C LASSE DE PROBLÈMES ING-SYS-1
A NALYSER ET DÉCRIRE LES SYSTÈMES INDUSTRIELS
DÉCRIRE UN SYSTÈME
Introduction
Le cordage d’une raquette de tennis ou de badminton nécessite de nombreuses manipulations manuelles. La partie automa- tisée de la machine permet d’assurer la réalisation précise de la tension de chaque brin. L’ensemble présenté ici permet de réaliser ces fonctions.
La figure ci-dessous met en évidence les éléments de la structure de la machine (modèle SP55). Le berceau reçoit le cadre de la raquette sur lequel il est fixé efficacement. L’extrémité de la corde est attachée sur le cadre puis glissée dans le mors de tirage. L’opérateur met la machine sous tension électrique. Celle-ci, asservie en effort, ajuste la valeur de la tension, préréglée sur le pupitre de commande. Des pinces maintiennent la corde pendant que l’opérateur la retire du mors, la glisse au travers des œillets du cadre et retourne le berceau pour pouvoir la saisir à nouveau et la tendre.
Description
• le berceau et les pinces permettant respectivement de fixer la raquette et maintenir la tension de la corde. Cette zone correspond à des opérations manuelles de la part du cordeur
• le mécanisme de mise en tension : cette partie, entièrement automatisée, permet d’obtenir de façon précise la tension souhaitée dans la corde.
Berceau et pinces
Le berceau permet d’immobiliser le cadre de la raquette. Pour s’adapter aux différentes dimensions de raquettes, le berceau est équipé :
• de deux colonnes en liaison glissière sur l’embase du berceau. Ces deux colonnes permettent d’effectuer un préréglage en fonction de la dimension longitudinale de la raquette ;
• d’un mécanisme de serrage qui réalise la fixation de la raquette.
L’ensemble est mobile en rotation pour permettre le cordage alternativement des montants (sens longitudinal) et des travers (sens transversal).
Deux pinces assurent le maintien en tension de la corde pendant le retournement du berceau. Le pincement est réalisé par un mécanisme à genouillère et l’immobilisation de la pince sur le berceau se fait par un double arc-boutement.
Mécanisme de mise sous tension de la corde
Les photographies ci-dessous permettent de mettre en évidence le module de mise en tension. Il est constitué principalement d’un moto réducteur et d’une transmission par chaîne. Elle assure le déplacement du chariot portant le mors de tirage dans lequel sera fixée la corde à tendre.
Le brin tendu de la chaîne est attaché à un poussoir en appui sur le chariot par l’intermédiaire d’un ressort calibré.
Lors de l’opération de tension de la corde, le poussoir se déplace vers la droite par rapport au chariot en écrasant le ressort.
Ce déplacement est mesuré par un potentiomètre linéaire qui envoie un signal, image de la tension dans la corde, à la carte électronique. Celle-ci gère alors la commande du moteur nécessaire à la réalisation précise de la tension.
Asservissement en effort
Le schéma bloc ci-dessous permet de mettre en évidence la structure asservie du mécanisme de tension composée d’un comparateur, d’une chaîne d’action et d’une chaîne de retour.
La tension de consigne étant donnée, la carte de commande gère la tension du moteur et donc son couple pour ajuster la valeur effective de la tension de cordage. Le retour d’information est réalisé par le ressort calibré et le potentiomètre linéaire, l’ensemble constituant un capteur d’effort.
Travail demandé
Analyse globale de la cordeuse
Q - 1 : Construire un diagramme des cas d’utilisation (uc) principal de la cordeuse.
Q - 2 : Sur quoi la cordeuse agit-elle ?
Q - 3 : Quelle est la valeur ajoutée du système ?
Q - 4 : Donner un diagramme de contexte de la cordeuse.
Milieu environnant et fonctions de service
Id = "1.2.1"
Text = "On pourra param?trer la tension entre 4 et 40 kg"
«requirement»
Tension de la corde Id = "1.2"
Text = "Regroupe l'ensemble des exigences techniques"
«requirement»
Techniques Id = "1.3"
Text = "Regroupe les exigences li?es aux normes"
«requirement»
Normes
Id = "2"
Text = "On pourra fixer des valeurs au dixi?me de kg"
«requirement»
param?trage tension Id = "1"
Text = "On souhaite mettre au point une cordeuse
?lectronique de raquette afin de rendre l'op?ration plus rapide et pr?cise."
«requirement»
Id?e de base
Id = "1.2.2"
Text = "Valeur ? d?terminer"
«requirement»
dimensions cadre Id = "1.1"
Text = "Regroupe les exigences ?conomiques"
«requirement»
Economique
«Problem»
Valeurs min et max ? d?terminer.
Exigences non trait?es ici.
«refine»
req Cordeuse SP55 [Exigences client]
Q - 5 : A partir du diagramme d’exigences (req) ci dessus, définir les fonctions de service attendues de la cordeuse par l’utilisateur.
Analyse structurelle
Q - 6 : A partir du diagramme de bloc interne (ibd) du système, donné ci-après, compléter le diagramme de bloc interne du tensionneur sur le document réponse.
Q - 7 : A partir du diagramme de blocs (bdd) de la cordeuse en fin de document, compléter la chaîne fonction- nelle du document réponse du thème CI-ING-SYS-1, associé à la fonction principaletendre la corde.
: 68HC11 commande pont
sans nom2 donn?es IN
infos ?cran
infos capteurs
commande
?cran 5V : Pont en H
commande
NRJ1 NRJ2
: Commande
NRJ moteur 15V
commande tension
infos users
infos ?cran
infos capteurs 5V
commande
?cran : Pupitre
5V
infos ?crans infos utilisateurs commande
tension
infos users
infos ?cran mise en tension
commande
?cran
: Tensionneur NRJ
?lec NRJ
m?ca
info capteurs
: Berceau
r?glages : Alimentation
EDF 15V
5V NRJ
?lec
infos ?cran saisie param?tres/choix
NRJ M?ca
mise en tension
r?glages
ibd [System] Cordeuse SP55
PBING-SYS-1DÉCRIREUNSYSTÈME
«block»
Pupitre 5V
commande tension commande
?cran
infos users infos utilisateurs infos ?cran mise en tension infos ?crans
«block»
Commande
NRJ moteur 15V
5V
commande tension infos capteurs
infos users infos ?cran
«system»
Cordeuse SP55 NRJ
?lec commande
tension
infos utilisateur
saisie utilisateur
«block»
Tensionneur
NRJ
?lec NRJ m?ca info capteurs
values sensibilit?
Capteur rotatif signal
position angle
«block»
Alimentation
EDF
15V
5V
values sensibilit?
«block»
Capteur d'effort signal
effort
effort
values rapport de r?duction rendement
«block»
Transmission
IN OUT
«block»
Moteur NRJ
?lec NRJ
m?ca
«block»
Capteur de fin de course signal
fin de course
fin de course
«block»
Mors de tirage
«block»
Capteur d'effort didactique
signal effort
effort
«block»
Berceau
signal effort r?glages
«block»
Pont en H
commande
NRJ1 NRJ2
«block»
Ecran
commande infos
num?riques affichage
«block»
logiciel
«block»
clavier
valeurs
«block»
68HC11
«block»
extr?mit?
r?glages
«block»
chassis
«block»
pince
Microcontr?leur permettant de g?rer l'ensemble du syst?me.
le block comprend les transistors ainsi que le driver de pont qui est un cricuit int?gr?
2
2 2
-SYS-1-LYCÉECARNOT(DIJON)Enoncé7/6Support:Cordeusede
