Bac Pro MSPC — Systèmes automatisés

Chaîne d'action & Chaîne d'acquisition

Système support : Capsuleuse de bocaux RAVOUX Indexa
Durée : 45 min
Total : 20 pts
Doc. autorisé : NON
Présentation du système
La capsuleuse de bocaux RAVOUX Indexa est un système automatisé de conditionnement industriel utilisé en lycée professionnel MSPC. Son rôle est de déposer et visser automatiquement des capsules sur des bocaux acheminés sur un convoyeur à plateau indexeur mécanique à Croix de Malte.

Le système effectue trois fonctions successives :
  1. Transfert des bocaux par plateau indexeur (moto-réducteur + convoyeur)
  2. Distribution et dépose de la capsule par tiroir pneumatique + ventouse
  3. Vissage de la capsule par vérin rotatif pneumatique

La partie commande est un automate Schneider M340 (ou TSX 37). Des capteurs mécaniques, magnétiques et inductifs contrôlent l'état des actionneurs et la présence des bocaux. En version instrumentée, deux bras de couple équipés de jauges de contrainte et de dynamos tachymétriques s'intègrent dans une chaîne d'acquisition reliée à un PC.
Exercice 1 Vocabulaire des chaînes fonctionnelles Niveau 1 — 4 pts
Q1.1 — Associer chaque composant du Ravoux Indexa à sa famille fonctionnelle.
Sélectionner la bonne réponse dans la liste déroulante.
Composant du système Famille fonctionnelle
Moto-réducteur "plateau" (entraîne la croix de Malte)
Distributeur électropneumatique 5/2 (commande le vérin tiroir)
Détecteur inductif (détecte la présence du bocal)
Ventouse de saisie de la capsule
Automate Schneider M340
Vérin linéaire "dépose capsule"
Fin de course magnétique (détecte la fin de course du vérin)
Contacteur de puissance (alimente le moto-réducteur)
Exercice 2 Compléter la chaîne d'action — Fonction "Transfert des bocaux" Niveau 2 — 6 pts
Pour réaliser la fonction « Transférer les bocaux », le plateau indexeur à Croix de Malte est entraîné par un moto-réducteur à vitesse variable. L'énergie est fournie par le réseau 400V triphasé. Un contacteur commande l'alimentation du moteur sur ordre de l'API. Le plateau (effecteur) agit directement sur les bocaux.
Q2.1 — Compléter le schéma de la chaîne d'action ci-dessous.
Parmi les éléments suivants, placer chacun dans la bonne case (cases en pointillés orange) :
Contacteur KM1 Réseau 400V API M340 Moto-réducteur Plateau indexeur Réducteur intégré
⚡ Chaîne d'action (flux d'énergie)
Réseau
400V
Alimenter
→
Moduler
→
Convertir
→
Transmettre
→
Agir
ℹ Chaîne d'information (flux de commande)
Capteurs
+ Pupitre
Acquérir
→
Traiter
→
Ordre
API→KM1
Communiquer
Q2.2 — Indiquer la nature de l'énergie présente à chaque étape de la chaîne d'action.
Entre...Nature de l'énergie (à compléter)
Réseau → Contacteur
Moto-réducteur → Réducteur
Réducteur → Plateau indexeur
Exercice 3 Chaîne d'action — Fonction "Vissage de la capsule" Niveau 2 — 4 pts
Pour visser la capsule, un vérin rotatif pneumatique entraîne la tête de vissage. Il est commandé par un distributeur 5/2 bistable sur ordre de l'API. L'énergie vient du réseau pneumatique à 6 bar. La tête de vissage (effecteur) agit directement sur la capsule.
Q3.1 — Compléter le tableau de la chaîne d'action pour la fonction "Visser la capsule".
Fonction générique Composant (à compléter) Nature de l'énergie en sortie
Alimenter Réseau pneumatique 6 bar Pneumatique
Moduler Pneumatique
Convertir
Agir Action sur la capsule
Q3.2 — Quelle est la différence fonctionnelle entre le distributeur 5/2 et le vérin rotatif dans cette chaîne d'action ?
Exercice 4 Chaîne d'acquisition — Mesure du couple sur la Croix de Malte Niveau 3 — 6 pts
Dans sa version instrumentée, le Ravoux Indexa est équipé de jauges de contrainte fixées sur les bras de couple du mécanisme d'indexage. Ces jauges produisent un signal électrique analogique très faible (quelques mV).

Ce signal est ensuite amplifié et conditionné par un pont de Wheatstone + amplificateur opérationnel, puis converti en signal numérique par une carte d'acquisition reliée à un PC. Simultanément, des dynamos tachymétriques mesurent la vitesse de rotation en entrée et en sortie du mécanisme. Le logiciel PC affiche en temps réel les courbes de couple et de vitesse.
Q4.1 — Identifier les éléments de la chaîne d'acquisition et compléter le tableau.
Fonction génériqueComposant (à identifier)Grandeur physique traitée
Acquérir Déformation mécanique → tension (mV)
Conditionner / Amplifier Tension analogique faible → tension exploitable
Coder (convertir) Signal analogique → signal numérique (bits)
Traiter / Afficher Données numériques → courbes affichées
Q4.2 — Pour la mesure de vitesse de rotation, une dynamo tachymétrique est utilisée.
Cocher la bonne réponse :
AffirmationVrai / Faux
La dynamo tachymétrique est un capteur de type tout ou rien (TOR)
La tension délivrée par la dynamo est proportionnelle à la vitesse de rotation
La dynamo tachymétrique est placée dans la chaîne d'action
Q4.3 — Pourquoi est-il nécessaire d'amplifier le signal des jauges de contrainte avant de le convertir ?