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Exercices sur le GEMMA
Exercice 4 : Machine à sertir

Il faut réaliser une machine fabricant une pièce constituée d’une contreplaque et d’une vis.
Cette pièce est utilisée dans les dispositifs de fermeture magnétique des armoires (figure 11).
Figure 11 : Fermeture magnétique
La contreplaque est une pièce très simple (figure 12) fabriquée en deux tailles. La vis sera
sertie (figure 13) avec la contreplaque grâce à notre automatisme.
Figure 12 : Détail de la contreplaque
Figure 13 : Principe du sertissage
© Ilian Bonev (2006) Page 12 de 18

Les contreplaques sont acheminées vers l’automatisme depuis un bol vibrant (pouvant en
contenir 1000) équipé d’une buse d’air qui éjectera les pièces ayant le trou orienté vers le
bas. En sortie du bol vibrant, les contreplaques sont acheminées par une glissière inclinée de
45° (appelé tampon) vers un vérin équipé d’un poussoir mécanique en vé pour assurer le ser-
rage de la contreplaque pendant le sertissage (figure 14).
Figure 14 : Glissière et poussoir mécanique
La contreplaque étant bloquée, le sertissage a lieu et la pièce finale est évacuée en la déser-
tant et en positionnant correctement le tiroir d’évacuation pour aligner le trou d’évacuation
sous la pièce (figure 15).
Figure 15 : Système de serrage et d’évacuation
Les vis sont acheminées depuis un second bol vibrant pouvant en contenir 1500. Les vis sont
alors descendues par une glissière qui les oriente et qui les présente dans un tube tenant le
poinçon de sertissage (figures 16 et 17). Un système de sas s’assure qu’une seule vis à la fois
est acheminée vers la contreplaque. La machine complète est montrée en figure 18.

Figure 16 : Système d’acheminement de vis
Figure 17 : Détail de l’acheminement des vis

Figure 18 : Machine de sertissage
Fonctionnement normal
Les GRAFCET des niveaux 1 et 2 du fonctionnement normal de la machine de sertissage sont
présentés aux figures 19 et 20. Pour sertir une pièce, il faut que les glissières (appelées aussi
tampons) soient pleines (capteurs tpB1 et tpB2) et que l’opérateur appui sur le bouton pous-
soir DCY (départ de cycle).
La première opération est de transférer et serrer une contreplaque sous le poinçon de sertis-
sage avec le vérin de transfert et de serrage (action T+). Lorsque ce vérin est sorti (capteur
t1), une vis est acheminée en actionnant le sas (action S+), puis en attendant que la vis sorte
du sas (délai de 0.2 seconde) et en rechargeant le sas (action S−).
Simultanément avec l’opération du sas, le poinçon est actionné (action I+). Comme la mise en
pression du vérin de sertissage exige au moins 0.5 seconde avant qu’il descende et percute la
contreplaque, cette opération est faite en même temps que l’admission de la vis qui a donc
largement le temps de se mettre en position.
Une fois que le sertissage est complété (capteur i1), le poinçon remonte (action I−) en même
temps que le vérin d’évacuation est actionné (action E−) pour mettre le trou d’évacuation
sous la contreplaque sertie. Une fois le trou sous la contreplaque (capteur e1) un délai de 0.2
seconde est lancé puis le vérin d’évacuation retourne à sa position de repos (action E+). Si-
multanément, après un délai de 0.3 seconde pour permettre au vérin d’évacuation de bien se
positionner, la pièce est desserrée et le vérin de transfert retourne au repos (action T−).
Une fois les vérins retournés à leur position de repos (capteurs s0, i0, e0 et t0), la machine est
de nouveau en condition initiale.
Modes de marches et d’arrêts

La machine en condition initiale doit avoir tous les vérins dans leur position initiale. Les glis-
sières peuvent être vides et les bols vibrants sont arrêtés.
Mode Automatique
Lorsque la machine est arrêtée en condition initiale et que le sélecteur de mode est sur auto-
matique (AUTO), un appui sur le bouton poussoir de départ de cycle (DCY) lance la produc-
tion. La machine doit alors être préparée par l’opérateur qui rempli et démarre les bols vi-
brants. Une fois que les glissières sont pleines (capteurs tpB1 et tpB2) et que les deux bols vi-
brants en marche (capteurs B1m et B2m), la machine passe en production normale.
La machine produit en continu à cadence maximale jusqu’à ce que l’opérateur demande un
arrêt en fin de cycle en appuyant sur le bouton poussoir ACY. Le cycle en cours se termine, la
machine attend ensuite l’arrêt des bols vibrants (/B1m et /B2m) par l’opérateur, puis la ma-
chine s’arrête en condition initiale. Une autre condition de fin de cycle, c’est la détection
d’un des tampons vide (glissière vide) ce qui est causé par un manque de pièce (capteurs tvB1
ou tvB2). Le cycle se termine de la même façon que précédemment.
La machine peut être mise en figeage par appui sur le bouton poussoir pause, les mouvements
en cours se terminant. Cet arrêt permet une pause de courte durée. Pour reprendre la pro-
duction normale, il faut que le sélecteur de mode soit sur automatique et appuyer sur le bou-
ton de départ de cycle.
Mode Manuel
Une mode manuel est disponible sur cette machine. Il suffit de mettre le sélecteur de mode
sur manuel (MANU). Les actionneurs peuvent être actionnés par appui sur des boutons poussoir
installés sur le panneau opérateur. On peut accéder à ce mode de tous les modes sauf ceux
ayant rapport à une défaillance.
Pour quitter ce mode, il faut passer par la mise en condition initiale en mettant le sélecteur
de mode à la position initialisation (INIT). L’opérateur à accès à un bouton poussoir BPréf qui
doit être appuyé pour remettre la machine en condition initiale de façon automatique, ce qui
se fait en remettant tous les vérins en position initiale en même temps. Une fois cette initiali-
sation faite, la machine est alors arrêtée en condition initiale.
Défaillances
La machine est équipée de capteurs pour détecter certains types de défaillances. Ainsi, un
capteur de pression (p5) vérifie que la pression du système pneumatique est supérieure ou
égale à 5 bars. Un autre capteur (EPO) vérifie si la Partie Opérative est convenablement ali-
mentée électriquement. Si l’un ou l’autre des capteurs est à un niveau logique 0, un arrêt
d’urgence doit être généré automatiquement. Un bouton de type « coup de poing » identifié
AU permet de générer aussi un arrêt d’urgence.
Lorsque l’arrêt d’urgence survient, il doit y avoir une coupure immédiate de l’alimentation
électrique et pneumatique de la Partie Opérative, puis un gyrophare doit être allumé.
L’opérateur doit alors mettre le sélecteur de mode en position INIT et demander au technicien
de venir faire le diagnostic de la panne et de la solutionner.
Une fois la panne réparée, l’opérateur doit ramasser les pièces coincées, désactiver le bouton
d’arrêt d’urgence, puis remettre la puissance électrique et pneumatique sur la machine. Une
fois l’alimentation électrique et la pression pneumatique de retour, l’opérateur procédera à
l’initialisation de la machine.

Mise en énergie de la Partie Commande

Lors de la mise en énergie de la Partie Commande, l’opérateur devra mettre le sélecteur de
mode en position INIT, puis mettre la puissance électrique et pneumatique sur la machine
avant de l’initialiser.
Mise hors énergie de la Partie Commande
Lors de la mise hors énergie de la Partie Commande, il faudra prendre soin de couper la puis-
sance électrique et pneumatique sur la machine.
À l’aide du GRAFCET déjà établi (figure 20), construire le GEMMA de cet automatisme, enri-
chir le GRAFCET, et dessiner le panneau de commande.
Source : S. Moreno et E. Peulot, « Le GEMMA : Modes de marches et d’arrêts », Educalivre, Paris,

France, 1997.

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Figure 11 : Fermeture magnétique

Figure 12 : Détail de la contreplaque

Figure 13 : Principe du sertissage

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Figure 14 : Glissière et poussoir mécanique

Figure 15 : Système de serrage et d’évacuation

© Ilian Bonev (2006) Page 13 de 18

Figure 16 : Système d’acheminement de vis

Figure 17 : Détail de l’acheminement des vis

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Figure 18 : Machine de sertissage

Modes de marches et d’arrêts

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Mise en énergie de la Partie Commande

Source : S. Moreno et E. Peulot, « Le GEMMA : Modes de marches et d’arrêts », Educalivre, Paris,

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