SR-M025 Équipement de formation et d'évaluation pour le tri des produits sur une ligne de production ; formateur en mécatronique ; matériel didactique ; équipement de formation professionnelleI. Comprendre l'équipement de formation et d'évaluation au tri des produits sur la ligne de production
1. Composition de base de l'équipement
L'équipement de formation et d'évaluation au tri des produits sur la ligne de production se compose de trois unités : l'unité d'alimentation et de traitement, l'unité de manutention et l'unité de tri installée sur la table de formation.
Chaque unité de travail peut fonctionner de manière indépendante ou constituer un système mécatronique. Les actionneurs de chaque unité sont principalement pneumatiques, mais le mouvement global du dispositif de manipulation de l'unité de convoyage est assuré par un servomoteur et positionné avec précision. Le système d'entraînement se caractérise par une longue course et de multiples points de positionnement ; il s'agit d'un système de contrôle de position unidimensionnel typique. L'entraînement du convoyeur de l'unité de tri utilise un dispositif de transmission à courant alternatif piloté par un variateur de fréquence pour entraîner un moteur asynchrone triphasé. L'équipement utilise divers capteurs pour déterminer la position en mouvement de l'objet, son état lors de son passage, sa couleur et sa matière, etc. Pour le contrôle, il adopte une solution de réseau d'automates programmables (PLC) MoubustCP : chaque unité de travail est pilotée par un PLC, et ces PLC sont interconnectés via une communication MoubustCP pour un contrôle distribué. Par ailleurs, la maîtrise de la technologie de réseau d'automates programmables basée sur MoubustCP constitue une base solide pour l'apprentissage des technologies de bus de terrain, d'Ethernet industriel, etc.
2. Fonctions principales de l'équipement
(1) Fonctions principales de l'unité d'alimentation et d'assemblage
(2) Fonctions principales de l'unité de manutention
(3) Fonctions principales de l'unité de tri
3. Commande électrique de l'équipement
(1) Caractéristiques structurelles de chaque unité de travail
Les dispositifs mécaniques et la partie commande électrique sont relativement séparés. Les dispositifs mécaniques de chaque unité de travail sont installés sur la plaque inférieure, tandis que l'automate programmable (PLC) qui contrôle le processus de production de l'unité est installé sur les panneaux latéraux de la table de travail. Par conséquent, l'échange d'informations entre le dispositif mécanique de l'unité de travail et l'automate programmable est crucial. La solution consiste à connecter les fils de chaque électrovanne et capteur du dispositif mécanique aux ports de câblage situés côté dispositif, et le fil d'E/S de l'automate programmable à son port de câblage. Les deux ports de câblage sont interconnectés par un câble multiconducteur.
(2) Système de contrôle
Chaque unité de travail peut fonctionner de manière indépendante ou former un système de contrôle distribué via l'interconnexion en réseau. Lorsqu'une unité de travail fonctionne de manière indépendante, le signal de commande principal et le signal d'affichage d'état sont issus du module de voyants de l'unité. Les broches des voyants et des boutons du module sont toutes connectées au bornier.
(3) Interface homme-machine
Cet appareil utilise un écran tactile comme interface homme-machine. L'écran tactile fournit le signal de commande principal (réinitialisation, démarrage, arrêt, etc.) et affiche diverses informations d'état du système. 4. Alimentation électrique
L'alimentation externe est monophasée triphasée 220 V CA. Chaque charge principale du système est alimentée individuellement par un interrupteur automatique.
5. Dispositif de traitement de l'air comprimé
Le dispositif de traitement de l'air comprimé est un composant essentiel du système de commande pneumatique. L'air comprimé qui alimente ce dispositif provient d'un compresseur et est acheminé vers chaque unité de travail via un raccord rapide à trois voies et une conduite d'air. Ce dispositif a pour fonction d'éliminer les impuretés et l'eau de condensation contenues dans l'air comprimé, et de réguler et maintenir une pression de service constante.
II. Présentation des composants
(1) Moteur à courant continu à réduction
Un moteur à courant continu à réduction est un moteur équipé d'un réducteur, dérivé d'un moteur à courant continu classique. Il se compose d'un boîtier, d'un bobinage en cuivre, d'engrenages et de balais en carbone. Sa fonction principale est de fournir une vitesse plus faible et un couple plus élevé. Le réducteur réduit la vitesse de sortie du moteur et augmente le couple de sortie grâce à une ou plusieurs transmissions par engrenages.
(2) Régulateur de vitesse pour moteur à courant continu
Un régulateur de vitesse pour moteur à courant continu est un dispositif permettant d'ajuster la vitesse d'un moteur à courant continu. Il peut contrôler la vitesse du moteur en modifiant la tension d'alimentation, le courant ou le flux magnétique.
(3) Servomoteur
(4) Servovariateur
(5) Moteur asynchrone triphasé à courant alternatif
Le moteur asynchrone triphasé à courant alternatif est un dispositif de traction électrique largement utilisé dans diverses applications, qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. Sa principale caractéristique est que sa vitesse est toujours légèrement inférieure à la vitesse synchrone, d'où son appellation de moteur « asynchrone ». Sa structure se compose principalement d'un stator, d'un rotor et d'un entrefer. Son principe de fonctionnement repose sur le fait que lorsqu'une alimentation triphasée est connectée à l'enroulement statorique du moteur, ce dernier génère un champ magnétique tournant. Ce champ magnétique induit une force électromotrice dans l'enroulement rotorique (à cage d'écureuil ou bobiné), générant ainsi un courant électrique. Sous l'effet de cette force électromagnétique, le rotor se met à tourner dans le même sens que le champ magnétique tournant. Cependant, sa vitesse de rotation étant toujours inférieure à la vitesse de synchronisme, un déphasage apparaît. Ce déphasage constitue la force motrice principale assurant la rotation continue du moteur.
(6) Onduleur
L'onduleur de cet équipement est le modèle MD200. De conception compacte, il permet une installation côte à côte ou sur rails de guidage. Facile à installer, il est également peu encombrant. Son bornier sans couvercle simplifie le câblage, l'utilisation et la maintenance. La gamme complète de modèles intègre des filtres d'entrée pour optimiser la résistance aux interférences et réduire les perturbations externes. Grâce aux macro-paramètres, les applications courantes peuvent être mises en œuvre en un seul clic.
(7) Groupe d'électrovannes
Les vérins des unités de travail de cet équipement sont tous à double effet. Les électrovannes qui commandent leur fonctionnement doivent donc comporter 2 orifices de travail, 2 orifices d'échappement et 1 orifice d'alimentation en air. Il s'agit par conséquent d'électrovannes 5 voies à deux positions. Un groupe de vannes est constitué de plusieurs vannes, silencieux, collecteurs, etc. Chaque vanne fonctionne indépendamment des autres.
(8) Capteurs
Les capteurs utilisés dans chaque unité de travail de cet équipement sont des capteurs de proximité. Ils exploitent leur sensibilité à l'approche d'un objet pour détecter son arrivée et générer le signal de commutation correspondant. (8.1) Interrupteur magnétique
(8.2) Capteur laser
(8.3) Capteur inductif
(8.4) Capteur capacitif
(8.5) Capteur photoélectrique
(9) Vérin linéaire double effet
Un vérin double effet est un vérin dont le mouvement alternatif du piston est actionné par de l'air comprimé. Les deux couvercles d'extrémité du vérin sont munis d'orifices d'entrée et de sortie d'air. Lorsque de l'air est introduit par l'orifice du couvercle d'extrémité sans tige, le piston avance ; inversement, lorsque de l'air est introduit par l'orifice du couvercle d'extrémité avec tige, le piston recule.
(10) Vérin mince
Le vérin mince appartient à la catégorie des vérins compacts, c'est-à-dire que ses dimensions axiales ou radiales sont considérablement réduites par rapport à un vérin standard. Il présente l'avantage d'une structure compacte, d'un poids léger et d'un faible encombrement.
Les caractéristiques du vérin mince sont les suivantes : le corps du vérin et le couvercle d'extrémité sans tige sont moulés d'une seule pièce, le couvercle de tige est fixé par un anneau de retenue élastique et le corps du vérin est de section carrée. Ce type de vérin est généralement utilisé pour fixer des dispositifs de montage et immobiliser des pièces pendant leur transport.
(11) Vérin de guidage
Un vérin de guidage est un vérin assurant une fonction de guidage. Il s'agit généralement d'un ensemble de vérins standard et de dispositifs de guidage. Le vérin de guidage se caractérise par une grande précision de guidage, un couple anti-torsion élevé, une capacité de charge importante et un fonctionnement stable.
(12) Guidages linéaires
Les guidages linéaires sont un type de guidage à roulement constitué de billes d'acier roulant sans fin entre le coulisseau et le rail de guidage, permettant ainsi à la plateforme de charge de se déplacer linéairement le long du rail de guidage avec une grande précision. Leur coefficient de frottement peut être réduit jusqu'à 1/50 de celui des guidages à glissement traditionnels, ce qui leur permet d'atteindre une grande précision de positionnement.
(13) Pinces pneumatiques
Les pinces pneumatiques sont utilisées pour saisir et serrer des pièces.
(14)Table oscillante pneumatique
La table oscillante pneumatique est l'élément principal de la table rotative. Elle est entraînée par un vérin linéaire qui actionne la crémaillère pour obtenir un mouvement de rotation. L'angle de rotation est réglable entre 0 et 90 degrés, et entre 0 et 180 degrés. Un capteur magnétique peut être installé pour détecter le signal de position. Elle est principalement utilisée dans les mécanismes nécessitant des changements de direction et de position.
(15) Codeur rotatif
Le codeur rotatif est un capteur qui convertit le déplacement mécanique et géométrique de l'arbre en impulsions ou en signaux numériques par conversion photoélectrique. Il est principalement utilisé pour la détection de vitesse ou de position (angle). Un codeur rotatif typique se compose d'un disque à réseau et d'un dispositif de détection photoélectrique. Le disque à réseau est une plaque circulaire d'un certain diamètre comportant plusieurs fentes rectangulaires de même largeur. Le codeur photoélectrique étant coaxial au moteur, lorsque celui-ci tourne, le disque à réseau tourne à la même vitesse. Le dispositif de détection, composé de composants électroniques tels que des diodes électroluminescentes, détecte le déplacement et génère une série d'impulsions. En calculant le nombre d'impulsions émises par l'encodeur rotatif par seconde, on peut déterminer la vitesse du moteur.
III. Liste des travaux pratiques
(1) Unité d'alimentation, de traitement et d'assemblage
1. Comprendre la structure et le fonctionnement de l'unité d'alimentation, de traitement et d'assemblage.
2. Formation aux techniques d'installation de l'unité d'alimentation, de traitement et d'assemblage.
(2) Unité de manutention
1. Comprendre la structure et le fonctionnement de l'unité de manutention.
(3) Unité de tri
1. Comprendre la structure et le fonctionnement de l'unité de tri.
2. Formation aux techniques d'installation de l'unité de tri.
3. Système de contrôle PLC de l'unité de tri.
