pneumatique initiation - festo...intranet ou internet ou sur plateformes lms et bases de données...
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Livre d‘exercicesTP 101
Avec CD-ROM
Festo Didactic
542507 fr
PneumatiqueInitiation
1
2
3
24
2
31
1 1
2 2
2
31
2
31
2
11
-MM1
-QM1
-RZ1 -RZ2
-PG1 -PG2
-KH1
-SJ1
-BG1
-BG1 -SJ2
15 3
14 12
Référence : 542507
Situation : 04/2016
Auteurs : Wolfgang Haring, Michel Metzger, Ralph-Christoph Weber
Rédaction : Frank Ebel
Graphisme : Doris Schwarzenberger
Mise en page : 06/2016, Frank Ebel
© Festo Didactic SE, Rechbergstraße 3, 73770 Denkendorf, Allemagne, 2016
Tous droits réservés.
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continue du personnel de son site, à condition d'en mentionner la source, et à les dupliquer pour la
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englobe l'utilisation durant les cours par les élèves, stagiaires et étudiants du site.
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transmission, enregistrement et traitement sur systèmes électroniques, partiel ou total, nécessite
l'accord préalable de Festo Didactic.
Nota
Les termes enseignant, étudiant, etc. employés dans le présent manuel de travaux pratiques
désignent aussi, bien entendu, les enseignantes, étudiantes, etc. L'emploi d'un seul genre ne
saurait constituer une discrimination sexuelle, mais a simplement pour but de faciliter la lecture et
la compréhension de ce qui est dit.
© Festo Didactic 542507 III
Table des matières Usage normal ______________________________________________________________________________ V Avant-propos _____________________________________________________________________________ VI Introduction ______________________________________________________________________________ IX Instructions et consignes de sécurité __________________________________________________________ X Ensemble de formation (TP 100) ____________________________________________________________ XIII Objectifs pédagogiques du niveau Initiation (TP101) ____________________________________________ XIV Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques ________________________________ XV Jeu d’équipement du niveau Initiation (TP101) _________________________________________________ XVII Correspondance entre composants et travaux pratiques __________________________________________ XX Notes à l'intention de l'enseignant ou du formateur _____________________________________________ XXI Structure des travaux pratiques _____________________________________________________________ XXII Désignation de référence des matériels ______________________________________________________ XXIII Contenu du CD-ROM ______________________________________________________________________ XXIII
Travaux pratiques et corrigés
TP 1 : Pressurage de fromages ________________________________________________________________ 3
TP 2 : Frein de rotation par inertie d'un arbre d'entraînement _____________________________________ 11
TP 3 : Bridage de planches sur un dispositif de sciage ___________________________________________ 17
TP 4 : Chargement de paquets _______________________________________________________________ 23
TP 5 : Arrêt de bouteilles de lait ______________________________________________________________ 33
TP 6 : Ouverture et fermeture d’une vanne de tuyauterie _________________________________________ 39
TP 7 : Isolement par fermeture rapide _________________________________________________________ 47
TP 8 : Actionnement d’un dispositif d’isolement ________________________________________________ 53
TP 9 : Extension de la commande de pressurage de fromages _____________________________________ 61
TP 10 : Bridage d’une pièce _________________________________________________________________ 69
TP 11 : Chargement de caisses-palettes grillagées ______________________________________________ 77
TP 12 : Commande d’une porte coulissante ____________________________________________________ 83
TP 13 : Amenage de panneaux de bois ________________________________________________________ 91
TP 14: Compactage de boîtes de boisson ______________________________________________________ 97
TP 15 : Estampage de corps de distributeur ___________________________________________________ 105
TP 16 : Montage d’étriers de verrouillage _____________________________________________________ 113
TP 17 : Étiquetage de seaux de peinture ______________________________________________________ 121
TP 18 : Nettoyage de pièces ________________________________________________________________ 129
TP 19 : Enchâssement de plaques signalétiques _______________________________________________ 137
Table des matières
IV © Festo Didactic 542507
Travaux pratiques et fiches de travail
TP 1 : Pressurage de fromages ________________________________________________________________ 3
TP 2 : Frein de rotation par inertie d'un arbre d'entraînement _____________________________________ 11
TP 3 : Bridage de planches sur un dispositif de sciage ___________________________________________ 17
TP 4 : Chargement de paquets _______________________________________________________________ 23
TP 5 : Arrêt de bouteilles de lait ______________________________________________________________ 33
TP 6 : Ouverture et fermeture d’une vanne de tuyauterie _________________________________________ 39
TP 7 : Isolement par fermeture rapide _________________________________________________________ 47
TP 8 : Actionnement d’un dispositif d’isolement ________________________________________________ 53
TP 9 : Extension de la commande de pressurage de fromages _____________________________________ 61
TP 10 : Bridage d’une pièce _________________________________________________________________ 69
TP 11 : Chargement de caisses-palettes grillagées ______________________________________________ 77
TP 12 : Commande d’une porte coulissante ____________________________________________________ 83
TP 13 : Amenage de panneaux de bois ________________________________________________________ 91
TP 14: Compactage de boîtes de boisson ______________________________________________________ 97
TP 15 : Estampage de corps de distributeur ___________________________________________________ 105
TP 16 : Montage d’étriers de verrouillage _____________________________________________________ 113
TP 17 : Étiquetage de seaux de peinture ______________________________________________________ 121
TP 18 : Nettoyage de pièces ________________________________________________________________ 129
TP 19 : Enchâssement de plaques signalétiques _______________________________________________ 137
© Festo Didactic 542507 V
Usage normal
L'ensemble de formation « Pneumatique, Initiation » ne doit s'utiliser que :
• pour un usage normal, c'est-à-dire dans le cadre de l'enseignement et de la formation, et
• en parfait état sur le plan de la sécurité.
Les composants de l'ensemble de formation sont construits conformément à l’état de l’art et aux règles
techniques reconnues en matière de sécurité. Une utilisation non conforme peut néanmoins mettre en
danger la vie ou la santé de l’utilisateur ou de tiers ainsi qu'affecter l’intégrité des composants.
Le système de formation de Festo Didactic est exclusivement destiné à la formation initiale et continue dans
le domaine de l’automatisation et de la technique. Il incombe à l’établissement de formation et/ou aux
formateurs de faire respecter par les étudiants les consignes de sécurité décrites dans le présent manuel de
travaux pratiques.
Festo Didactic décline par conséquent toute responsabilité pour les dommages causés aux étudiants, à
l’établissement de formation et/ou à des tiers du fait de l'utilisation de ce jeu d’équipement en dehors du
contexte d’une pure formation, à moins que ces dommages ne soient imputables à une faute intentionnelle
ou à une négligence grossière de Festo Didactic.
VI © Festo Didactic 542507
Avant-propos
Le système de formation « Automatisation et Technique » de Festo Didactic part de différents niveaux
d’accès à la formation et objectifs professionnels. C’est dans cette optique qu'est structuré le système de
formation :
• ensembles de formation axés sur les technologies
• mécatronique et automatisation industrielle
• automatisation de process et régulation ;
• robotique mobile
• usines-écoles hybrides.
Le système de formation « Automatisation et Technique » fait régulièrement l’objet de mises à jour et
extensions au fil des évolutions enregistrées dans le domaine de la formation et des techniques.
Les ensembles de formation technologique se penchent sur les technologies suivantes : pneumatique,
électropneumatique, régulation pneumatique, hydraulique, électrohydraulique, hydraulique
proportionnelle, régulation hydraulique, hydraulique mobile, automates programmables, capteurs,
électrotechnique, électronique et actionneurs électriques.
La structure modulaire du système de formation permet de réaliser des applications allant au-delà des
limites des différents ensembles. Par exemple, il est possible de commander par automate programmable
des actionneurs pneumatiques, hydrauliques et/ou électriques.
© Festo Didactic 542507 VII
Tous les ensembles de formation se composent des éléments suivants :
• Matériel
• Médias
• Séminaires
Matériel
Le matériel des ensembles de formation est constitué de composants industriels et systèmes adaptés à une
approche didactique. Le choix et l'exécution des composants faisant partie des ensembles de formation
sont spécialement adaptés aux projets des médias d'accompagnement.
Médias
Les médias dédiés aux différents domaines de spécialité sont de deux types : didacticiels et logiciels. Les
supports didactiques, axés sur la pratique, comprennent :
• manuels de cours et manuels d'enseignement (ouvrages standard d'enseignement de connaissances
fondamentales)
• manuels de travaux pratiques (avec explications complémentaires et corrigés types)
• lexiques, manuels, ouvrages spécialisés (donnant des informations plus détaillées sur des thèmes à
approfondir)
• jeux de transparents et vidéos (permettant d'illustrer et de rendre plus vivant l'enseignement)
• posters (pour la présentation claire de sujets plus complexes)
Dans le domaine du logiciel, des programmes sont disponibles pour les applications suivantes :
• didacticiels (présentation pédagogique et multimédia de contenus de formation) ;
• logiciels de simulation
• logiciels de visualisation
• logiciels de mesure
• logiciels de conception et de configuration
• logiciels de programmation d'automates programmables industriels
Les médias destinés aux formateurs et aux étudiants sont disponibles en plusieurs langues. Ils sont conçus
pour l’enseignement, mais se prêtent aussi à l’autoformation.
Types de licence des manuels de TP
Nous vous proposons pour les manuels de TP les trois types de licences suivants :
• Licence HomeUse
Pour utilisateurs privés. Vous commandez le manuel de TP en ligne sous forme de document PDF.
Toutes les pages du manuels de TP sont munies d'un filigrane. Vous pouvez enregistrer, imprimer et
éditer le document PDF sur votre PC. Le CD-ROM multimédia n'est pas compris dans la fourniture.
• Licence Campus
La licence standard pour une utilisation commerciale. Vous commandez une version imprimée du
manuel de TP avec CD-ROM multimédia dans la langue que vous souhaitez. Les fichiers enregistrés sur
le CD-ROM multimédia peuvent être enregistrés, imprimés et édités sur votre PC.
VIII © Festo Didactic 542507
• Licence Enterprise
Pour les grandes entreprises et les organismes de formation répartis sur plusieurs sites. Vous
commandez soit
– une version imprimée du manuel de TP dans la langue que vous souhaitez avec un
CD-ROM multimédia à contenus multilingues
soit
– un CD-ROM multimédia à contenus multilingues.
Les fichiers enregistrés sur le CD-ROM multimédia peuvent être enregistrés,
imprimés et édités sur votre PC.
Nota
Les droits d'utilisation intégraux sont fonction des dispositions stipulées dans les mentions légales
du manuel de travaux pratiques acquis.
Vos conseils et suggestions d'amélioration de ce manuel de travaux pratiques sont les bienvenus.
N'hésitez pas à nous en faire part par courriel à : [email protected].
Les auteurs et Festo Didactic vous en remercient d'avance.
Séminaires
Un large éventail de séminaires consacrés aux contenus des ensembles de formation complète l’offre de
formation initiale et continue.
© Festo Didactic 542507 IX
Introduction
Le présent manuel de travaux pratiques fait partie du système de formation « Automatisation et technique »
de la société Festo Didactic. Ce système constitue une solide base de formation initiale et continue axée sur
la pratique. L’ensemble de formation TP 100 est exclusivement consacré aux commandes pneumatiques.
Le niveau Initiation TP101 convient à la formation de base aux commandes pneumatiques. Il dispense des
connaissances sur les bases physiques de la pneumatique ainsi que sur le fonctionnement et l’utilisation de
composants pneumatiques. Le jeu d’équipement permet de réaliser des commandes pneumatiques
simples.
Le niveau Perfectionnement TP102 est axé sur l’approfondissement des connaissances en commande
pneumatique. Le jeu d’équipement permettent de réaliser des circuits combinatoires complexes associant
signaux d’entrée/sortie ainsi que des commandes constituées de modules de séquenceur.
La configuration technique requise pour réaliser les commandes est la suivante :
• un poste de travail Learnline ou Learntop-S équipé d'une plaque profilée Festo Didactic ; la plaque
profilée comporte 14 rainures en T parallèles espacées de 50 mm ;
• Un compresseur mobile insonorisé (230 V, 800 kPa = 8 bar maximum) pour l'alimentation en air
comprimé.
La pression de service ne doit pas dépasser p = 600 kPa = 6 bar.
Une sécurité de fonctionnement optimale s’obtient en utilisant la commande sans lubrification à une
pression de service de p = 500 kPa = 5 bar.
Le jeu d’équipement du niveau Initiation TP101 permet de réaliser les commandes complètes des 19 travaux
pratiques. Les bases théoriques nécessaires à la compréhension des travaux pratiques du manuel sont
données dans le manuel d'enseignement
• Bases de la pneumatique et de l’électropneumatique
Des fiches techniques des différents composants (vérins, distributeurs, instruments de mesure, etc.) sont en
outre disponibles.
X © Festo Didactic 542507
Instructions et consignes de sécurité
Généralités
• Les étudiants ne doivent travailler sur les montages que sous la surveillance d’une enseignante ou d’un
enseignant.
• N'utilisez le matériel électrique (tels que blocs d'alimentation, compresseurs, groupes hydrauliques,
etc.) que dans des locaux de formation dotés d'un dispositif différentiel résiduel (disjoncteur
différentiel).
• Respectez les indications données dans les fiches techniques des différents composants, en particulier
toutes les consignes de sécurité !
• Veillez à ne pas générer des dysfonctionnements susceptibles d'affecter la sécurité.
• Portez votre équipement de protection individuel (lunettes de protection, chaussures de sécurité)
lorsque vous travaillez sur les montages.
Mécanique
• Coupez l'alimentation en énergie !
– Coupez aussi bien l'alimentation de puissance que l'alimentation de commande
avant de travailler sur le montage.
– N'intervenez sur le montage que s'il est arrêté.
– Sachez que les moteurs ne s'arrêtent pas immédiatement à la coupure de l'alimentation.
• Montez solidement tous les composants sur la plaque profilée.
• Veillez à ce que les capteurs de fin de course ne soient jamais actionnés de face.
• Risque de blessure lors de la recherche d’erreurs !
Utilisez un outil, par exemple un tournevis, pour actionner les capteurs de fin de course.
• Installez les composants de telle sorte qu'ils ne gênent pas l'actionnement d'interrupteurs ni de
dispositifs de sectionnement de l'alimentation.
• Notez les indications concernant l'implantation des composants.
Electrotechnique
• Mettre hors tension !
– Coupez l'alimentation électrique avant de travailler sur le montage.
– Veuillez noter que certains composants peuvent avoir stocké de l'énergie électrique.
Vous trouverez des informations à ce sujet dans les fiches techniques et notices d'utilisation
des composants.
• Utiliser uniquement une très basse tension de sécurité de 24 V DC maximum.
• Branchement et débranchement de connexions électriques
– Ne branchez des connexions électriques qu'en l'absence de tension.
– Ne débranchez des connexions électriques qu'en l'absence de tension.
© Festo Didactic 542507 XI
• N’utilisez pour les connexions électriques que des câbles de liaison dotés de connecteurs de sécurité.
• Posez les câbles de liaison de sorte à éviter les pliures et cisaillements.
• Ne posez pas de câble sur des surfaces chaudes.
– Les surfaces chaudes sont repérées par un symbole de mise en garde adéquat.
• Veillez à ce que les câbles de liaisons ne soient pas en permanence sous traction.
• Pour débrancher les câbles de liaison, tirez sur les connecteurs, pas sur les câbles.
Pneumatique
• Mettre hors pression !
– Coupez l'alimentation pneumatique avant de travailler sur le montage.
– Vérifiez avec des manomètres que le montage est bien hors pression.
– N'oubliez pas que de l'énergie peut être stockée dans des accumulateurs pneumatiques.
Vous trouverez des informations à ce sujet dans les fiches techniques et notices d'utilisation
des composants.
• Ne dépassez pas la pression maximale admissible de 600 kPa (6 bar).
• N’appliquez l’air comprimé qu’après avoir branché et fixé tous les tuyaux.
• Ne débranchez pas de tuyaux sous pression.
• Risque de blessure à la mise sous pression !
Des vérins peuvent se mettre en mouvement intempestivement.
• Risque d’accident par sortie de la tige de vérin !
– Positionnez toujours les vérins pneumatiques de sorte qu'aucun obstacle n'entrave
la course de la tige.
– Faites en sorte que la tige de vérin ne heurte pas des composants fixes du montage.
• Risque d'accident en cas de détachement intempestif de tuyaux !
– Utilisez les tuyaux les plus courts possible.
– En cas de détachement d'un tuyau :
Coupez immédiatement l'alimentation pneumatique.
• Réalisation des montages pneumatiques :
Raccordez les appareils avec le tuyau plastique de 4 mm ou 6 mm de diamètre extérieur. Enfichez le
tuyau jusqu'en butée dans le raccord.
• Avant de procéder au démontage, coupez l’alimentation en air comprimé.
• Démontage des circuits pneumatiques :
Appuyez sur la bague de déverrouillage bleue pour débrancher le tuyau.
XII © Festo Didactic 542507
• Bruit dû à l'échappement de l'air comprimé
– Le bruit produit par l'échappement d'air comprimé peut nuire à l'ouïe. Réduisez le bruit
en utilisant des silencieux ou portez un casque anti-bruit si le bruit est inévitable.
– Équipez tous les orifices d'échappement des jeux d'équipement de silencieux.
Ne retirez pas ces silencieux.
Fixation
Les plaques-supports des appareils sont dotées de la variante de fixation A, B, C ou D :
• Variante A, système à encliquetage
Équipements légers ne supportant pas de charge (tels que distributeurs p. ex.). Enclipsez simplement
les appareils dans la rainure de la plaque profilée. Désolidarisation des appareils par actionnement du
levier bleu.
• Variante B, système à rotation
Équipements pouvant supporter des charges moyennes (p. ex. actionneurs). Ces équipements se fixent
sur la plaque profilée par vis à tête rectangulaire. La fixation ou désolidarisation s’effectue par
l'intermédiaire de l’écrou-poignée.
• Variante C, système à vissage
Pour équipements supportant de lourdes charges ou rarement désolidarisés de la plaque profilée (p. ex.
distributeur de mise en circuit avec filtre-manodétendeur. Les équipements se fixent par vis à tête
cylindrique et écrous en T.
• Variante D, système à enfichage
Équipements légers ne supportant pas de charge (p. ex. dispositif de signalisation). Ils se fixent par
adaptateurs enfichables.
Accessoires requis
Un chronomètre est nécessaire pour évaluer les commandes réalisées. Le chronomètre permet de :
• de régler les limiteurs de débit unidirectionnels de sorte que le temps d'avance et de recul soit
conforme à la consigne,
• de régler les temporisateurs pneumatiques.
© Festo Didactic 542507 XIII
Ensemble de formation (TP 100)
L’ensemble de formation TP 100 se compose de nombreux moyens de formation et de séminaires. Cet
ensemble a exclusivement pour objet les commandes pneumatiques. Certains éléments de l'ensemble de
formation TP 100 peuvent également faire partie d’autres ensembles.
Composants importants du TP 100
• Poste de travail bien stable avec plaque profilée Festo Didactic
• Jeux d’équipement ou composants (p. ex. vérins, distributeurs, compteurs à présélection, modules de
séquenceur, éléments logiques, capteurs de proximité pneumatiques)
• Moyens pédagogiques optionnels (p. ex. voyants, distributeur 5/3, charge en traction/poussée)
• Équipements complets de laboratoire
Médias
Les supports associés à l'ensemble de formation TP 100 comprennent un manuel d'enseignement et des
manuels de travaux pratiques. Le manuel d'enseignement dispense les bases physiques et techniques de la
pneumatique et de l'électropneumatique. Les manuels de travaux pratiques contiennent, pour chacun des
TP, les fiches de TP et fiches de travail, le corrigé de chaque chaque fiche de travail et un CD-ROM. Un jeu de
fiches de TP et fiches de travail est joint à chaque manuel de travaux pratiques.
Des fiches techniques des composants matériels sont fournies avec le jeux d'équipement.
Supports
Manuel d'enseignement Bases de la pneumatique et de l’électropneumatique
Manuels de travaux
pratiques
Pneumatique, Initiation (TP 101)
Pneumatique, Perfectionnement (TP 102)
Supports didactiques
optionnels
Commandes pneumatiques de base – Connaissances pratiques
Logiciel de simulation FluidSIM® Pneumatique
WBT Pneumatique
Jeu de modèles en coupe avec mallette de rangement
Les logiciels disponibles pour l'ensemble de formation TP 100 sont FluidSIM® P et le didacticiel
Pneumatique. FluidSIM® P aide à la préparation de l'enseignement. Il permet de créer et de simuler des
commandes pneumatiques. Le didacticiel Pneumatique dispense les connaissances de base sur les
commandes pneumatiques. Des exemples tirés de la réalité industrielle permettent à l'étudiant d'assimiler
les bases de la pneumatique et de faire connaissance avec les composants d'installations pneumatiques.
Vous trouverez d’autres moyens de formation dans nos catalogues et sur Internet. Le système de formation
« Automatisation et Technique » fait régulièrement l’objet de mises à jour et extensions. Les jeux de
transparents, films, CD-ROM et DVD ainsi que les différents ouvrages sont proposés en plusieurs langues.
XIV © Festo Didactic 542507
Objectifs pédagogiques du niveau Initiation (TP101)
Composants
• Connaître la structure et le fonctionnement d'un vérin à simple effet.
• Connaître la structure et le fonctionnement d’un vérin à double effet.
• Connaître la structure et le fonctionnement d’un distributeur 3/2.
• Connaître la structure et le fonctionnement d’un distributeur 5/2.
• Connaître le fonctionnement d’un distributeur 5/2 à commande pneumatique.
• Connaître la structure et le fonctionnement de capteurs de proximité magnétiques.
• Connaître la structure et le fonctionnement d’une soupape de séquence.
• Connaître la structure et le fonctionnement d'un manodétendeur.
• Connaître la structure et le fonctionnement d'un temporisateur pneumatique
Circuits
• Savoir distinguer et esquisser les modes de commande de distributeurs.
• Savoir expliquer et réaliser une commande directe.
• Savoir analyser et évaluer des circuits.
• Savoir expliquer et réaliser une commande indirecte.
• Connaître la différence entre un capteur et un élément logique.
• Savoir distinguer les modes de limitation de débit et les mettre en oeuvre en fonction des spécifications
• Connaître un type de mémorisation des signaux dans les commandes pneumatiques.
• Savoir expliquer et réaliser des fonctions logiques ET/OU/NEGATION
• Savoir expliquer et réaliser des circuits d'automaintien.
• Connaître une possibilité de détecter les fins de course de vérins.
• Savoir combiner des fonctions logiques.
• Savoir distinguer les distributeurs 5/2, les sélectionner et les mettre en oeuvre en fonction des
spécifications.
• Savoir perfectionner des circuits existants.
• Savoir réaliser des commandes dépendant de la pression.
• Savoir analyser des circuits existants et les optimiser en fonction des spécifications.
• Savoir réaliser des circuits à mouvements oscillants.
• Savoir mettre en oeuvre des temporisateurs pneumatiques en fonction de contraintes définies.
• Savoir réaliser des commandes dépendant du temps.
• Savoir réaliser le GRAFCET d'une séquence opératoire.
• Savoir analyser et réaliser des circuits à deux vérins.
Mesures, réglages et calculs
• Savoir mesurer la pression sur des commandes pneumatiques.
• Savoir régler les vitesses d’avance et de recul de vérins.
© Festo Didactic 542507 XV
Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques
TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Objectifs pédagogiques
Connaître la structure et le
fonctionnement d'un vérin à
simple effet.
• • •
Connaître la structure et le
fonctionnement d’un
distributeur 3/2.
• • •
Savoir distinguer et esquisser
les modes de commande de
distributeurs.
• • •
Savoir expliquer et réaliser une
commande directe. • • • •
Savoir analyser et évaluer des
circuits. • •
Connaître la structure et le
fonctionnement d’un vérin à
double effet.
•
Connaître la structure et le
fonctionnement d’un
distributeur 5/2.
• •
Savoir expliquer et réaliser une
commande indirecte. • •
Connaître la différence entre un
capteur et un élément logique. •
Savoir mesurer la pression sur
des commandes pneumatiques. •
Savoir distinguer les modes de
limitation de débit et les mettre
en oeuvre en fonction des
spécifications
• •
Savoir régler les vitesses
d’avance et de recul de vérins. • •
Connaître un type de
mémorisation des signaux dans
les commandes pneumatiques.
•
XVI © Festo Didactic 542507
TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Objectif pédagogique
Savoir expliquer et réaliser des
fonctions logiques
ET/OU/NEGATION
• • • • •
Savoir expliquer et réaliser des
circuits d'automaintien. •
Connaître une possibilité de
détecter les fins de course de
vérins.
•
Savoir combiner des fonctions
logiques. • •
Connaître la structure et le
fonctionnement de capteurs de
proximité magnétiques.
•
Savoir distinguer les
distributeurs 5/2, les
sélectionner et les mettre en
oeuvre en fonction des
spécifications.
•
Savoir perfectionner des circuits
existants. • •
Connaître la structure et le
fonctionnement d’une soupape
de séquence.
•
Savoir réaliser des commandes
dépendant de la pression. • • • •
Connaître la structure et le
fonctionnement d'un
manodétendeur.
•
Connaître la structure et le
fonctionnement d'un
temporisateur pneumatique
•
Savoir réaliser le GRAFCET d'une
séquence opératoire. •
Savoir réaliser des circuits à
mouvements oscillants. •
Savoir mettre en oeuvre des
temporisateurs pneumatiques
en fonction de contraintes
définies.
•
Savoir analyser et réaliser des
circuits à deux vérins. •
© Festo Didactic 542507 XVII
Jeu d’équipement du niveau Initiation (TP101)
Ce jeu d’équipement est conçu en vue de la formation de base aux commandes pneumatiques. Il contient
tous les éléments nécessaires à l’acquisition des compétences définies par les objectifs pédagogiques fixés
et peut être complété à loisir par d’autres jeux.
La réalisation de commandes opérationnelles exige en outre la plaque profilée, une source d’air comprimé.
Jeu d’équipement du niveau Initiation (TP101) référence 540710
Quantité Désignation Référence
2 Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, normalement fermé 152860
1 Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, normalement ouvert 152861
1 Distributeur 3/2 avec sélecteur, normalement fermé 152863
2 Distributeur 3/2 à commande par galet, normalement fermé 152866
1 Distributeur 3/2, à commande pneumatique unilatérale 576302
1 Distributeur 5/2 avec sélecteur 152862
1 Distributeur 5/2, à commande pneumatique unilatérale 576307
3 Distributeur 5/2, bistable, à commande pneumatique bilatérale 576303
1 Vérin à simple effet 152887
1 Vérin à double effet 152888
2 Capteur de proximité, pneumatique, avec fixation sur vérin 2764815
2 Limiteur de débit unidirectionnel 193967
1 Soupape d'échappement rapide 539772
2 Manomètre 152865
1 Manodétendeur avec manomètre 539756
1 Soupape de séquence 152884
1 Sélecteur de circuit (OU) 539771
2 Sélecteur à deux entrées (ET) 539770
1 Temporisateur pneumatique, normalement fermé 540694
1 Robinet d'arrêt avec filtre-détendeur 540691
1 Bloc de distribution 152896
10 Embout mâle 153251
10 Raccord en T 153128
2 Tuyau en plastique 4 x 0,75, argenté, 10 m 151496
XVIII © Festo Didactic 542507
Symboles du jeu d'équipement
Composant Symbole Composant Symbole
Distributeur 3/2 avec
bouton-poussoir,
normalement fermé
Vérin à simple effet
Distributeur 3/2 avec
bouton-poussoir,
normalement ouvert
Vérin à double effet
Distributeur 3/2 avec
sélecteur
Capteur de proximité
pneumatique
Distributeur 3/2 à
commande par galet,
normalement fermé
Limiteur de débit
unidirectionnel
Distributeur 3/2, à
commande pneumatique
unilatérale
Soupape d'échappement
rapide
Distributeur 5/2 avec
sélecteur
Manomètre
Sélecteur de circuit
Manodétendeur avec
manomètre
Sélecteur à deux entrées
Temporisateur
pneumatique,
normalement fermé
© Festo Didactic 542507 XIX
Composant Symbole
Distributeur 5/2, à commande pneumatique unilatérale
Distributeur 5/2, bistable, à commande pneumatique
bilatérale
Soupape de séquence
Robinet d'arrêt avec filtre-détendeur
Bloc de distribution
XX © Festo Didactic 542507
Correspondance entre composants et travaux pratiques
TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Composant
Vérin, simple effet 1 1 1 1 1
Vérin, double effet 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Limiteur de débit unidirectionnel 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2
Soupape d'échappement rapide 1 1
Manomètre 2 1 2 1
Distributeur 3/2 avec bouton-
poussoir, normalement fermé
1 2 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1 1
Distributeur 3/2 avec bouton-
poussoir, normalement ouvert
1 1
Distributeur 3/2 avec sélecteur,
normalement fermé
1 1 1
Distributeur 3/2 à commande par
galet, normalement fermé
1 1 1 1
Capteur de proximité pneumatique 2 2 2 1 2 2 2 2
Distributeur pneumatique 3/2 1 1
Distributeur pneumatique 3/2,
bistable
1 1
Distributeur 5/2 avec sélecteur 1 1 1
Distributeur pneumatique 5/2 1 1 1 1
Distributeur pneumatique 5/2,
bistable
1 1 1 1 1 1 1 1
Sélecteur de circuit 1 1 1 1 1
Sélecteur à deux entrées 1 2 2 1 1 2 1 2
Soupape de séquence 1 1 1 1
Détendeur avec manomètre 1 2 1 1
Temporisateur pneumatique,
normalement fermé
1 1
Bloc de distribution 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Robinet d'arrêt avec filtre-détendeur 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
© Festo Didactic 542507 XXI
Notes à l'intention de l'enseignant ou du formateur
Objectifs pédagogiques
L’objectif pédagogique général des présents travaux pratiques est d’apprendre à concevoir
systématiquement des schémas ainsi qu’à réaliser pratiquement la commande sur la plaque profilée. Cette
interaction directe entre théorie et pratique est le garant de progrès rapides et durables. Les objectifs
pédagogiques spécifiques sont documentés dans la matrice, Des objectifs pédagogiques plus concrets sont
affectés à chaque travail pratique.
Temps alloué
Le temps nécessaire à la réalisation d’un exercice dépend des connaissances préalables de l’étudiant. Avec
une formation d'ouvrier professionnel du travail des métaux ou de l’électricité : environ 2 semaines. Avec
une formation de technicien ou d'ingénieur : environ 1 semaine
Composants du jeu d'équipement
Le manuel d'enseignement, le manuel de travaux pratiques et le jeu d'équipement sont parfaitement
harmonisés. Pour les 19 TP, vous n’avez besoin que des composants d’un jeu d’équipement TP 101.
Chaque exercice peut être réalisé sur une plaque profilée d'au moins 700 mm de large.
Normes
Le présent manuel de travaux pratiques applique les normes suivantes :
ISO 1219-1 : Technique des fluides, symboles graphiques et schémas de circuits, symboles
EN 81346-2 : Systèmes industriels, installations et appareils, et produits industriels ;
principes de structuration et désignations de référence
Repérage des corrigés
Le texte des corrigés et les compléments donnés dans les graphiques ou diagrammes sont repérés en
rouge.
Repérage dans les fiches de travail
Les textes à compléter sont repérés par des lignes d'écriture ou des cases grisées dans les tableaux.
Les graphiques à compléter sont imprimés sur fond tramé.
Notes à l'intention de l'enseignant
Elles fournissent des informations complémentaires sur les différents composants et les commandes
réalisées. Ces indications ne figurent pas dans les fiches de travail.
XXII © Festo Didactic 542507
Corrigés
Les corrigés indiqués dans le présent manuel de travaux pratiques sont le résultat de mesures effectuées
lors d'essais. Les résultats de vos mesures peuvent différer de ces valeurs.
Champs disciplinaires
La matrice suivante représente la correspondance entre les champs disciplinaires des établissements de
formation professionnelle et le thème de formation « Technique des fluides » pour un certain nombre de
métiers.
Métier Thème
Électronicien/ne en
automatisation
Analyse et adaptation de commandes
Réalisation de systèmes et contrôle de leur sécurité
Mécanicien/nne industriel/lle Installation et mise en service de systèmes de commande
Mécatronicien/nne Étude des flux d'énergie et d'information dans des modules électriques,
pneumatiques et hydrauliques
réalisation de sous-systèmes mécatroniques
Structure des travaux pratiques
Les 19 travaux pratiques ont la même structure méthodologique. Ils se divisent en :
• Titre
• Objectifs pédagogiques
• problème
• Schéma d'implantation
• Conditions accessoires
• Travaux à exécuter
• Aides
• Fiches de travail
Le manuel de travaux pratiques contient le corrigé de chacune des fiches de travail des 19 TP.
© Festo Didactic 542507 XXIII
Désignation de référence des matériels
Les désignations de référence dans les schémas de circuit sont conformes à la norme EN 81346-2:2010-05
Systèmes industriels, installations et appareils, et produits industriels – principes de structuration et
désignations de référence – Partie 2 : Classification des objets et codes pour les classes L'aspect produit
des équipements étant ce qui importe dans ce qui suit, toutes les désignations de référence sont précédées
d'un tiret. Les lettres de code sont attribuées en fonction de l'équipement. Si plusieurs équipements
possèdent la même lettre de code dans un schéma de circuit, ces équipement seront numérotés.
Vérins : -MM1, -MM2, ...
Distributeurs : -QM1, -QM2, -KH1, -KH2, -RM1, -RZ1, …
Capteurs : -BG1, -BG2, -BF1, -BP1, ...
Introduction de signaux : -SF1, -SF2, -SJ1, -SJ2, ...
Accessoires : -AZ1, -AZ2, -XM1, -XM2, -PG1, …
Contenu du CD-ROM
Dans le cas de licences Campus et Enterprise, le manuel de travaux pratiques est fourni accompagné d'un
CD-ROM multimédia. Le manuel de travaux pratiques complet figure sur ce CD-ROM sous forme de fichier
PDF. Le CD-ROM met en outre à votre disposition des médias complémentaires.
Le CD-ROM comporte les dossiers suivants :
• Notices d'utilisation
• Illustrations
• Schémas de circuit FluidSIM®
• Présentations
• Vidéos
Notices d'utilisation
Des notices d’utilisation sont ici disponibles pour différents équipements de l'ensemble de formation. Elles
aident à mettre en service et à utiliser les équipements.
Illustrations
Des photos et graphiques de composants et applications industrielles sont ici fournis. Elles vous permettent
d’illustrer vos propres travaux pratiques. Les présentations de projets peuvent également être complétées
par utilisation de ces illustrations.
Schémas de circuit FluidSIM®
Ce dossier contient les schémas FluidSIM pour tous les travaux pratiques de l’ensemble de formation.
XXIV © Festo Didactic 542507
Présentations
Ce dossier contient des présentations succinctes d'équipements de l'ensemble de formation. Ces
présentations peuvent s’utiliser, par exemple, dans les présentations de projets.
Vidéos
Un certain nombre de vidéos d’applications industrielles complètent les supports fournis avec l’ensemble
de formation. De courtes séquences montrent des applications en environnement réel.
© Festo Didactic 542507 1
Table des matières
Travaux pratiques et corrigés
TP 1 : Pressurage de fromages ________________________________________________________________ 3
TP 2 : Frein de rotation par inertie d'un arbre d'entraînement _____________________________________ 11
TP 3 : Bridage de planches sur un dispositif de sciage ___________________________________________ 17
TP 4 : Chargement de paquets _______________________________________________________________ 23
TP 5 : Arrêt de bouteilles de lait ______________________________________________________________ 33
TP 6 : Ouverture et fermeture d’une vanne de tuyauterie _________________________________________ 39
TP 7 : Isolement par fermeture rapide _________________________________________________________ 47
TP 8 : Actionnement d’un dispositif d’isolement ________________________________________________ 53
TP 9 : Extension de la commande de pressurage de fromages _____________________________________ 61
TP 10 : Bridage d’une pièce _________________________________________________________________ 69
TP 11 : Chargement de caisses-palettes grillagées ______________________________________________ 77
TP 12 : Commande d’une porte coulissante ____________________________________________________ 83
TP 13 : Amenage de panneaux de bois ________________________________________________________ 91
TP 14: Compactage de boîtes de boisson ______________________________________________________ 97
TP 15 : Estampage de corps de distributeur ___________________________________________________ 105
TP 16 : Montage d’étriers de verrouillage _____________________________________________________ 113
TP 17 : Étiquetage de seaux de peinture ______________________________________________________ 121
TP 18 : Nettoyage de pièces ________________________________________________________________ 129
TP 19 : Enchâssement de plaques signalétiques _______________________________________________ 137
Table des matières
2 © Festo Didactic 542507
© Festo Didactic 542507 3
TP 1 : Pressurage de fromages
Objectifs pédagogiques
Lorsque vous aurez fait ce TP,
• vous connaîtrez la structure et le fonctionnement d'un vérin à simple effet.
• vous saurez calculer la force du piston d'un vérin à simple effet.
• vous connaîtrez la structure et le fonctionnement d’un distributeur 3/2, normalement fermé.
• vous saurez distinguer et esquisser les modes de commande de distributeurs.
• vous saurez expliquer et réaliser une commande directe.
Énoncé du problème
Lors de la fabrication du fromage, des vérins pneumatiques sont utilisés pour le pressurage des fromages
dans leur moule. Concevez une commande capable de réaliser cette opération.
Schéma d'implantation
Fabrication de fromage – Dispositif de pressurage
TP 1 : Pressurage de fromages
4 © Festo Didactic 542507
Description du processus
1. Les fromages sont déposés manuellement dans le dispositif.
2. L’actionnement d’un bouton-poussoir déclenche la sortie de la tige de piston du vérin qui presse le
couvercle sur le moule.
3. Le bouton-poussoir est maintenu enfoncé jusqu’à ce que l’opération de pressurage soit achevée.
4. Lorsque le bouton-poussoir est relâché, la tige de piston du vérin rentre et dégage le couvercle du
moule.
5. Le fromage peut être démoulé.
Conditions accessoires
• Utilisez un vérin à simple effet.
• Réalisez la commande pneumatique du vérin au moyen d’un distributeur à commande manuelle.
Travaux à exécuter
1. Décrivez la structure et le fonctionnement d’un vérin à simple effet.
2. Calculez la force du piston d'un vérin à simple effet.
3. Décrivez le fonctionnement d’un distributeur 3/2, normalement fermé.
4. Complétez le schéma de circuit pneumatique du dispositif de pressurage.
5. Établissez une nomenclature des composants.
6. Réalisez la commande.
7. Contrôlez le montage de la commande.
8. Décrivez le cycle de la commande.
Ressources
• Manuels de cours, mémentos
• Manuel d'enseignement Bases de la pneumatique et de l’électropneumatique
• Fiches techniques des composants
• Logiciel de conception et de simulation FluidSIM® P
• WBT Pneumatique
Consignes de sécurité
• Limitez la pression sur le filtre-détendeur (unité de conditionnement)
à 350 kPa (3,5 bar) max. pour ce TP.
• En cas de détachement d'un tuyau :
Coupez immédiatement l'alimentation pneumatique.
TP 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic 542507 5
1. Structure et mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet
Vérin à simple effet – Symbole et dessin en coupe
a) Comparez le symbole représenté à la représentation schématique d’un vérin à simple effet. Y a-t-il
concordance ?
Les deux représentations concordent. Le symbole représente un vérin à simple effet. Au repos, la tige
de piston est rentrée par le ressort de rappel. Un aimant permanent est monté sur la tige de piston
pour la détection de position.
b) Affectez à chaque composant le repère correspondant du dessin ci-dessus.
Composant Désignation
4 Corps du vérin
1 Culasse arrière
8 Culasse avant
6 Tige du piston
10 Piston
3 Anneau magnétique
11 Joint du piston
9 Ressort de rappel
2 Raccord d'air comprimé
7 Douille de guidage (coussinet)
5 Orifice d’échappement
TP 1 : Pressurage de fromages
6 © Festo Didactic 542507
c) Décrivez la structure et le fonctionnement d’un vérin à simple effet.
L’air comprimé s’écoule dans la chambre du piston du vérin. La pression qui s’y établit génère une
force agissant à la surface du piston. Lorsque cette force surmonte l’adhérence, le piston se déplace
vers l’avant. La pression dans le vérin atteint la pression de service uniquement lorsque le piston est
bloqué en fin de course avant.
Dès que cette pression chute, le ressort de rappel incorporé au vérin ramène le piston en position
initiale. La force du ressort ne suffit pas pour déplacer des charges lourdes fixées à la tige de piston.
Les vérins à simple effet ne fournissent donc un travail que dans un sens.
2. Calcul de la force du piston d'un vérin à simple effet
Information
La force de piston théorique se calcule selon la formule suivante :
Fth = A ( p
Fth force de piston théorique (N) A surface de piston utile (m2)
2
( )4
D ⋅ π
p pression de service (Pa) D diamètre du vérin (m)
En pratique, c’est la force effective du piston Feff qui importe. Dans votre calcul, vous devez donc
tenir compte de la résistance due au frottement. Dans des conditions de fonctionnement normales
(plage de pression de 400 à 800 kPa (4 à 8 bar)), on peut admettre que la force de frottement (FR)
représente environ 10% de la force de piston théorique.
La force de piston effective se calcule selon la formule suivante :
Feff = A ( p – (FR + FF)
Feff force de piston effective (N) FR force frottement (env. 10% de Fth) (N)
FF force du ressort de rappel (N)
TP 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic 542507 7
– Calculez la force de piston effective à l’avance du vérin utilisé pour une pression de service
de 600 kPa (6 bar).
Calcul de la surface et de la force de piston
(diamètre de vérin en m,
pression de service en Pa)
Calcul de la surface et de la force de piston
(diamètre de vérin en cm,
pression de service en bar)
A = 20,02 3,14
( )4⋅
= 0,000314 m2
Feff = 0,9 ⋅ A ⋅ p – FF
Feff = 0,9 ⋅ 0,000314 m2 ⋅ 600 000 Pa – 13,6 N
Feff = 169,56 N – 13,6 N = 155,96 N
A = 22 3,14
( )4⋅
= 3,14 cm2
Feff = 0,9 ⋅ A ⋅ p – FF
Feff = 0,9 ⋅ 3,14 cm2 ⋅ 60 2
N
cm – 13,6 N
Feff = 169,56 N – 13,6 N = 155,96 N
Nota
Vous trouverez les données requises dans la fiche technique du vérin.
Note à l'intention de l'enseignant
Le vérin utilisé possède un piston de 20 mm de diamètre et la force du ressort de rappel
est de 13,6 N.
3. Fonctionnement d’un distributeur 3/2, normalement fermé.
a) Complétez le symbole d’un distributeur 3/2, à commande manuelle, à rappel par ressort, normalement
fermé.
Distributeur 3/2, à commande manuelle, à rappel par ressort, normalement fermé – Symbole et dessin en coupe
TP 1 : Pressurage de fromages
8 © Festo Didactic 542507
b) Décrivez le fonctionnement du distributeur 3/2.
Distributeur 3/2 signifie 3 orifices et 2 positions de commutation. Il est représenté en position de
repos.
Normalement fermé signifie que l'air comprimé ne s'écoule pas à travers le distributeur. Lorsque le
bouton-poussoir est actionné, le distributeur 3/2 libère le passage du flux d'air. La chambre du piston
d'un vérin raccordé est mise sous pression et la tige de piston sort.
4. Compléter le schéma de circuit pneumatique
– Complétez le schéma de circuit pneumatique du dispositif de pressurage. Complétez les symboles
incomplets. Repérez les composants et ajoutez les désignations d'orifice manquantes.
TP 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic 542507 9
5. Établissement de la nomenclature des composants
– Établissez la nomenclature des composants. Notez les quantités, repères et désignations des
composants nécessaires dans le tableau ci-dessous.
Quantité Désignation Désignation
1 -MM1 Vérin, simple effet
1 -SJ1 Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, normalement fermé
1 -XM1 Bloc de distribution
1 -AZ1 Robinet d'arrêt avec filtre-détendeur
1 — Source d’air comprimé
6. Réalisation de la commande
Tenez compte, lors de la réalisation de la commande, des points suivants :
• Utilisez le schéma de circuit.
• Désignez les composants.
• Posez des tuyaux d'air comprimé aussi courts que possible.
• Enfoncez les tuyaux jusqu'en butée dans le raccord.
• Repérez les tuyaux raccordés dans le schéma de circuit.
7. Contrôle du montage de la commande
Tenez compte, lors de la mise en service de la commande, des points suivants :
• Contrôlez tous les raccords de la tuyauterie.
• Pour le premier essai, réduisez la pression sur le filtre-détendeur à 350 kPa (3,5 bar).
• Ouvrez l'alimentation en air comprimé sur le groupe d'appareils de conditionnement.
• Contrôlez le fonctionnement de la commande.
• Augmentez la pression à la valeur spécifiée dans l'énoncé du problème.
• Laissez la commande exécuter plusieurs fois un cycle complet.
TP 1 : Pressurage de fromages
10 © Festo Didactic 542507
Risque de blessure à la mise en circuit de l'air comprimé !
Des vérins peuvent se mettre en mouvement intempestivement.
Risque de blessure par des tuyaux d'air comprimé qui se détachent !
Si des tuyaux d'air comprimé se détachent : coupez immédiatement l'alimentation pneumatique.
8. Description du cycle de la commande
– Décrivez les différentes étapes du cycle de commande.
Position initiale
En position initiale, le distributeur 3/2 -SJ1 est fermé. La tige de piston du vérin -MM1 est rentrée.
Étapes 1-2
Lorsque le bouton-poussoir du distributeur 3/2 -SJ1 est enfoncé, l’air comprimé s’écoule dans la
chambre de piston du vérin -MM1 et fait sortir la tige de piston.
Étapes 2-3
Dès que le bouton-poussoir est relâché, le distributeur 3/2 -SJ1 est mis à l'échappement et la tige de
piston du vérin -MM1 retourne en position initiale sous l'action du ressort de rappel.
© Festo Didactic 542507 1
Table des matières
Travaux pratiques et fiches de travail
TP 1 : Pressurage de fromages ________________________________________________________________ 3
TP 2 : Frein de rotation par inertie d'un arbre d'entraînement _____________________________________ 11
TP 3 : Bridage de planches sur un dispositif de sciage ___________________________________________ 17
TP 4 : Chargement de paquets _______________________________________________________________ 23
TP 5 : Arrêt de bouteilles de lait ______________________________________________________________ 33
TP 6 : Ouverture et fermeture d’une vanne de tuyauterie _________________________________________ 39
TP 7 : Isolement par fermeture rapide _________________________________________________________ 47
TP 8 : Actionnement d’un dispositif d’isolement ________________________________________________ 53
TP 9 : Extension de la commande de pressurage de fromages _____________________________________ 61
TP 10 : Bridage d’une pièce _________________________________________________________________ 69
TP 11 : Chargement de caisses-palettes grillagées ______________________________________________ 77
TP 12 : Commande d’une porte coulissante ____________________________________________________ 83
TP 13 : Amenage de panneaux de bois ________________________________________________________ 91
TP 14: Compactage de boîtes de boisson ______________________________________________________ 97
TP 15 : Estampage de corps de distributeur ___________________________________________________ 105
TP 16 : Montage d’étriers de verrouillage _____________________________________________________ 113
TP 17 : Étiquetage de seaux de peinture ______________________________________________________ 121
TP 18 : Nettoyage de pièces ________________________________________________________________ 129
TP 19 : Enchâssement de plaques signalétiques _______________________________________________ 137
Table des matières
2 © Festo Didactic 542507
© Festo Didactic 542507 3
TP 1 : Pressurage de fromages
Objectifs pédagogiques
Lorsque vous aurez fait ce TP,
• vous connaîtrez la structure et le fonctionnement d'un vérin à simple effet.
• vous saurez calculer la force du piston d'un vérin à simple effet.
• vous connaîtrez la structure et le fonctionnement d’un distributeur 3/2, normalement fermé.
• vous saurez distinguer et esquisser les modes de commande de distributeurs.
• vous saurez expliquer et réaliser une commande directe.
Énoncé du problème
Lors de la fabrication du fromage, des vérins pneumatiques sont utilisés pour le pressurage des fromages
dans leur moule. Concevez une commande capable de réaliser cette opération.
Schéma d'implantation
Fabrication de fromage – Dispositif de pressurage
TP 1 : Pressurage de fromages
4 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic 542507
Description du processus
1. Les fromages sont déposés manuellement dans le dispositif.
2. L’actionnement d’un bouton-poussoir déclenche la sortie de la tige de piston du vérin qui presse le
couvercle sur le moule.
3. Le bouton-poussoir est maintenu enfoncé jusqu’à ce que l’opération de pressurage soit achevée.
4. Lorsque le bouton-poussoir est relâché, la tige de piston du vérin rentre et dégage le couvercle du
moule.
5. Le fromage peut être démoulé.
Conditions accessoires
• Utilisez un vérin à simple effet.
• Réalisez la commande pneumatique du vérin au moyen d’un distributeur à commande manuelle.
Travaux à exécuter
1. Décrivez la structure et le fonctionnement d’un vérin à simple effet.
2. Calculez la force du piston d'un vérin à simple effet.
3. Décrivez le fonctionnement d’un distributeur 3/2, normalement fermé.
4. Complétez le schéma de circuit pneumatique du dispositif de pressurage.
5. Établissez une nomenclature des composants.
6. Réalisez la commande.
7. Contrôlez le montage de la commande.
8. Décrivez le cycle de la commande.
Ressources
• Manuels de cours, mémentos
• Manuel d'enseignement Bases de la pneumatique et de l’électropneumatique
• Fiches techniques des composants
• Logiciel de conception et de simulation FluidSIM® P
• WBT Pneumatique
Consignes de sécurité
• Limitez la pression sur le filtre-détendeur (unité de conditionnement)
à 350 kPa (3,5 bar) max. pour ce TP.
• En cas de détachement d'un tuyau :
Coupez immédiatement l'alimentation pneumatique.
TP 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic 542507 Nom : __________________________________ Date : ____________ 5
1. Structure et mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet
Vérin à simple effet – Symbole et dessin en coupe
a) Comparez le symbole représenté à la représentation schématique d’un vérin à simple effet. Y a-t-il
concordance ?
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
b) Affectez à chaque composant le repère correspondant du dessin ci-dessus.
Composant Désignation
Corps du vérin
Culasse arrière
Culasse avant
Tige du piston
Piston
Anneau magnétique
Joint du piston
Ressort de rappel
Raccord d'air comprimé
Douille de guidage (coussinet)
Orifice d’échappement
TP 1 : Pressurage de fromages
6 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic 542507
c) Décrivez la structure et le fonctionnement d’un vérin à simple effet.
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
2. Calcul de la force du piston d'un vérin à simple effet
Information
La force de piston théorique se calcule selon la formule suivante :
Fth = A ( p
Fth force de piston théorique (N) A surface de piston utile (m2)
2
( )4
D ⋅ π
p pression de service (Pa) D diamètre du vérin (m)
En pratique, c’est la force effective du piston Feff qui importe. Dans votre calcul, vous devez donc
tenir compte de la résistance due au frottement. Dans des conditions de fonctionnement normales
(plage de pression de 400 à 800 kPa (4 à 8 bar)), on peut admettre que la force de frottement (FR)
représente environ 10% de la force de piston théorique.
La force de piston effective se calcule selon la formule suivante :
Feff = A ( p – (FR + FF)
Feff force de piston effective (N) FR force frottement (env. 10% de Fth) (N)
FF force du ressort de rappel (N)
TP 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic 542507 Nom : __________________________________ Date : ____________ 7
– Calculez la force de piston effective à l’avance du vérin utilisé pour une pression de service
de 600 kPa (6 bar).
Calcul de la surface et de la force de piston
Nota
Vous trouverez les données requises dans la fiche technique du vérin.
3. Fonctionnement d’un distributeur 3/2, normalement fermé.
a) Complétez le symbole d’un distributeur 3/2, à commande manuelle, à rappel par ressort, normalement
fermé.
Distributeur 3/2, à commande manuelle, à rappel par ressort, normalement fermé – Symbole et dessin en coupe
TP 1 : Pressurage de fromages
8 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic 542507
b) Décrivez le fonctionnement du distributeur 3/2.
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
4. Compléter le schéma de circuit pneumatique
– Complétez le schéma de circuit pneumatique du dispositif de pressurage. Complétez les symboles
incomplets. Repérez les composants et ajoutez les désignations d'orifice manquantes.
TP 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic 542507 Nom : __________________________________ Date : ____________ 9
5. Établissement de la nomenclature des composants
– Établissez la nomenclature des composants. Notez les quantités, repères et désignations des
composants nécessaires dans le tableau ci-dessous.
Quantité Désignation Désignation
1 Bloc de distribution
1 Robinet d'arrêt avec filtre-détendeur
1 — Source d’air comprimé
6. Réalisation de la commande
Tenez compte, lors de la réalisation de la commande, des points suivants :
• Utilisez le schéma de circuit.
• Désignez les composants.
• Posez des tuyaux d'air comprimé aussi courts que possible.
• Enfoncez les tuyaux jusqu'en butée dans le raccord.
• Repérez les tuyaux raccordés dans le schéma de circuit.
7. Contrôle du montage de la commande
Tenez compte, lors de la mise en service de la commande, des points suivants :
• Contrôlez tous les raccords de la tuyauterie.
• Pour le premier essai, réduisez la pression sur le filtre-détendeur à 350 kPa (3,5 bar).
• Ouvrez l'alimentation en air comprimé sur le groupe d'appareils de conditionnement.
• Contrôlez le fonctionnement de la commande.
• Augmentez la pression à la valeur spécifiée dans l'énoncé du problème.
• Laissez la commande exécuter plusieurs fois un cycle complet.
TP 1 : Pressurage de fromages
10 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic 542507
Risque de blessure à la mise en circuit de l'air comprimé !
Des vérins peuvent se mettre en mouvement intempestivement.
Risque de blessure par des tuyaux d'air comprimé qui se détachent !
Si des tuyaux d'air comprimé se détachent : coupez immédiatement l'alimentation pneumatique.
8. Description du cycle de la commande
– Décrivez les différentes étapes du cycle de commande.
Position initiale
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Étapes 1-2
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Étapes 2-3
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________