Cours technologie mécanique

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École Nationale d’Ingénieurs de Sousse

Cours de Technologie Mécanique

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Définition d’un système industriel

C’est un ensemble technique conçu pour répondre à un besoin, un cahier des charges. Il assure une fonction globale. Il agit sur des matières d’œuvre pour les faire passer d’un état initial à un état final, créant ainsi une valeur ajoutée.

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Exemple d’un système industriel :Store pour régler le niveau d’ensoleillement d’une terrasse


Le store mécanisé à manœuvre manuelle :Le store s’enroule sur un tambour actionné par l’opérateur au moyen d’une manivelle et d’un réducteur.

L’effecteur est le dernier élément de la chaîne. Il agit sur la matière d’œuvre.

Représentation schématique

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Le store mécanisé à commande manuelle.Cours de Technologie Mécanique

Représentation schématique

L’opérateur agit sur un bouton poussoir qui alimente Un moteur électrique.

Le préactionneur distribue l’énergie en fonction d’une commande.

L’ actionneur transforme, adapte l’énergie pour que l’effecteur agisse.

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Le store automatisé


Le système précédent est complété d’un boîtier de commande, de capteurs de position du store et de capteurs d’environnement (anémomètre et cellules solaires)

si l’intensité de la lumière solaire mesurée par le capteur solaire est suffisamment forte, le store s’abaisse automatiquement ou est déroulé par le tambour moteur. Si l’intensité du vent mesurée par l’anémomètre est à niveau très élevé, le store est remonté ou enroulé.

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Les entrées et les sorties d’un système automatisé


Remarque : Valeur ajoutée = matières d’œuvre sortantes- matières d’œuvre entrantes

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Structure d’un système automatisé


PC

PO

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Chaîne fonctionnelle et modèle structurel d’une chaîne fonctionnelle


Une chaîne fonctionnelle est un système automatisé élémentaire.On modélise la structure d’une chaîne fonctionnelle par le schéma suivant :

Chaîne d’énergie

Chaîne d’information

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Cours de Technologie Mécanique Cycle de vie d’un système

Sous forme d’un V (vé) ou plus précisément d’une racine carré

c’est la phase qui justifie la création d’un système et qui définit ce que devrafaire ce système pour répondre à la raison qui a justifié son existence.

c’est la phase qui permet de définir précisément ce que doit être ce système, d’en choisir tous les composants et la manière dont ils sont reliés.

au cours de cette phase de passage à la réalité, l’ensemble des constituants matériels : pièces mécanique, moteurs, cartes électroniques, écrans de visualisation, etc. et immatériels: programmes informatiques, logiciels, etc. sont réunis en vue de l’assemblage.

c’est la phase de montage, d’assemblage de composants matériels et immatériels, le terme intégration montre à quel point les interrelations sont étroites et multiples.

c’est la phase de rentabilité du système, elle peut être entrecoupée de phase de modification,adaptation et amélioration du système que l’on présente sous forme de V (vé) .

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Un système automatisé répond à un besoin. Ceci correspond à la fonction globale du système. Pour assurer cette fonction globale, le système doit satisfaire un certain nombre de fonctions qui peuvent être de deux natures : fonctions principales ou fonctions contraintes.

Définition : fonctions.Définition : fonctions.C’est une action réalisée par un produit, ou un constituant, exprimée sous forme d’un but à atteindre.

Écriture: on utilise un verbe à l’infinitif qui dit ce que fait le produit, suivi d’un complément : sur qui ou sur quoi agit le produit.

Étude fonctionnelle d’un système industriel


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Recherche des fonctions de service d’un système Méthode apte


Expression du besoin ou fonction globale d’un système.Elle est obtenue en répondant successivement aux questions :A qui (à quoi) rend-il service ?Sur qui (sur quoi) agit-il ?Dans quel but ?

Exemple : le store automatisé (la toile du store ne fait pas partie du système).

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Identification des interacteursIdentification des interacteursCours de Technologie Mécanique

Il s’agit de placer le produit dans son environnement et de recenser tous les éléments en contact avec le produit durant son utilisation.(FP: fonction principale et FC: fonction complémentaire)

FP1 : Positionner la toile en fonction des consignes de l’utilisateurFP2 : Protéger la toile du ventFC1 : Résister au milieu ambiant

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Modèle 1: Le modèle FAST : (Function Analysis System Technic)


Analyse fonctionnelleAnalyse fonctionnelleDéfinition : L’analyse fonctionnelle d’un système existant permet de relier la fonctionglobale, en la détaillant, aux solutions techniques retenues pour la réaliser.

Il se présente sous forme d’un « arbre » fonctionnel établi à partir de la fonction globaleou d’une fonction de service, en répondant aux questions : Pourquoi cette fonction doit-elle être assurée ? Comment ? Quand ?

Les réponses à ces questions permettent de décomposer en plusieurs niveaux la fonction étudiée. Le dernier niveau fait apparaître des fonctions élémentaires auxquelles on associe des solutions techniques.

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Cours de Technologie Mécanique Exemple: le store automatisé

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Le modèle 2 : le modèle SADT (Structured Analysis for Design and Technic).

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Exemple: le store automatisé

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Solutions techniques proposéesAnnexe : différents types de composants intervenant dans les parties opératives.

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2020


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Application Application Cas d’un palettiseurCas d’un palettiseur

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Cas réel: on veut construire un palettiseur


Expression du besoin

Pour transporter des produits en quantité« la palettisation », c’est-à-dire l’empilage surune palette de plusieurs couches de produits.L’arrangement en quinconce des produits surla palette permet de donner une stabilité suffisante.

un palettiseur est un système qui permet d’empiler automatiquement des produits sur une palette en alternant des couches en quinconce.

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Structure de la partie opérative du palettiseur Cours de Technologie Mécanique

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Travail demandéTravail demandé1.1. Identifier les éléments de Identifier les éléments de

l’environnement du palettiseur et l’environnement du palettiseur et les fonctions de service.les fonctions de service.

2.2. Analyse fonctionnelle du palettiseur Analyse fonctionnelle du palettiseur avec la méthode FAST.avec la méthode FAST.

3.3. Analyse fonctionnelle (identification Analyse fonctionnelle (identification et décomposition des fonctions) et décomposition des fonctions) avec la méthode SADT.avec la méthode SADT.

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Identification des interacteurs du palettiseur


Présent en permanence sur la machine pour l’alimentation en palette et carton et décharger la palette pleine.

Pour l’alimentation électrique triphasée et d’air conditionné.

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Identification des des fonctions de service du palettiseur


Les FP (fonctions Principales) :FP1: palettiser des cartonsFP2: être chargé et déchargé manuellementPar l’opérateur (cartons, palettes vides …)FP 3: ne présenter aucun risque pour leconducteur-opérateur (risque vis-à-vis des réseaux d’énergie et risques mécaniques liés à l’équipement).

Les FC (fonctions Contraintes) :FC1: être conduit par un opérateur- conducteur(modes de marche, changement de production,paramétrage-réglage). FC2: être alimenté en énergie.FC3: résister à l’environnement (ambiance, parasites) et ne pas polluer (bruits, vapeurs).

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Analyse fonctionnelle du palettiseur : méthode FAST


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Cours de Technologie Mécanique Cas réel : machine de conditionnement automatique

Expression du besoin

Les produits pharmaceutiques sont fréquemment conditionnées en flacon ou en tube.ces flacons et tubes sont bouchés par enclipsage, c’est-à-dire par emboîtement légèrement forcé du bouchon sur le tube ou le flacon . la machine de conditionnement automatique Doit donc assurer :-la remplissage en quantité précise mais réglable de flacons de dimensions et de forme diverses.- le bouchage avec des capsules emboîtables -de dimensions et formes variées.-L’évacuation des produits finis.

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Structure de la partie opérative de la machine de conditionnement automatique

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Cours de Technologie Mécanique Analyse fonctionnelle de la machine de conditionnement automatique

Méthode SADTSADT Niveau A-0 de la machine de conditionnement

processusA-0 Conditionner en flacons Point de vue

Le niveau A-0 définit les éléments participants à la fonction globale.Les entrées globales sont les matières d’œuvre.Les sorties sont le produit et les informations d’exploitation.

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Cours de Technologie Mécanique Analyse fonctionnelle de la machine de conditionnement automatique

Méthode SADTLe niveau A0 -définit les fonctions composant la fonction globale.- répartit les éléments entre ces fonctions (par exemple l’entrée « comprimés en vrac » est associée à la fonction A2 préparer une dose);-Introduit de nouvelles relations (ordres O2, O3, … et informations I2… entre la fonction A1 et les autres fonctions)- détaille les données de contrôle.

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Analyse de la valeurAnalyse de la valeur Utilisée en conception ou re-conception de Utilisée en conception ou re-conception de

produit ou système. Elle fait référence au produit ou système. Elle fait référence au coût global. Elle oblige à penser à long coût global. Elle oblige à penser à long terme.terme.

But et objectifs: identifier et éliminer les But et objectifs: identifier et éliminer les coûts inutiles sans compromettre la qualité et coûts inutiles sans compromettre la qualité et la fiabilité du produit envisagé. La méthode la fiabilité du produit envisagé. La méthode permet d’améliorer la compétitivité du permet d’améliorer la compétitivité du produit en optimisant le rapport valeur/coût. produit en optimisant le rapport valeur/coût.


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Analyse de la valeurAnalyse de la valeur Notion de valeur: c’est le jugement Notion de valeur: c’est le jugement

porté sur le produit, par un porté sur le produit, par un utilisateur, sur la base de ses utilisateur, sur la base de ses attentes et de ses motivations. C’est attentes et de ses motivations. C’est le prix que client utilisateur est prêt le prix que client utilisateur est prêt àà payer pour acquérir le produit, payer pour acquérir le produit, comparativement comparativement àà d’autres d’autres concurrents. concurrents.


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Analyse de la valeurAnalyse de la valeur Démarche générale d’une action Démarche générale d’une action

analyse de la valeur:analyse de la valeur: Comment réaliser, avec un coût Comment réaliser, avec un coût

minimum, chacune des fonctions du minimum, chacune des fonctions du produit envisagé ?produit envisagé ?

Quelle valeur chaque partie Quelle valeur chaque partie caractéristique du produit apporte-t-elle caractéristique du produit apporte-t-elle àà la réalisation de la fonction qu’elle doit la réalisation de la fonction qu’elle doit satisfaire ?satisfaire ?


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Analyse de la valeurAnalyse de la valeur Démarche fonctionnelle : le produit doit être Démarche fonctionnelle : le produit doit être

considéré comme un ensemble fonctionnel et considéré comme un ensemble fonctionnel et non pas comme une liste de pièces.non pas comme une liste de pièces.

Démarche économique : une tâche essentiel Démarche économique : une tâche essentiel de l’analyse de la valeur consiste a identifier de l’analyse de la valeur consiste a identifier les parties les plus coûteuses les parties les plus coûteuses

Démarche pluridisciplinaire : faire intervenir au Démarche pluridisciplinaire : faire intervenir au même temps et travailler en équipe l’ensemble même temps et travailler en équipe l’ensemble des intervenants du projet (créateurs, des intervenants du projet (créateurs, gestionnaires, fabricants, vendeurs etc.) gestionnaires, fabricants, vendeurs etc.)


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