Rapport Final

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Introduction

Lors de nos stages industriels effectués au sein de la société GLAMIVER, un problème de production nous a attiré l’attention. Ce problème consistent aux grand nombre de pare- brise et des verres plats qui étaient en attente au niveau de la salle d’emballage ce qui présentait étranglement pour la chaine de production.C’est ainsi que nous avons proposé aux responsable de la société de remplacer celle qui existe actuellement par une fardeleuse automatique qui suit la cadence de la chaine de production.Les dirigent de cette société ont apprécié notre idée de concevoir une machine d’emballage qui augmente la cadence de la salle d’emballage .Motivés par cette proposition ils ont lancé le sujet de notre projet de fin d’étude, intitulé : « Etude et conception d’une machine d’emballage des pare-brises ». Pour atteindre l’objectif de ce projet, nous avons suivi la démarche suivante :

D’abord, nous avons commencé par présenté le cycle de vie des pare – brise jusqu'à l’emballage présenté dans le chapitre I .Puis, nous avons entamé l’analyse fonctionnelle de cette machine dans le chapitre II ensuite nous avons présenté les déférentes solutions de principe de conception dans le chapitre III et a la suite de notre étude nous avons faire l’étude des déférent composant de notre machine fardeleuse.

Ce travail a été effectué en collaboration entre l'institut Supérieur des études technologique du Nabeul et La société GLAMIVER.

Etude et conception de machine Année universitaire 2012-2013 D’emballage de pare-brise

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I. Prestation de la société :

I.1. Historique :

La société GLAMIVER été crée en juin 1976 par M.MOHAMED TOUZANI

La société a démarré ses activités en novembre 1977. Société à responsabilité limitée au capital de 696800DT, sis à la zone industrielle la CHARGUIA 1 impasse n : 2 rue 8612.

Le groupe d’usine GLAMIVER est composé 5cadres, 6 techniciens et plus que 94 ouvriers.

Plan de la société :

La figure suivante représente le plan de l’usine de la société GLAMIVER et le chaine de production et transformation de verre.

Figure 1: plan de la société GLAMIVER


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Cette société est destinée à la fabrication et commercialisation des pare brise feuilleté glace securit, verre pour l’ameublement bâtiment et l’électroménager.

Leader dans le marche de transformation de verre, GLAMIVER tien tout le

marche national et tout le réseau de distribution des vitrées a rechange dans

tout le territoire tunisien.

I.2. Produits :

Les principaux produits GLAMIVER sont les suivantes :

I.2.a. Verre trempe plat et bombé Sécurit:

Depuis l’année 1978 GLAMIVER se lança à la fabrication des verres trempe plat et bombé destiné au secteur de l’automobile, étant donnes la complexité de la fabrication de verres ils on recourt sur plan de la formation à COMELCOMIEX.

La société a fait une pénétration dans la section du bâtiment assez réussite ex : siège de la BCT, BIAT, gare Tunis et Tunis air

I.2.b. Verre pour le meuble et le ménagement :

Elle fabrique toutes formes de verre selon les besoins.

Elle fournie pour MEUBLATEX, SOTUFAB pour le meuble et MONT BLANC pour le ménagement

I.2.c. Double vitrage isolant :

Depuis l’année 1986 a était parmi les premiers usines tunisien qui fabrique les vitre double isolant.

Le vitrage isolant est généralement composé de deux (double vitrage) ou plusieurs verres (triples vitrages,...) séparés entre eux par un ou plusieurs espaces d'air (de 6 à 20 mm d'épaisseur) déshydraté ou de gaz. C'est la distance qui sépare les vitrages qui donne une bonne isolation thermique.

I.2.d. Pare brise feuilletées et des vitrages feuillètes :

Depuis l’année 2001, la société GLAMIVER est le principal fournisseur pour des organismes nationaux et internationaux de renom tels que :

STIA : la société tunisienne d'industrie automobile. SNT : Société des Transports de Tunis. SNCFT : Société Nationale des Chemins de Fer Tunisiens.


http://www.sncft.com.tn/

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La fabrication des pares brises selon Norme européenne ISO 9001 v2000 est obtenue en 2004.

II. Présentation de cycle de production des pare-brises :

II.1. Définition pare-brise feuilleté: Il est composé de deux ou plusieurs verres simples ou transformés (trempés), collés entre eux par une ou plusieurs couches d'un intercalaire en matière plastique : le butyral de polyvinyle (P.V.B.).Ce P.V.B. présente une bonne adhérence au verre et un taux d'allongement important avant déchirure.Le verre feuilleté résiste à l'impact. Lors d'un choc avec un corps étranger, le verre se fendille, la fracture est localisée au point d'impact sans altérer la visibilité. L'intercalaire P.V.B. maintient les morceaux de verre en place, ce qui diminue le risque de coupure par éclats de verre. Il garde l'étanchéité de la paroi. De plus, l'énergie résiduelle du corps est absorbée par cet intercalaire ; le vitrage empêche donc le passage du corps si l'impact n'est pas disproportionné.

II.1.a. Matières premières :

Le pare-brise est fabrique à partir de deux composants, ils sont les suivants :

Le verre plat. Le butyral de polyvinyle (P.V.B.).

II.1.b. Le verre plat:

La glace claire: glace transparente dont les deux faces sont planes et parallèles.

Avant la fabrication du verre plat était basée sur le procédé de Foucault et la glacerie, mais ces procédés ont été remplacés par le flot glass. Voire [Annexe 01].

II.1.c. Poly Vinyl Butyral (PVB)

Définition :

Obtenu pour la première fois à l'époque de la deuxième guerre mondiale, le PolyVinylButyral(PVB) est, à l'heure actuelle, le matériau le plus utilisé pour la fabrication de verre laminé, application pour laquelle il a remplacé l'acétate de cellulose. Sa production mondiale dépasse aujourd'hui largement 50000 tonnes par an.

Le PVB est un copolymère, c'est à dire que sa chaîne macromoléculaire est constituée de l'enchaînement, non pas d'une seule unité répétitive (monomère), comme les homopolymères, maïs de plusieurs. Cette structure chimique peut être schématisée par la formule générale reprise à la figure2.


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Figure 2 : Structure chimique du Poly Vinyl Butyral La composition du PVB utilisé pour la production de verre laminé

Utilisation du PVB.

Le PVB produit est plastifié (à 38% en poids) par un plastifiant spécifique du type diester aliphatique. Il est extrudé en films texturés, et enroulé avant d'être vendu à la division qui produit les vitrages. Pour la manutention il doit être conservé à 7°C pour éviter le "collage" du film sur lui-même. Dans la division "production" il est découpé, puis inséré entre les deux parties du vitrage et le tout est pressé à 140°C

II.2. Processus de fabrication de pare-brise

Le verre suit un long processus de fabrication de pare-brise et il est basé sur travail à la chaîne bien prise selon la norme européen ISO 9001V2000.


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Figure 3 : Diagramme de processus de fabrication du pare-brise feuilleté et trempé

La fabrication de pare-brise démarre par l’arrive des blocs des verres de dépôt à l’unité de Découpage.

Unité de Découpage

Cette unité est composé de deux tables de découpes NT 42s qui fonction sur deux axes X, Y et c’est la 1er phase qui permet de donne la allure du pare-brise après avoir reçu l’ordre de fabrication du bureau de CAO et FAO a l’aide de logiciel Easycad Alpacam.

Puis, on déplace le pare-brise vers la deuxième étape de processus de fabrication de pare-brise c’est la phase de façonnage de contour de pare-brise cette unité est composé des plusieurs machine : simple band qui enlève les dépôts de verre après le découpage ensuite on se dirige vers la machine biseauteuse a fin de crée le conjoins pour la sécurité de conducteur cette étape est suive de contrôle des dimensions et qualité.


Découpage

Façonnage

Lavage

serigraphie

séchage

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Unité de sérigraphie

La sérigraphie c’est l’étape d’impression sur le verre donne le contour et logo de GLAMIVER

C’est la dernière étape commune entre la fabrication des pare-brise feuillettes et le pare-brise sécrut.

Pour le pare-brise sécrut suit le parcourt suivant : l’operateur accroche le verre au départ de la chaines secret après il lance le déparé de cycle de trempage de verre ensuite le verre se dirige verre le four de trempe pour le traitement thermique.

Unité de trempe :La technique de la trempe se décompose en 3 phases : • Phase 1 : la chauffeOn chauffe le verre à une température du tableau suivant :

Epaisseur Température Durée temps

3-4mm 750c° 3min

5mm 800c° 3min

6mm 800c° 3min

10-12mm 850c° 3min

TableauII .1• Phase 2 : la trempeOn le refroidit ensuite brutalement, les peaux du verre vont se refroidir plus vite que le cœur, elles vont se rétrécir plus que le cœur, elles fluent sur le cœur car nous sommes en zone plastique • Phase 3 : le refroidissementLors du refroidissement complet, le cœur plus chaud va avoir tendance à se contracter plus que les peaux, mais cette fois le verre est élastique le cœur ne va pas pouvoir se contracter autant qu'il le voudrait car il est lié rigidement aux peaux. Il va se mettre en extension et, par réaction, les peaux seront en compression. Ensuite c’est l’étape de mise en forme : le verre qui est devenue mouille à une température inferieur à la température de fusion, alors le verre prêt pour prendre la forme, Dés la sortie de four, le verre se dirige vers le moule et il reçoit la pression qui lui pousse à prendre la forme de pare-brise pendant quelle que seconde et de fois pour des millièmes de seconde selon la flèche.

La dernière étape la chaîne trempe est le souffleur c’est un traitement a base sur soufflement de l’air à une grande pression cette étape est suive de phase de contrôle et qualité.


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Unité de bombage :

La fabrication de pare-brise feuilleté suite les opérations suivantes : on trouve au début du processus le bombage Cette opération consiste à laisser s'affaisser, sous l'action de la pesanteur, une feuille de verre plane, réchauffée après l'avoir posée sur un moule dont la forme correspond à celle du volume bombé à obtenir

Figure.4: Les étapesde bombage

On trouve de type de four :

Four MU utilisé pour le bombage de grande taille de pare-brise (Véhicules industriel, Auto car).

Four SU utiliser pour le bombage de petite taille de pare-brise (voiture de tourisme).

Après l’étape de bombage, le pare brise. Cette opération est accompagnée par les étapes suivantes effectuées manuellement par l’opérateur :

Nettoyage de la poudre spéciale étalée entre une paire de glaces pour le procédé de bombage.

Mise en place d’un film plastique intermédiaire entre les glaces (PVB).

Fixation d’une bague étanche au vide en caoutchouc autour des bords de chaque paire de glace.

La dernière étape est l’opération de dégazage à froid puis à chaut, c’est l’opération finale au cours de laquelle est réalisée l’adhésion parfaite des deux feuilles de verre avec le PVB.

DégazageC'est l'opération la plus critique. Il s'agit :- d'éliminer l'air emprisonné entre le P.V.B. et le verre- de seller les bords de l'assemblage de manière à éviter tout risque de pénétration d'air au cours de l'opération finale d'autoclavage.Cette opération se fait par double calandrage avec four de préchauffage (60°).Les conditions de températures sont fonction du type d'assemblage et de la vitesse de la ligne.

La réalisation de cette étape est effectuée par Autoclave : On effectue le collage définitif du verre et du P.V.B. à une pression de 12 bars et à une température de 135 – 145° C. Ceci permet de fluer suffisamment le P.V.B. pour épouser


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Parfaitement la surface du verre et créer l'adhésion.Les temps de cycle sont fonction du remplissage et de la composition du vitrage feuilleté.

L’assemblage de verres bombées est une opération importante et déterminante pour la productivité d’une part, et pour la qualité d’autre part. L’opération d’assemblage manuellement est pose des problèmes dans la chaine de production.

La cadence de l’unité de bombage est de 100paire de verre/jour, alors que l’opérateur ne produit que 20paire de verre/jour, l’exigence de la sécurité de l’opérateur empêche d’augmente la quantité de pair de verre assemblées. Le taux de production de pair assemblées (20/100=0.2) est très inférieur à 1.

Ensuite, c’est à l’expert du contrôle et qualité de vérifier l’état de produit ont affection les tests :

Test de conformité de produit avec les gabarits de contrôle. Essai de résistance mécanique Essai de transmission de la lumière et de distorsion Essai de fragmentation : permet de vérifier la fragmentation résultant de chocs mécanique.


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Unité d’emballage :

Pour satisfaire les clients, certains produits de grande consommation sont enveloppés sous film plastique pour à la fois les protéger, faciliter leur transport, leur manutention ou encore leur stockage. L’opération qui consiste à mettre le produit sous film s’appelle le fardelage et le système réalisant cette opération une fardeleuse.Le procédé de fardelage présente l’avantage de s’adapter à tous les formats et permet un emballage jusqu’à 6 faces. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour réaliser l’opération de fardelage. Celle proposée dans cette étude consiste à déposer un film plastique thermo-rétractable puis à le chauffer pour qu’il épouse la forme du produit à emballer.

Figure Ι .5 :machine d ' emballage de bare prise


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ANALYSE FONCTIONNELLE

I. Modélisation de machine d’emballage de pare-brise :

Pour faire la modélisation A-0 de la Machine d’emballage, on utilise la méthode SADT (Structured Analysis and Design Technique) considérée comme une approche systématique. C’est une technique structurée qui vise à analyser et à modéliser les systèmes complexes.

WE WP Ordre film plastique

Pare brise non emballé pare brise emballé

A Déchet de film plastique

Emballage de pare brise

II. Bête à corne


Emballer des pare brises

(Fardeleuse)

L’opérateurPare brise

Machine d’emballage

Emballé les pare brise

Dans quel but ?

A qui rend-il service ?

Sur qui (quoi) agit-

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III. Valider le besoin :

*Pourquoi ce besoin existe-il?

Pour aider l’opérateur accomplir la tâche d‘emballage des pare brise

*Qu’est ce que pourrait le faire évaluer ?

Ce système nous permet d’emballer les pare brises et les verres plat.

IV. Environnement de produit :

Pendant son cycle de vie le produit est soumis aux conditions imposées par les milieux physique, humain, technique, et économique en relation avec celui-ci pendant son cycle de vie.

VI. Etude de la faisabilité :Etude et conception de machine Année universitaire 2012-2013 D’emballage de pare-brise

Milieu humain

Utilisateur Sécurité de pare-brise

Milieu physique

Stabilité Environnement Mécanique (chocs,

Vibration, déformation

Milieu économique

Prix et coût

Milieu technique

Energie Encombrement Maintenance

Machine d’emballage des pare-brises

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VI.1. Le diagramme Pieuvre :

Ce diagramme permet de visualiser les relations du produit avec les éléments du milieu extérieur .

Figure 5 : Diagramme Pieuvre

* Fonction principale:

•FP1 : Permettre à l’opérateur d’emballé les pare-brises

•FP2 : Permettre d’emballé les pare-brises avec le film plastique (Polyéthylène)

* Fonctions de contrainte:


Pare –brise

Machine d’emballage

(Fardeleuse)

Opérateur

Film plastique

Energie

Local

Coût

Sécurité

FP1

FP2

FC1

FC4

FC2

FC3

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•FC1 : S’adapter à l’espace réserve pour la machine dans la salle d’emballage

•FC2 : respecter les normes de sécurité.

•FC3 : s’adopter à l’énergie de fonctionnement existante.

•FC4 : Le coût doit être minimal.

VI.2. Hiérarchisation des fonctions de service :

Cette phase permette de donner un jugement de valeur sur l’importance relative à des fonctions

de services accordés par l’utilisateur (juger et classer les fonctions de services selon leurs

importances relatives).

Tableau de tri croisé

Le tableau de tri croisé permet de comparer les fonctions de services une à une et attribuer à chaque fois une note de supériorité allant de 0 à 3.

0 : pas de supériorité

1 : légèrement supérieur

2 : moyennement supérieur

3 : nettement supérieur

FP1 FP2 FC1 FC2 FC3 FC4 Pointe %

FP1 FP1/2 FP1/2 FP1/2 FP1/2 FP1/3 11 32,35

FP2 FC2/2 FC1/3 FC1/2 FC1/2 7 20,59

FC1 FC2/2 FC2/2 FC5/2 6 17,65

FC2 FC4/2 FC3/3 3 8,82

FC3 FC4/3 5 14,7

FC4 2 5,88

Total 34 100

Tableau IV.1


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Il consiste à tracer un diagramme en bâtonnets représentant en pourcentage les notes attribuées à chaque fonction par ordre décroissant. L’histogramme permet de faire apparaitre les fonctions de service, par ordre d’importance souhaitées par l’utilisateur.

VI.2. Histogramme :

Histogramme des fonctions de service

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6

Fonctions

%

Figure VI.2 : Diagramme des fonctions de service

Interprétation :

La forme de l’histogramme nous permet de conclure que FP1 et FP2 présentent le total pondéré le plus élevé est globalement la plus intéressante.


FP1 FP1 FC1 FC2 FC3 FC4

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Moteur réducteur

L’opérateur

Ensemble vérin de poussée

Ensemble vérin de

maintien et plateau

Ensemble vérin de soudure

et résistance

Variateur

Moteur asynchrone triphasé

Réducteur

Convoyeur avec chaine

Convoyeur à bande

Convoyeur avec courroie

Cranté

Capteur de positon


FS1 : emballer les produits

sous film

FT1 : Emballer le produit

FT11 : former un rideau de

FT12 : pousser le produit à

FT14 : couper et souder le film

FT2 convoyage

FT21 : distribuer l'énergie électrique

FT24 : transformer l’énergie mécanique de rotation en énergie mécanique de

FT13:Maintenir le film pendant la découpe

FT22 : convertir l'énergie électrique en énergie mécanique

FT23 : adapter et transmettre l'énergie mécanique

FT25 : positionné le produit

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Choix des solutions

I. Introduction :

Notre but dans cette partie est le choix des différentes solutions nécessaires pour la conception de la machine d’emballage des barre-prise.Alors dans cette partie on va vous présenter les solutions de principes de conception. On visera dans tous nous choix le maximum de simplicité qui sera d’une grande utilité à fin de facilité l’opération d’emballage des barre-prise. Ceci en restant dans les limites de sécurité.Le choix de la solution finale sera établi après une évaluation des différents critères exiges par la société.

II. Les solutions de système de soudage de film plastique :

II.1. Première solution :

FigureΙI .1: Schéma de la première solution


1

4 5

6

7

2

3

L

LL

18

1 : Vis sans fin L1 : Liaison pivot

2 : Moteur électrique L2 : Liaison linéaire rectiligne

3 : Engrenage conique L3 : Liaison pivot

4 : Roue à denture droite

5 : barre de soudure

6 : fil résistance

7: table

II.1.a. Description de fonctionnement

La première solution que on propose est représenté par la figure ( 1 ). Elle représente le système d’aménage de la barre de soudure. La vitesse de rotation de moteur électrique (2) est réduite par l’engrenage conique(3) et ensuite transmisse au vis sans fin(1). La rotation de vis sans fin va guider en rotation la roue à denture droite(4) pour atteindre la position base et avec l’autre sens de rotation de moteur on a la position haute.


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II.2. La deuxième solution

FigureΙI .2: Schéma de la deuxième solution

1 : Vérin L1 : Liaison Rotule

7 : Support barre de soudure L2 : Liaison linéaire annulaire8 : Support vérin

4: Support barre de soudure

Description de fonctionnement :

La deuxième solution qu’on propose est représentée par la figure (II.2). Elle représente le système d’aménage de la barre de soudure. La translation de barre du soudure est assure par la sortie et rentre de tige du vérin. Etude et conception de machine Année universitaire 2012-2013 D’emballage de pare-brise

1

3

4

2

L

L

20

II.3. La troisième solution :

Figure II. 3 : Schéma de la troisième solution

2 : vérin

3 : barre de soudure


La troisième solution qu’on propose est représentée par la figure (II.3). Elle représente le système d’aménage de la barre de soudure. La translation de barre de la soudure est assure par la sortie et rentre des deux tiges des vérins.


12

21

III. Les solutions pour la déplacement du produit :III.1. première solution : Schéma dans l’espace

Figure III. 1 : Schéma de la première solution


La première solution qu’on propose est représentée par la figure (III.1). Elle représente le système de déplacement du produit. La translation du verre a emballée est assure par un convoyeur a rouleau alimenté par un moteur réducteur.


22

III.2. deuxième solution : Schéma dans l’espace

Figure III.2 : schéma de la deuxième solution


La deuxième solution qu’on propose est représentée par la figure (III.2). Elle représente le système de déplacement du produit. La translation du verre a emballée est assure par un convoyeur a bande alimenté par un moteur réducteur.

IV. Choix et justification de la solution retenue :

IV.1. Les différents critères de choix exigés par cahier de charge :

La machine doit présenter les caractéristiques suivantes :

Précision du déplacement de la barre de soudure. Simplicité du réglage et de maintenance.


23

IV.2. Les avantages et les inconvénients :

Caractéristique

Première solution

Deuxième solution

Troisième solution

Première solution

Deuxième solution

Standardisation des composants

+ + + + +

Sécurité+ + + + - + -

Maintenance + - + - + + - + -

Coût - + - + - - + -

Usinage des pièces + - + - + + +

Temps de réalisation

- + - + - + - +


Solution de déplacement de produit

Solution du système de soudure

http://fr.wikipedia.org/wiki/Co%C3%BBt_moyen_pond%C3%A9r%C3%A9_du_capital

24

IV.3. Justification de la solution retenue :

La troisième solution du système de soudage de film plastique et la deuxième solution du système de déplacement de produit a emballé sont avantageuses et l’usure de la pièce est limite.Quand à la seconde est technologiquement acceptable et répond aux normes exigées par le cahier de charge. Elle présente un meilleur déplacement de la barre de soudure et du produit a emballé. Par conséquences, nous retenons ces dernières comme solutions préconisée pour l’étude et la réalisation.


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Etude de la machine

I. Description de la machine :

Une fardeleuse assure l'enveloppement des produits et soude le film à l'avant et à l'arrière. Les produits traversent ensuite un tunnel de rétraction à la sortie duquel les excédents latéraux de film sont plaqués contre le produit pour assurer une fermeture hermétique.

I.1. Composants de la machine :

Figure I.1 : machine d’enballage des pare-brise

1 : table 4 : barre de soudure 7 : moteur réducteur

2: rouleaux 5 : vérins

3 : tapie 6 : rouleaux film plastique


1

23

4

5

6

7

26

I.2. Description du fonctionnement de la machine :

Le fardelage est le procédé d'excellence pour les fardeaux de dimensions très variables. Il permet, en effet, de déposer un film, issu de deux bobines soudées pour former un rideau. La charge traverse le rideau, qui est soudé à nouveau à l'arrière du produit pour l'envelopper complètement sans le déformer. Durant le cycle de fonctionnement de la machine, l’emballage de la matière d’œuvre d’entrée passe par plusieurs phases :

I.2.a. Phase1 :

- Former un rideau de film

Figure I.2: Phase 1

I.2.b. Phase2: - pousser le produit à travers le film

Figure I.3: Phase 2


Film plastique

27

I.2.c. Phase3:

- le vérin de soudure descend pour découper et souder le film

Figure I.4: Phase 3

I.2.d. Phase4:

- Les vérins de soudure remontent et le tapis déplace le produit de la position d’origine à la position du four

Figure : Phase 4

Figure I.5: Phase 4


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II. Choix du matériau utilisé pour la structure :

La nature du matériau est en fonction essentiellement de l’environnement du travail ainsi que de

l’intensité de l’activité.

On doit aussi en tenir compte des considérations suivantes :

o L’assemblage de la structure : par soudure, par boulons,....

o La résistance aux charges

o La résistance à la corrosion

o La disponibilité dans le stock

o Le prix de revient

-On choisit alors l’acier non allié E24 qui est le plus utilisé dans la construction des structures en

caisson.

Il présente une limite élastique de 240 N/mm2 et une charge à la rupture de 370 N/mm2.

(Voir annexe 10)


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III. Choix d’un moteur réducteur :

Figure. III : Ensemble moto-réducteur entraînant le cylindre moteur du tapis

On souhaite choisir un moteur pour respecter la cadence de production équivalente à une vitesse linéaire de la bande transporteuse telle que :

V= 20 m/ minV= 0.333m/sCette valeur est proposée par le cahier de charge.- La vitesse angulaire (w) s’écrit :

ω= VR , avec R est le rayon du rouleau tendeur ou moteur de la bande transporteuse. Dans

notre cas on choisit R=28,5mm.

AN: ω = 0.33

0.0285 = 11.6959 rad/s

N= 2 π N

60 => N =

60. ω2. π

AN = 60.11.6959

2. π = 111.68 tr / min.

Alors Il nous faux un réducteur qui nous donner le nombre de tours.


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III.1. Calcul de la puissance du moteur électrique :

Figure.III Ensemble cylindres, tapis et produit à déplacer

D’après le schéma III, on voit bien que lors du déplacement du produit à fardeler il y a un frottement entre la bande transporteuse et le support. L’effort de frottement Ft peut s’écrire alors :

Ft= f. m. ║g⃗║ ;

Où

f est le coefficient de frottement entre la bande et le support (f=0,4).

m la masse maximale du verre à emballer (m=165 kg).

Avec m = 165 Kg (Masse maximale du verre à emballée)

Ft = 0.4. 165 .10 Ft = 660 N

D’où le couple appliqué sur les rouleaux est

C rouleau = Ft . R

= 660.0.0285

= 18.8 N.m

Comme la puissance de sortie s’écrit Ps = Cr. ωr et que η Globale= Ps

PM

Pm = 0.2 KW


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Rapport de réduction :

C’est une caractéristique de réducteur définir par le rapport r = N 1N 2

Dans notre cas « r » sera au voisinage de 12

On a choisie un moteur de puissance 0.25 Kw de N=1400 tr/min et un réducteur de coefficient de réduction : r =11.25

Choix retenue :

D’après le catalogue annexe (02-03) on a choisi :

S1IP55 : Moteur

K033211 : Réducteur

Choix de la bande :

FT = T = 660N

C= T−t

R

t = T – (R. c)AN : t= 660- (285.18.81) t= 124.2

T0 = 12

( T+t)

AN :

T0 = 12

(660 + 124.2)

T0 = 392

On a T 0l .e

≤ σad

e ≥ T 0

l . σ ad


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Calcul Mécanique

I. Etude de la résistance de rouleau :

Le rouleau porté par les deux paliers de guidage est en liaison pivot en A et en D supporte l’ensemble constituant le rouleau .Ce dernier exerce une charge uniforme répartie (p=10N/mm) sur la zone BC de rouleau dont le diamètre est 15 mm.

100 1390 100

RA RD

T0 T0

Figure I.1 : Etude de l’équilibre de l’axe

I.1. Détermination des charges en A et en D :

T⃗ 0 . 100 + T⃗ 0 . 1490 = R. 1590

R⃗ = T⃗ 0 .1590

1590 = T⃗ 0

║R⃗A║= ║R⃗D║= ║T⃗ 0║ (

I.2. Calcule les variations des efforts tranchants :

X ] 0.100] ; T⃗ (x ) = - ║R⃗A║ = -392N

X ] 100.1490] ;T⃗ (x ) = -(║R⃗A║ + ║T⃗ 0║) = 0N

X ] 1490.1590] ; T⃗ (x ) = -(║R⃗A + ║T⃗ 0║+ ║T⃗ 0║


33

Traçage des efforts tranchants

T(N)

Figure I.2 : diagramme des efforts tranchants

I.3. Calcule des moments fléchissant :

X ] 0.100] ; M⃗f (x ) = - R⃗A . X

= { x=0 ; M⃗f ( x )=0

¿ x=100 ;⃗ Mf (x )=−39200 Nmm

X ] 100.1490] , Mf ( x)= -R⃗A . X – ║T⃗ 0║. ( X – 100)

{ x=100 ; M⃗f ( x )=−39200

¿ x=1490 ;⃗ Mf (x )=−39200 Nmm

X ] 1490.1590] ; M⃗f (x ) = - ((║R⃗A║. X) - ║T⃗ 0║. (X – 100) - ║T⃗ 0║ . (X -1490))

{x=1490 ;⃗ Mf ( x )=−39.200 Nmm

¿ x=1590 ;⃗Mf (x )=0 Nmm


34

0

-392000

Figure I.3 : Diagramme des moments fléchissant

I.4. Vérification de la résistance de l’axe :

L’axe étant en acier E30 et son coefficient de sécurité et 2 voir Annexe [12]

σ ≤Rpe, Rpe = ℜs =

3002 = 150 Mpa

σ = = =

32 Mfmaxi

π . d3 32.39200

π .573

= 118.3675 N/mm

= 118.3675 N/mm² ¿ 150N/mm² La résistance est vérifiée


35

Etude de la partie pneumatique

I. Introduction :

Dans ce chapitre on s’intéresse à choisir le vérin pneumatique convenable qui répond a nos système, aussi la source nécessaire pour alimenter le vérin.

II. Choix de source d’énergie : II.1. Détermination d’énergie utilisée :

Puisque l’énergie pneumatique disponible dans la société GLAMIVER, donc on va choisir des actionneurs et des pré-actionneurs pneumatiques.

II.2. Choix d’unité de conditionnement d’air :

Constitution d'un Groupe de Conditionnement

Afin de garantir une disponibilité optimale de la pression nécessaire avec un air le plus pur possible, chaque équipement industriel est équipé d'une unité de conditionnement d'air comportant, au minimum, un filtre et un manodétendeur.Dans certains cas, on adjoint un huileur (ou lubrificateur) pour lubrifier l'air à l'entrée des équipements industriels.On a choisie l’unité de conditionnement : FESTO type FRC-18-D-5M-MINI[ Annexe 04 ]

III. Choix de vérin :

La course est choisie en fonction du déplacement à réaliser. Sur un vérin traditionnel, la

longueur de la course influe directement sur l’encombrement général. Selon le vérin choisi, la

course sera standard (imposée par le constructeur) ou spéciale (réalisée à la demande).

Soit la course du vérin est de 187 mm.

Vérin pneumatique iso6431-vdma24562-CETOP RP43P série AZØ100mm-livrée avec écrous de tige. Annexe[ 5 ] Avec D=100mm et d=30mm

III.1. Détermination de la force de poussé :

D’après l’Annexe [6] on à trouver que la force de poussé = 424.1daN

III.2. Type de fixation :

Elles concernent la liaison du corps du vérin au bâti de la machine et la liaison de la tige du vérin à la partie mobile à déplacer.


36

Chaque constructeur propose sa gamme de fixations relativement standardisée (quant au type de fixation).

Elles sont nécessairement connues pour la détermination au flambage de la tige du vérin.

La fixation de tige de vérin avec la barre de la soudure s’effectué par une chape de tige mâle rotule, comme il montre la figure suivante.[ Annexe 08 ]

Figure III.1: Accouplement KSG

La fixation de corps du vérin avec la bâti s’effectué par une articulation d’équerre normale, comme il montre la figure suivante.[ Annexe 07 ]

Figure III.2: d’équerre normale

III.3. Vérification de flambage de la tige de vérin :

Le flambage est un phénomène mécanique, la tige d’un vérin à longue course, ce comporte une poutre sollicitée au flambage sous l‘effort axial appliqué.[ Annexe 11] ..

Le risque de rupture dépend essentiellement :

- Du diamètre de la tige- De la nature des liaisons retenues

Les diamètres de la tige étant normalisées, il convient d’établir une relation permettant le calcul de la longueur libre de flambage pour configuration donnée d’installation du vérin


37

Formule d’Euler :

Fc = k π 2 EIL f 2

Avec :

Fc : Charge critique en (daN)

K : facteur de course « en fonction du mode de fixation (sans unité) »

E : Module d’élasticité longitudinal en (MPa) pour une tige en acier E=2×105MPa

I : Moment d’inertie de la section (cercle :π . d2

64 )

Lf : Longueur libre de flambage en millimètre

Pour calculer la longueur libre de flambage on utilise la formule suivant :[ 4 ]

Lf = Course×K

= 187× 0.5

On a: I =π . d2

64

=π × 302

64

=44.15

Donc Fc = 0.5 × π2× 2× 105× 44.158742

Fc¿ 4984daN

Pour que la tige du vérin résiste au flambage, il doit vérifier l’expression suivante :

F’≤Fcs


Lf= 93.5 mm

38

Avec :

F’ : Effort théorique

FC : Charge critique

S : coefficient de sécurité

On a F’ égale 424,1 daN

AlorsFcs

=49845

=996.8

Donc la tige de vérin résiste au flambage


39

IV. Câblage pneumatique :

IV.1. Circuit pneumatique : Le câblage des différentes composantes pneumatiques est représente par la figure suivant :

: Sous pression de 6 bars.

: Pilotage interne.


7

4

5

3

6

40

IV.2. Nomenclature des éléments pneumatiques :


Repère

Elément Rôle Symbole

1 Unité de conditionnement Il permet de filtrer, réguler et

Eventuellement lubrifier l’air

(FRL) comprimé

2 Vérin pneumatique Développement d’une force

à double effet

3 Limiteur de débit l Réglage du débit d'air

Monodirectionnel

4 Distributeur 3/2 Distribution du fluide

5 Distributeur 5 /2 Distribution du fluide

6 Silencieux Atténuation les bruits

d’échappement

7 Source d’énergie Assure la production d’aire

Comprimer

41

Etude du dispositif de commande

I. Introduction :

Pour ce chapitre on va décrire les principaux éléments électriques et les capteurs utilisés dans le système et on va détailler tous.

II. GRAFCET :

II.1. Description technique :

Notre système est formé par : - Un convoyeur d’entrée commandé par un moteur électrique M1.- Un convoyeur intermédiaire commandé par un moteur électrique M2. - Un convoyeur de sortie command » par un moteur électrique M3.- Un four électrique dont le convoyeur est lié ou convoyeur de sortie, tous les deux sont

commandés par le moteur électrique M3.On suppose que le moteur M3 du convoyeur de sortie toujours alimenté dans le cycle de fonctionnement.

- Une soudeuse basée sur une résistance électrique actionnée par des vérins qui sont commandé par un capteur C1, un capteur C2 et un temporisateur.(C1 pour l’avance des vérins et C2 pour l’arrêt de l’avance et pour le début de temporisation)Temporisateur fin de soudage et recule des vérins.

- Le capteur C4 arrête le moteur si le produit est totalement introduit dans le four.

II.2. Description fonctionnel :

L’appui sur le bouton « m » (marche) provoque la mise en marche du moteur M pour faire avancé le produit a l’aide du convoyeur d’entrée dans le sens avant jusqu'à l’action d’un capteur « c » cette action met en marche le moteur M2 pour terminer l’avance du produit jusqu'à la fin de l’action du capteur C1 qui va arrêter les moteurs M1 et M2 puis sortir les vérins V1 et V2 en même temps jusqu’a l’action du capteur C2 cette action arrête l’avance des deux vérins et démarre le temporisateur pour chouffé la résistance qui va coupée et soudée le film plastique et a la fin de la temporisation les deux vérins recule jusqu’a l’action du capteur C3 cette action alimente le moteur M2 pour avancer le produit a l’aide de la convoyeur intermédiaire jusqu’a l’action passant par le capteur C4 et a la fin de l’action de ce capteur le moteur M2 s’arrête et le produit entre au four .


42

II.3. GRAFCET point de vue système

Produit en entrée, fardeleuse et four prête

Déplacement d atteint

Vérin de soudure sortie

Temps t1 atteint

Vérin de soudures rentrées

Déplacement B atteint

Temps t2 atteint

Déplacement C atteint


1

2

3

4

5

6

7

8

Avancer le produit d’un déplacement d

Sortir vérin de soudure

Chauffer la résistance de soudure

Rentrer vérin de soudure

Avancer le produit d’un déplacement B

Attendre dans le four

Avancer le produit d’un déplacement C

43

II.4. Choix des éléments de la partie opérative

Fonctions Actionneurs Pré-actionneurs Capteurs

Avancer le produit a l’entrée

Moteur électrique asynchrone triphasé M1

Contacteur KM1 C1 ; C5 : capteur détecte le produit a l’entré de chaque convoyeur

Emballée le produit Vérins pneumatique à double effet V1 et V2

Distributeurs

( 14 M1 ;12M1)

(14M2 ; 12M2)

C2 ; C3

Avance produit jusqu’a le four

Moteur électrique asynchrone triphasé M2

Contacteur KM2 C4 : capteur détecte le produit a l’entrée du four

II.5. Schéma fonctionnel :


44

I.6. GRAFCET Partie opérative :

m. C5

&1

C1

C1

C2

t / 2s/X4

C3

C4


0

1

2

3

4

5

6

KM1

KM2

14M1 14M2

T

12M1 12M2

KM2

KM2

45

III. Choix des éléments électriques :

Désignation Fonction Symbole normalisé

Interrupteur sectionneur 2A Protection contre les

courts-circuits

Relais thermique Plage de réglage 1.6 à 2.5A

Protection contre les surcharges

Transformateur230-400V/ 2x24Vac 160Va

Conversion Electrique/électrique

Contacteur auxiliaire Commutation

Coup de poing Ø40 Arrêt en cas d’urgence

Bouton poussoir affleurant 1Nc

Rouge métallique Ø 20

Organes de commande

Bouton poussoir affleurant 1Nc

Vert métallique Ø 20

Organes de commande


46

Fin de course à contact NC détection des positions

capteur photoélectrique Détection à faible distance d’un objet

Quelconque

IV.Schéma électrique :


47


48


49


50


51

Schéma III : démarrage direct 1 sens de rotation pour moteur asynchrone triphasé.

V. Nomenclature (liste) du matériel

Repère Désignation Référence Qté

Q1Interrupteur sectionneur 2A

Type VARIO Ø22.5mm(montage sur Porte)

VCD0 1

Q2Sectionneur tripolaire 25A

+ cartouche cylindrique 16A aM 10x38

LS1D323+ DF2

13

Q3 Disjoncteur Bipolaire 1A GB2 1

Q4 Disjoncteur Unipolaire + neutre 3A GB2 1

KM1Contacteur moteur

tripolaire + 1 NO 24VacLC1D 1

F1Relais thermique

Plage de réglage 1.6 à 2.5ALRD07 1

T1Transformateur

230-400V/ 2x24Vac 160VaABL 1

KA1Contacteur auxiliaire2Nc +2 No 24Vac

+ bloc additif (2Nc + 2No)

CAD 11

S2Bouton poussoir affleurant 1Nc

Rouge métallique Ø 20XB4 1


Noir métallique Ø 20XB4 1


Rouge métallique Ø 20XB4 1


Vert métallique Ø 20XB4 1

B1Détecteur photoélectrique Reflex

+ réflecteur(2 fils 24-240Vac/dc - Portée 2 m M12x82)

1

Conducteur 0.75 mm² Rouge pour le 24V H05 VK 0.75

Conducteur 0.75 mm² Blanc pour le 0V H05 VK 0.75

Conducteur 1 mm² Noir pour la puissance H07 VK 0.75

Conducteur 1 mm² Vert/Jaune pour le Pe H07 VK 0.75

Coffret Métallique 800 x 600 x 300avec platine perforée

ACMGP863 1

Goulotte bleue 30 x 35 mm+ couvercle Lg : 1,420m

Profilé Symétrique 35x15 AM1DE200 Lg : 0.8m

Ecrou pour fixation sur platine perforée M5+ Vis M5 lg : 10mm

AF1+ AF1 14


52

VI. Choix des capteursPour choisir correctement un capteur, il faudra définir tout d'abord :

le type événement à détecter.

la nature d’événement.

La grandeur de l'événement.

l'environnement de l'événement.

En fonction de ces paramètres on pourra effectuer un ou plusieurs choix pour un type de

détection. D'autres éléments peuvent permettre de cibler précisément le capteur à utiliser :

ses performances,

son encombrement,

sa fiabilité (MTBF)

la nature du signal délivré par le capteur (électrique, pneumatique)

Son prix...On pourra faire le choix de nos capteurs en se référant au diagramme (Annexe A[10]).

Les détecteurs de position mécanique

Les capteurs mécaniques de position, appelés aussi interrupteurs de position, sont surtout employés dans les systèmes automatisés pour assurer la fonction de détection des positions. On parle aussi de

détecteurs de présence.Ils sont réalisés à base de microcontacts placés dans un corps de protection et muni d'un système de commande ou tête de commande.

Avantage :

sécurité de fonctionnement élevée : fiabilité des contacts

bonne fidélité sur les points d'enclenchement (jusqu'à 0,01 mm)

séparation galvanique des circuits


53

bonne aptitude à commuter les courants faibles, combinée à une grande

endurance électrique

tension d'emploi élevée

mise en œuvre simple, fonctionnement visualisé

grande résistance aux ambiances industrielles

Utilisations :

Les plus significatives se rencontrent dans la mécanique et la machine-outil (usinage,

manutention, levage), dans l'agro-alimentaire et la chimie (conditionnement, emballage), sur

des types d'applications relevant de :

la détection de pièces machines (cames, butées, pignons)

la détection de balancelles, chariots, wagons

la détection directe d'objets

Les détecteurs de proximité inductifs

Ce type de capteur est réservé à la détection sans contact d'objets métalliques. L'objet est donc

à proximité du capteur mais pas en contact contrairement à un détecteur de position.

Avantages

pas de contact physique avec l'objet détecté : possibilité de détecter des objets fragiles,

fraîchement peints

pas d'usure, durée de vie indépendante du nombre de manœuvres

détecteur statique, pas de pièces en mouvement

produit entièrement encapsulé dans la résine (étanche)

très bonne tenue à l'environnement industriel (atmosphère polluante)

Utilisations

Machine-outil, robotique, chimie fine, agro-alimentaire, domaines d'applications de l'usinage,

manutention, assemblage, convoyage.


54

Les détecteurs de proximité capacitifs

Les détecteurs capacitifs présentent l'avantage de pouvoir détecter à courte distance la présence

de tous types d'objets. L'objet est donc à proximité du capteur mais pas en contact

contrairement à un détecteur de position.

Avantages


fraîchement peints


détecteur statique, pas de pièces en mouvement


très bonne tenue à l'environnement industriel (atmosphère polluante)

Utilisations

contrôle de remplissage de liquides dans des flacons ou des cuves

détection de la présence de matériaux pulvérulents dans des trémies

Les domaines d'utilisation les plus significatifs se rencontrent dans l'agro-alirnentaire, la chimie,

la transformation des matières plastiques, le bois, les matériaux de construction.

Les détecteurs de proximité photo électriques

Un détecteur photoélectrique réalise la détection d'une cible, qui peut être un objet ou une

personne, au moyen d'un faisceau lumineux. Les détecteurs photoélectriques se composent

essentiellement d'un émetteur de lumière associé à un récepteur photosensible.

La détection est effective quand l'objet pénètre dans le faisceau lumineux et modifie

suffisamment la quantité de lumière reçue par le récepteur pour provoquer un changement

d'état de la sortie.

Elle est réalisée selon deux procédés :

blocage du faisceau par la cible


55

renvoi du faisceau sur le récepteur par la cible

Avantages

pas de contact physique avec l'objet détecté détection d'objets de toutes formes et de matériaux de toutes natures

détection à très grande distance sortie statique pour la rapidité de réponse ou sortie à relais pour la

commutation de charges jusqu'à 2 A

Généralement en lumière infrarouge invisible, indépendante des conditions

d'environnement

Utilisations

détection d'objets et de produits dans la manutention et le convoyage

détection de pièces dans les secteurs de la robotique

détection de personnes, de véhicules ou d'animaux dans les secteurs des

ascenseurs et du bâtiment en général

Les interrupteurs à lame souple

Un interrupteur à lame souple (I.L.S.) est constitué d'un boîtier à l'intérieur duquel est placé un

contact électrique métallique souple sensible aux champs magnétiques. Lorsque le champ est

dirigé vers la face sensible du capteur le contact se ferme.

Avantages


fraîchement peints



encombrement réduit

Utilisations

détection de fermeture de portes ou fenêtres (domotique)


56

détection de la position d'un vérin sur les systèmes automatisés

Quand à notre cas, on va utiliser des capteurs pour les finalités suivantes :

détection de présence du tube dans le magasin

détection de présence du tube sur le convoyeur

détection du tube au dessous de la scie

détection du tube au niveau de la buté

détection de la fin de course des différents vérins


57

Représentation de la solution retenue :

Cette partie est très importante, la conception de la machine est établie en utilisant solide Works 2012 comme logiciel de conception.

FARDELEUSE


58

Conclusion

Dans ce travail, s’intègre dans le cadre du Projet de Fin d’Etudes, nous avons conçu une machine d’emballage des pare-brises pour réduire le nombre des pare brises en attende au niveau de la phase d’emballage a fin d’augmentée la productivité de la chaine et remplacée la procédure d’emballage manuel.

Nous signalons qu’au cours de ce projet vous trouver une présentation de la société ainsi que les besoins qu’elles veulent s’elle satisfaire, le développement de quelques solutions technique dont une retenue.

Pour cette solution préconisée nous avons définit et dimensionné les sous-ensembles de système de transport pare-brise ainsi le système pneumatique approprié. Nous avons fait l’étude de toutes les pièces mécaniques dont la documentation technique complète a été faite et jointe à ce rapport.

Ce projet, était pour nous une grande opportunité pour développer les connaissances qu’on a eu durant notre parcours universitaire et il nous a permit d’exploitée les savoirs qu’on a eu au service de l’industrie.

Enfin, nous souhaitons que ce projet tendre à ce rapprocher le domaine de la recherche et de le diriger d’avantage vers l’industrie en l’appliquant dans les problèmes réels existant ce type de projet met en évidence la complémentarité qui existe entre ces deux domaines et qui est très bénéfique pour les deux parties.


59

Bibliographie

Revues :

[1] CHEVALIER : Guide du dessinateur industriel (Hachette Technique, Edition 2003/2004)

[2] CHEVALIER : Guide en calcul mécanique (Hachette Technique, Edition 2003/2004)

[3] CHEVALIER : Guide des Sciences et Technologies Industriel

[4] www.festo.com

[5] www.benzlers.com

[6] Logiciel de conception mécanique Solid Works 2012


http://www.benzlers.com/

http://www.festo.com/

Documents

Rapport Final