Agrégation interne SII - 2018 - Option SII et ingénierie mécanique - Étude d'un système, d'un procédé ou d'une organisation

Agrégation concours interne

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Épreuve d'admissibilité
Option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie mécanique

Support : Manipulateur - préhenseur

Présentation

La société ITW CER basée à Oyonnax au coeur de la Plastic Vallée dans l’Ain est spécialisée dans la mise au point de machines spéciales automatisées pour le marquage à chaud.

Le marquage à chaud est un procédé de transfert à sec d’une couche mince métallisée ou pigmentée sous l’action de la chaleur et de la pression. Les motifs peuvent atteindre une extrême finesse (chiffres, lettres dessins, etc…).

Le ruban comportant les motifs est approvisionné vers la machine de marquage à chaud puis il est positionné correctement en face de la pièce à décorer. Le procédé de marquage à chaud est réalisé soit par un poinçon vertical, soit de façon continue par un rouleau qui sous l’effet de la pression et de la chaleur fait adhérer le film pelable à la matière plastique et le sépare de son support PET.

Ce procédé présente des avantages importants :
- d'un point de vue commercialisation des produits, avec un résultat de décor qui garde du brillant et une grande résistance à l'abrasion dans le temps ;
- d’un point de vue industrialisation et développement durable, avec un produit sans solvant ce qui en fait un procédé facile à gérer sur une chaine de production.

Ce procédé est aussi utilisé sur des bouteilles de spiritueux, dans l'automobile. L’industrie des cosmétiques est la plus grande utilisatrice de ce type de machines spéciales actuellement.

La société ITW CER propose une large gamme de machines à grandes cadences
 
pour le marquage à chaud. Elle les adapte à la demande du client suivant la géométrie des pièces à marquer et des bouchons à déposer.

Mise en situation

Le système présenté dans cette épreuve est un manipulateur permettant le chargement et le déchargement de bouchons plastiques sur des machines d’impression en marquage à chaud.

Ce manipulateur présente l’avantage de combiner les mouvements de rotation et de translation suivant 2 directions en n’utilisant qu’un seul moteur. Il permet d’atteindre des cadences élevées sans risque d’interférences lors de la synchronisation de deux actionneurs.

Ce système breveté est la propriété de la Société MACHINES DUBUIT basée à Noisy-le-Grand. Il est exploité pour leurs gammes de machines.

Le manipulateur-préhenseur étudié a été développé pour répondre à des besoins de production à très grande cadence (7000 pièces/heure) et pour des produits dont la demande est mondiale.

Étude proposée :

On souhaite vérifier que les choix technologiques et les dimensionnements du manipulateur-préhenseur permettent de répondre à cette exigence principale de production.

Le sujet comporte 6 parties distinctes.

Les parties et les questions dans chaque partie peuvent être traitées souvent de façon indépendante.

1re partie : Justification de la géométrie de la solution.
2e partie : Étude de la réalisation du palier.
3e partie : Validation de la motorisation choisie.
4e partie : Dimensionnement de l'axe 13.
5e partie : Validation du contact galet / came.
6e partie : Validation du bras de force et du contact avec le galet.