EXAMEN d'AUTOMATISME

IUP 1 - session de janvier 1999

Durée : 2h. Documents autorisés : cours manuscrit, documents fournis en cours, documents écrits par Mr TRAU.

On traitera aujourd'hui la partie "évacuation" d'une machine à découper des plaques rectangulaires (de Plexiglas).

Les plaques (pièces) sortent de la machine sur un tapis roulant que nous ne gérons pas (c'est l'usinage, en amont, qui le fait). Dans un premier temps, un dispositif de mesure automatique vérifie les cotes de la pièce (longueur et largeur) puis, en fonction de cette mesure, un bras manipulateur va prendre la plaque et la déposer sur l'un des convoyeurs de sortie : B (pièces bonnes), R (retouche : pièces mauvaises mais récupérables) ou M (rebut : pièces irrécupérables).

les capteurs A,B,C et D sont réglables. Ils sont réglés de telle manière à ce que A=B=C=D=0 quand la pièce est dans les tolérances. On veut réaliser un composant combinatoire, uniquement à l'aide de portes combinatoires, comportant 3 sorties : B, R, I. Quand la pièce est présente (entrée P=1) une seule des sorties B, R ou I est validée, en fonction de la mesure (Bonne, Retouche, ou Irrécupérable). On peut retoucher une pièce quand une dimension est trop grande, mais elle est irrécupérable dès qu'il faudrait rajouter de la matière. Quand P=0, les sorties sont toutes à 0.

Trouvez les équations des sorties, et faites le schéma du composant.

On désire disposer de l'information précédente jusqu'à l'arrivée de la pièce suivante (front montant de P). A l'aide de portes combinatoires, de bascules et du composant créé dans la question précédente, réalisez un circuit fournissant les sorties B', R' et I' qui donnent l'état de la pièce actuellement testée, et ce jusqu'à l'arrivée d'une nouvelle pièce.

La figure 2 montre le bras manipulateur (un seul convoyeur de sortie est représenté). La pince est monostable (fermée au repos). L'avance/recul et la montée/descente sont réalisés par des vérins pneumatiques bistables. La rotation du bras est effectuée par un moteur électrique (via un réducteur à renvoi d'angle) dont on peut commander le sens (Rot+ ou Rot-). 4 capteurs permettent de vérifier que le manipulateur est correctement positionné (en rotation) dans l'une des 4 positions possibles : PA, PR, PI, PB (voir la vue de dessus, figure 3)

Faites le Grafcet qui dès qu'une pièce arrive (en P) et donc est automatiquement mesurée (via le composant de la question 2), prend cette pièce (serre la pince puis monte), recule, se positionne devant le convoyeur de sortie adéquat, puis pose la plaque. Vous pouvez utiliser des capteurs supplémentaires à condition de les décrire rapidement.

On constate que le débit est insuffisant (le manipulateur est assez lent). On désire l'augmenter, surtout quand les pièces sont presque toutes bonnes (cas "normal"), où l'on aimerait au moins doubler le débit. On rajoute un second dispositif capable de prendre une plaque au poste de mesure et la placer sur le tapis B. Ce dispositif est composé d'une ventouse se déplaçant sur un rail. Pour prendre une plaque (si la ventouse est positionnée au dessus de la plaque, capteur VA) il suffit de mettre en marche l'aspiration (action A, monostable), puis d'avancer (action AvV) jusqu'au convoyeur B (capteur VB), et d'arrêter l'aspiration. On n'oubliera pas de ramener la ventouse en VA par l'action ReV. Les volumes d'occupation du bras manipulateur et de la ventouse sont disjoints (on peut donc les utiliser en même temps sans risque, mais bien évidement il ne faut pas essayer de saisir une même plaque avec les deux dispositifs, ni d'en déposer deux en même temps au même endroit).

Le but est d'utiliser les deux dispositifs simultanément. Or la ventouse ne peut que traiter les pièces bonnes. Donc, quand une pièce arrive en P :

• si elle est à retoucher ou irrécupérable, il faut l'évacuer avec le bras manipulateur (tout de suite s'il est disponible, ou attendre qu'il ait fini la tâche précédente).
• si elle est bonne, on l'évacue avec le premier dispositif disponible (si les deux le sont, on utilisera en priorité la ventouse, plus rapide).

Faites le Grafcet gérant l'ensemble (bras+rail)

Remarque 1 : lors d'une succession de pièces bonnes, la ventouse étant bien plus rapide que le bras, il peut arriver que la ventouse prenne deux pièces successivement, pendant que le bras est en train d'en gérer une.

Remarque 2 : la question 4 sera peut-être notée sur 10

Crédit : les figures proviennent du site Internet de la société DSC (Québec) : http://www.9bit.qc.ca/~dsc