
Partie commune
Trieuse de pellicules
Objectifs du TP :
Ö Réaliser l’analyse structurelle d’un système automatisé
Ö Analyser une chaine d’énergie pneumatique
Ö Réaliser une maquette numérique dans le but d’une simulation
Ö Associer maquette numérique et simulation de commande
Compétences attendues lors du TP:
• Analyser
o Identifier le besoin et les exigences => Fonction globale
o Définir les frontières de l’analyse
o Appréhender les analyses fonctionnelle et structurelle => Chaine structurelle
o Caractériser des écarts
o Apprécier la pertinence et la validité des résultats
• Modéliser
o Identifier et caractériser les grandeurs physiques
o Proposer un modèle de connaissance et de comportement
o Valider un modèle
• Résoudre
o Proposer une démarche de résolution
o Procéder à la mise en oeuvre d’une démarche de résolution analytique
o Procéder à la mise en oeuvre d’une démarche de résolution numérique => maquette
numérique
• Expérimenter
o S’approprier le fonctionnement d'un système pluritechnologique => mise en œuvre du
système
o Proposer et justifier un protocole expérimental
o Mettre en oeuvre un protocole expérimental
• Concevoir
• Communiquer
o Rechercher et traiter des informations => schéma pneumatique
o Mettre en oeuvre une communication
1. MISE EN SITUATION
La maquette représente une chaîne de conditionnement de produits qui réalise des lots de pellicules photos
à partir des commandes de clients. Les pellicules sont identifiées par le code à barres figurant sur
l'emballage.
2. STRUCTURE DE LA MAQUETTE
La maquette comporte :
• deux
magasins
verticaux A et B équipés
chacun d'un dispositif de
déstockage représentant
deux voies d'amenée de
produits,
• un convoyeur pour le
transfert des boîtes,
• un poste d'identification
constitué d'un lecteur de
code à barres,
• trois aiguillages à volet,
• trois goulottes A, B, C
où sont regroupés les
lots.
3. ANALYSE GLOBALE
Mise en service de la maquette
En début de T.P., il faut respecter impérativement la procédure suivante :
• allumer l'automate,
• pousser le bouton ARRET D’URGENCE,
• déverrouiller le bouton ARRET D’URGENCE,
• appuyer sur le bouton ACQUITTEMENT. Si cette procédure est correctement suivie, le voyant
MARCHE s'allume et l'automate est initialisé. Il est dès lors possible de lancer le cycle en appuyant
sur le bouton MARCHE.
En cours de T.P., après un arrêt d'urgence ou après une mise hors tension de l'automate, il est
indispensable de reprendre la procédure d'initialisation.
En fin de T.P., pour préparer la session de travail suivante, il est préférable de pousser le bouton ARRET
D’URGENCE avant d'éteindre l'automate.
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Observation du fonctionnement
Empiler des boîtes de pellicules dans le magasin A de manière à ce que le code barre d'identification puisse
être lu quand celles-ci passeront devant le lecteur.
Déstocker complètement le magasin A, boîte par boîte, tout en mesurant le temps qui s'écoule entre l'appui
sur le bouton MARCHE et l'arrivée de la boîte dans la goulotte de destination.
En déduire le temps de cycle moyen et la cadence de production moyenne exprimée en nombre de boîtes
par heure.
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Partie I : Analyse d’une chaîne structurelle ; schématisation pneumatique
d’une chaine d’énergie ; simulation
1. Etude d’une chaîne fonctionnelle.
Nous allons étudier la chaîne fonctionnelle qui permet de déstocker les pellicules du magasin. Le schéma
pneumatique correspondant est donné dans le dossier technique.
# Donner la désignation de l’actionneur (fonction convertir).
Fonction globale
# Donner la désignation du pré-actionneur (fonction moduler).
# Tracer le diagramme des cas d'utilisation sysml de
cette maquette FESTO.
# Réaliser la représentation structurelle de ce système (chaine fonctionnelle).
Fonctions du système
Chaîne Information
Acquérir
Coder
Pour donner de la valeur ajoutée à une matière d’œuvre entrante, le système doit réaliser un certain nombre
de fonctions dont la somme correspond à la fonction globale.
Traiter
mémoriser
Communiquer
restituer
# Compléter le tableau 1 du document – réponses en respectant l’ordre dans lequel ces
fonctions se déroulent sur la maquette.
# Déterminer grâce au diagramme de définition de blocs les éléments qui réalisent les
différentes
fonctions.
MO
Ordres
Alimenter
Stocker
Moduler
Convertir
Chaîne d’énergie
Transmettre
Agir
MO
# Compléter le schéma pneumatique dans le document – réponses lorsque la commande
V1+ devient vraie.
# Sur le document – réponses, le distributeur est représenté en coupe avec son tiroir dans
les deux positions. Sachant que la pression arrive par l’orifice 1, repérer, pour chaque
position, par deux couleurs différentes, les circuits d’admission et d’échappement de l’air.
L’énergie utilisée sur cette maquette est pneumatique. En prenant en compte une propriété du
comportement des fluides utilisés dans les vérins (air ou huile), justifier pourquoi il n’est pas possible de
déplacer des fortes charges avec une technologie pneumatique.
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Une fois le système modélisé, vous pouvez le tester en appuyer sur l’icône GO :
2. Schématisation pneumatique
Vous allez utiliser
automgen pour
simuler le
fonctionnement d’une
chaîne d’énergie
pneumatique.
Vous utiliserez en
particulier la partie
automsim et iris
(pupitre de
commande) de
automgen.
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Si vous avez encore du temps
Modélisation partielle de la chaîne d’information (partie commande).
Le but est d’ajouter une commande électrique au système.
# Représenter
le modèle
(circuit de
câblage
électrique)
de la
commande
(selon le
mode de
pilotage des
distributeurs)
.
Fenêtre
automsim
Vanne
a-
a+
a-
La commande
s’effectue alors par
les interrupteurs
électriques. Les
distributeurs
peuvent être
commandés par
des relais électriques ou des vannes pneumatiques selon leur mode de pilotage.
Modélisation de la chaîne d’énergie pneumatique.
Le but est de réaliser le modèle de la chaîne d’énergie que vous avez
définie en première partie.
Page 3 vous avez un exemple avec un distributeur 5/2 à commande
manuelle et un vérin double effet.
# Simuler le fonctionnement.
Mise en place d’une Interface Homme Machine (IHM).
Les différents composants à mettre en place se trouvent sous l’onglet
palette.
Dans cette dernière partie, vous allez
créer un pupitre et des voyants de
commande grâce à Iris :
# Représenter le modèle (circuit de câblage pneumatique) d’une des
chaînes d’énergie pneumatique. Pour le distributeur vous mettrez en
place des commandes manuelles (clique droit sur le distributeur puis
propriétés).
# Mettre en place un pupitre et des boutons (poussoirs ou autres) pour piloter les interrupteurs de
votre circuit électrique.
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Relais
a+
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Partie II : Mise en place d’une maquette numérique, résolution
# Ouvrir solidsworks.
L’objectif est de réaliser la maquette numérique du système de déstockage des pellicules.
# Ouvrir un nouveau fichier d’assemblage.
# Importer les pièces ou ensemble
# Assembler les différentes pièces en respectant les mobilités qu’elles doivent conservées.
9 Prépositionner à peu près les pièces les unes par rapport aux autres grâce aux outils :
9
1. Réalisation du pousseur
Mettre en place les contraintes pour respecter le mouvement de translation entre la partie
mobile et la partie fixe
# Réaliser le pousseur de ce système :
3. Simulation méca 3D
Modélisation
2. Assemblage
Nous allons utiliser le logiciel de cinématique Meca3D associé à solidworks (icône M).
Le but de cette partie est d’assemblé les différentes pièces du mécanisme. L’assemblage de ces pièces doit
respecter les mobilités attendues du système. Pour cela des contraintes seront mises entre les surfaces des
différentes pièces. Votre assemblage fini vous devez obtenir le modèle ci-dessous.
Pièces ou ensembles à
insérées
Pour réaliser le modèle cinématique sous méca3d, cliquez droit sur le
mécanisme et sélectionner construction automatique.
Le modèle se construit tout seul et vous devez retrouver le modèle présenté
ci-dessus.
Simulation
Aller dans le menu méca 3D, et faites Analyse puis Calcul mécanique.
Contraintes à mettre
en place
Ö Régler les paramètres de mouvement.
Ensuite appuyer sur calcul.
Pour visualiser dans le mouvement aller dans menu : résultat simulation
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DOSSIER TECHNIQUE
Conclusion
On peut finalement associer la simulation pneumatique avec le modèle 3D numérique.
Appeler le professeur pour vous montrez.
Schéma pneumatique de la chaîne fonctionnelle relative au déstockage des
pellicules
+
V1
-
V1
Boîte de pellicule
I2 C
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