Documents de présentation (Pages 1, 2, 3) Télécharger PDF (Pages 1-3)
Volet 1 & 2 : Présentation de l'épreuve et du système

La Poinçonneuse Automatique Multi-poinçons (P.A.M.) est une machine-outil industrielle permettant de poinçonner et découper automatiquement des tôles métalliques avec une haute cadence (800 coups/min) et une précision rigoureuse ($\pm 0,05\text{ mm}$).

Page P1 : Présentation de l'épreuve
Page P1 - Poinçonneuse automatique
Page P2 : Constituants du système
Page P2 - Constituants
Page P3 : FAST global & Extrait CdCF
Page P3 - FAST & CdCF
Documents Ressources (D.Res 1 à D.Res 7) Télécharger PDF (D.Res 1 à 7)
D.Res 1 à D.Res 7 : Schémas cinématiques, coupes, pneumatique et commande
D.Res 1 : Diagrammes SADT (A-0, A0, A2)
D.Res 1
D.Res 2 : Tourelle & Système de frappe 3D
D.Res 2
D.Res 3 : Système de frappe (Cinématique)
D.Res 3
D.Res 4 : Mécanisme tourelle 6 poinçons
D.Res 4
D.Res 5 : Coupe du système de maintien (Pince N°1)
D.Res 5
D.Res 6 : Schéma pneumatique général
D.Res 6
D.Res 7 : Circuit de commande électrique
D.Res 7
Situation d'évaluation n°1 (5,50 Points)
SEV 1 : Analyse fonctionnelle et solutions constructives 5,50 pts
Tâche n°1 : Étude fonctionnelle externe partielle de la P.A.M. (Volet n°2 et D.Rep 1)

Q.01. Quelle est la MOE et la MOS de la P.A.M. ? 0,50 pt

MOE : ................................................................................................................
MOS : ................................................................................................................

Q.02. Compléter le diagramme des interactions (pieuvre) et le tableau des fonctions de service. 1,50 pt
Diagramme des interactions Q02
Fs Identification
FP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fc1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fc2Respecter les normes de sécurité.
Fc3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fc4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fc5Avoir une maintenance aisée.
Fc6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fc7Résister aux agressions du milieu extérieur.
Fc8Être programmable facilement.
Tâche n°2 : Identification des solutions constructives employées pour réaliser quelques fonctions techniques (D.Res 1, 2, 3, 4, 5, 6 et D.Rep 2)

Q.03. Compléter le FAST partiel de la fonction « FT1 : Poinçonner une tôle suivant une forme donnée ». 2,25 pts
FAST partiel FT1
Q.04. Compléter le diagramme SADT du niveau A22 (« Maintenir en position la tôle »). 1,25 pt
SADT A22
Corrigé Situation n°1
Situation d'évaluation n°2 (4,50 Points)
SEV 2 : Système de frappe et tourelle de sélection de poinçons 4,50 pts
Tâche n°1 : Identification des éléments du système de frappe et vérification de l'épaisseur maximale (D.Res 3 et D.Rep 3)

Q.05. Quelle est la MOE et MOS de l'OT3 (mécanisme à excentrique) ? 0,50 pt

MOE : ................................................................................................................
MOS : ................................................................................................................

Q.06. Calculer la course $C_{pf}$ (en mm) du piston frappeur Pf (excentricité $e = 8\text{ mm}$). 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.07. Sachant que la course du poinçon est égale à $C_{pf}$, en déduire l'épaisseur maximale $Ep_{max}$ (en mm) de la tôle qu'on peut poinçonner. 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.08. Cette valeur $Ep_{max}$ est-elle en cohérence avec celle annoncée par le constructeur dans le CdCF ? Justifier. 0,50 pt

Justification : ................................................................................................................

Tâche n°2 : Vérification du nombre de coups maximal annoncé par le constructeur dans le CdCF (D.Res 3 et D.Rep 3)

Q.09. Déterminer la vitesse de rotation $N_{Ar}$ (en tr/min) de l'arbre de transmission Ar lorsque la P.A.M. effectue 800 coups/min. 0,25 pt

Réponse : ................................................................................................................

Q.10. Calculer le rapport global de transmission $k_g = k_{Rdp} \cdot k_{OT1}$. 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.11. Calculer la vitesse de rotation $N_{Mp}$ (en tr/min) du moteur Mp. 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.12. Le moteur choisi par le constructeur ($N_{Mp,max} = 3000\text{ tr/min}$) est-il capable de fournir cette vitesse de rotation ? Justifier. 0,50 pt

Justification : ................................................................................................................

Tâche n°3 : Vérification de la durée de changement d'outil (poinçon/matrice) (D.Res 4 et D.Rep 4)

Q.13. Déterminer le nombre d'impulsions $n_{imp}$ envoyées par Cdt, correspondant au passage du poinçon en cours au poinçon suivant. 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.14. Compléter le tableau par le nombre d'impulsions nécessaires pour faire une sélection optimale des différents poinçons. 0,25 pt
Poinçon N°1 N°2 N°3 N°4 N°5 N°6
Nombre d'impulsions 0 . . . . . . . . . . . . . . .
Q.15. Quel est le poinçon le plus éloigné de la zone de frappe ? 0,25 pt

Réponse : ................................................................................................................

Q.16. Calculer la vitesse de rotation $N_t$ (en tr/min) de la tourelle si $N_{Mt} = 1420\text{ tr/min}$ et $k_{gt} = 0,03343$. 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.17. Calculer la durée $t_p$ (en s) nécessaire pour sélectionner le poinçon le plus éloigné de la zone de frappe. 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.18. Cette durée est-elle conforme avec la durée proposée par le constructeur dans le CdCF ($t_{CdCF} \le 0,5\text{ s}$) ? Justifier. 0,50 pt

Justification : ................................................................................................................

Corrigé Situation n°2
Situation d'évaluation n°3 (10 Points)
SEV 3 : Système de maintien de la tôle (Mécanique, Pneumatique & Automatisme) 10,00 pts
Tâche n°1 : Identification des solutions constructives du système de maintien de la tôle (D.Res 5, D.Rep 4 et D.Rep 5)

Q.19. En vous aidant des classes d'équivalence : « Bâti », « Levier » et « Tige », ajouter une seule pièce par classe d'équivalence, en excluant tous les joints. 0,75 pt
Classe d'équivalence
« Bâti » « Tige » « Levier »
. . . . . . . . .
Q.20. Compléter le tableau relatif à la liaison entre les classes d'équivalence : « Levier » et « Bâti ». (Mettre 1 si le degré de liberté existe). 0,75 pt
Liaison entre Nom de la liaison Type de la solution Degré de liberté
TxTyTzRxRyRz
« Levier » / « Bâti » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Q.21. La liaison entre « Levier » et l'axe 20 est une liaison linéaire rectiligne, compléter le tableau relatif à cette liaison. 0,50 pt
Liaison entre Nom de la liaison Symbole dans le plan (XZ) Degré de liberté
TxTyTzRxRyRz
« Levier » / L'axe 20 Linéaire rectiligne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Q.22. Donner le nom et la fonction de l'élément 14. 0,50 pt

Nom : ................................................................................................................
Fonction : ................................................................................................................

Q.23. Pour serrer la tôle, quelle est la chambre du vérin qui doit être mise sous pression ? 0,25 pt

[   Chambre 1   ]          [   Chambre 2   ]

Q.24. Compléter le dessin du nez de vérin 13 en vue de face en demi-coupe A-A. (ne pas représenter les traits cachés). 2,00 pts
Dessin à compléter nez de vérin 13
Tâche n°2 : Vérification de la pression pneumatique d'alimentation du vérin d'une pince de maintien (D.Res 6, D.Rep 5 et D.Rep 6)

Q.25. Compléter le tableau par le nom et la fonction des composants pneumatiques du schéma. 0,75 pt
Repère Nom Fonction
0A1. . .. . .
0A2. . .. . .
0A3. . .. . .
Q.26. Compléter le schéma pneumatique du vérin 2C1 de la pince en position : « Tôle maintenue » et « Tôle relâchée ». 1,75 pt
Schéma pneumatique à compléter
Q.27. Calculer la force réelle $F_r$ (en N) lorsque la force de maintien par une seule pince est $F_T = 1200\text{ N}$ ($F_T = 1,65 \cdot F_r$). 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.28. Calculer la force théorique $F_{th}$ (en N) que doit développer le vérin dans ce cas ($F_{fr} = 0,2 \cdot F_{th}$). 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.29. En déduire la pression $p$ (en bars) nécessaire dans ce cas ($D = 50\text{ mm}$, $d = 18\text{ mm}$). 0,25 pt

Calcul : ................................................................................................................

Q.30. Le maintien de la tôle est-il assuré si la pression disponible est égale à 6 bars ? Conclure. 0,25 pt

Conclusion : ................................................................................................................

Tâche n°3 : Étude de la commande du distributeur de pilotage de vérin 2C1 (D.Res 7, D.Rep 6 et D.Rep 7)

Q.31. Les capteurs C1 et C2 sont destinés à détecter sans contact la rentrée et la sortie du vérin 2C1. Proposer un type de capteur adapté ainsi que sa symbolisation normalisée. 0,50 pt

Type de capteur : ................................................................................................................

Q.32. Compléter le tableau par les voyants L1, L2 et L3 correspondant à la signification convenable. 0,75 pt
Voyant Signification
. . . Signale une alerte ou une erreur nécessitant une intervention.
. . . Indique que le circuit est alimenté.
. . . Indique que le maintien est en cours.
Q.33. Déterminer l'équation logique d'activation du voyant L2. 0,25 pt

Équation : ................................................................................................................

Q.34. Réaliser le logigramme correspondant à la sortie L2 en utilisant des portes logiques à deux entrées. 0,25 pt
Grille pour logigramme L2
Corrigé Situation n°3