RÉPUBLIQUE TUNISIENNE DEVOIR DE SYNTHÈSE N°2 DATE : 27 – 05 – 2021

****** LYCEE SECONDAIRE DUREE : 4 HEURES

MINISTERE DE L’EDUCATION
4ST1+2

UNITÉ DE BOUCHONNAGE DE FLACONS

I – Présentation.

SB
Came Entrée de la consigne Nb0
Support pivotant SC SF

Vérin C1
120° Pupitre de commande

Ventouse V

Flacon à
F
Bouchon B Moteur Mt3
bouchonner

S2
S1
C
Moteur Mt1
Poste1 Poste2
Moteur Mt2

S3 Flacons bouchonnés

Moteur Mt4

Fig1
figure1

II – Description du système
Le système à étudier (voir figure1 du dossier technique) fait partie d’une chaîne de fabrication de
produits de beauté. Il permet de bouchonner des flacons de parfum de type aérosol. Il comprend :
Poste 1 (alimentation en bouchons)
- Un tapis roulant Tr1 muni d’empreintes permettant l’aménage des bouchons.
Poste 2 (alimentation en flacons vides)
- Un tapis roulant Tr2 muni d’empreintes servant à l’aménage des flacons.
Poste 3 (bouchonnage de flacons)
- Une ventouse V pour la préhension et la pose d’un bouchon.
- Un support pivotant pouvant occuper trois postions B , F et C.
- Une rampe à rouleaux permettant par gravité de mettre un flacon bouchonné dans le carton.
- Un tapis roulant Tr3 d’évacuation des cartons remplis.
III – Fonctionnement du système
État initial : Ventouse V en position haute ;
Support pivotant en position B (capteur SB=1).

Cycle de production automatique :

L’opérateur introduit à partir du pupitre la valeur initiale Nb0 d’un compteur, Nb0 étant le nombre de flacons à
bouchonner, puis il actionne le bouton S0 pour le départ du cycle. L’évolution de la production se déroule
dans l’ordre chronologique suivant :
1 – Simultanément : a - Aménage d’un bouchon par le tapis Tr1 vers le poste 3 ;
b - Aménage d’un flacon par le tapis Tr2 vers le poste 3 .
Dossier Technique : 1/5
2 – Prise du bouchon par la ventouse : - descente de la ventouse V ;
- activation de la ventouse V pour la prise du bouchon ;
- montée de la ventouse avec le bouchon.
3 – Pivotement de la ventouse V avec le bouchon de la position B (dessus du bouchon) à la position F
(dessus du flacon).
4 – Descente de la ventouse V pour enfoncer le bouchon sur le flacon.
5 – Remontée du flacon bouchonné.
6 – Pivotement de l’ensemble (flacon bouchonné) au-dessus de la rampe à rouleaux R (position C).
7 – Libération du flacon bouchonné sur la rampe R (par gravité).
8 – Retour de la ventouse à sa position initiale B et décrémentation du compteur.
9 – Le cycle se répète tant que le compteur n’indique pas zéro. Lorsque le compteur indique zéro le système
revient à l’état initial.
IV– Tableau d’identification
Pré
Actions Actionneurs Capteurs
actionneurs
Amener un bouchon S1 : pour signaler
Moteur à courant continu Mt1 KM1
par le tapis Tr1 l’arrivée du bouchon
Amener un flacon par S2 : pour signaler
Moteur à courant continu Mt2 KM2
le tapis Tr2 l’arrivée du flacon
active 14M0 ℓ 01 : ventouse activée
Ventouse V
Préhension du inactive 12M0 ℓ 00 : ventouse inactivée
bouchon par la
ventouse V
Vérin à double effet C1 :
SC1 pour descendre la ventouse V 14M1
ℓ 11 : ventouse V en bas
RC1 pour remonter la ventouse V
12M1 ℓ 10 : ventouse V en haut
Moteur pas à pas Mt3 : SF : ventouse au-dessus
(sens avant) pour pivoter de B à F du flacon
KM31
Pivoter la ventouse SB : ventouse au-dessus
entre B , F et C (sens arrière) pour pivoter de F à du bouchon
KM32
C puis de C à B SC : Ventouse au-dessus
du carton
Actionner le tapis Tr3 Moteur asynchrone triphasé Mt4 KM4 S0
VI – Circuit de mise en forme :
La mise en forme du signal de commande en vitesse du moteur Mt3, est obtenu en comparant VTapis à
Vref ; Cette comparaison est réalisée par l’Amplificateur Linéaire Intégré (ALI) fonctionnant en régime saturé.
 Caractéristiques de l’Amplificateur Linéaire Intégré
VDD
I- Tension d’alimentation VDD 5V à 15V
_
∞ Tension de sortie Vs en saturation niveau haut VDD
+ Tension de sortie Vs en saturation niveau bas 0V
I+
+ Vs
Courant d’entrée I+ et I- 0A
0V
 Chronogramme des tensions VT et V1. Fig2
VT
+8

+4
t

V1
12V

Dossier Technique : 2/5

V- Circuit de commande du moteur MT1
Le tapis TR1 est entraîné par un moteur à courant continu à excitation indépendante et à flux
constant.
La plaque signalétique de ce moteur porte les indications suivantes :
Induit : UN = 12v ; IN = 20A ; R = 0,1  ; vitesse : 1000 tr/mn

Le moteur est alimenté par un hacheur série dont le circuit de commande est représenté à
la figure 3.
A : mot binaire d’entrée permettant la UM
variation de vitesse du moteur A
Q1 : transistor bipolaire NPN qui
fonctionne en commutation et M
supposé idéal (Vce =0 lorsque Q1

0
1
1
0
est saturé). C1
UL L
11pF
CRYSTAL
U1 UC
X1 16
OSC1/CLKIN RA0
17
15 18
C2 OSC2/CLKOUT RA1
1
RA2
4 2
MCLR RA3 DRL
3
RA4/T0CKI
11pF R2 Q1
6
RB0/INT
7
VCE
RB1 10k
R1 RB2
8
9
4.7K RB3
10 VBB UB
Figure : 3 RB4
RB5
11
12
RB6
13
RB7
PIC16F84A
VCC 12V BATTERIE

Le hacheur série est constitué par :

 Un transistor bipolaire « Q1 » commandé par un microcontrôleur de type PIC16f84A.
 Une batterie d’accumulateurs de tension nominale UB =12V.
 Une diode de roue libre DRL supposée idéale.
 Une bobine de lissage d’inductance L suffisamment grande pour obtenir un courant I = Cte.

On donne le programme « mikropascal » relatif au fonctionnement du circuit de commande du

hacheur :

program HACHEUR;
begin
trisa:=$ff; trisb:=$fe; portb:=0;
while true do
begin
if porta=0 then portb.0:=0;
if porta=1 then begin portb.0:=1; delay_ms(100); portb.0:=0; delay_ms(900);end;
if porta=2 then begin portb.0:=1; delay_ms(200); portb.0:=0; delay_ms(800);end;
if porta=3 then begin portb.0:=1; delay_ms(300); portb.0:=0; delay_ms(700);end;
if porta=4 then begin portb.0:=1; delay_ms(400); portb.0:=0; delay_ms(600);end;
if porta=5 then begin portb.0:=1; delay_ms(500); portb.0:=0; delay_ms(500);end;
if porta=6 then begin portb.0:=1; delay_ms(600); portb.0:=0; delay_ms(400);end;
if porta=7 then begin portb.0:=1; delay_ms(700); portb.0:=0; delay_ms(300);end;
if porta=8 then begin portb.0:=1; delay_ms(800); portb.0:=0; delay_ms(200);end;
if porta=9 then begin portb.0:=1; delay_ms(900); portb.0:=0; delay_ms(100);end;
if porta >=10 then portb.0:=1;
end;
end.

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Dossier Technique : 4/5
Dossier Technique : 5/5