Robot de pose de fibres optiques
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1. une solution Proposer une solution permettant la rotation du raccord B dans la pince 2 pour d gager les cosses PAGE 6 FICHE TECHNIQUE Description des arceaux ou brides m talliques et des clips de fixation des gaines pour fibres optiques Les canalisations rencontr es ont un diam tre compris entre 200 et 700 mm Les brides ont un diam tre adapt celui de la canalisation Portion de gaine pour la pr sentation Figure 16 Arceau en position dans la canalisation Support de pr sentation Figure 17 Figure 18 Clip de fixation des gaines Gaines fix es sur l arceau Figure 19 Figure 20 Fibres optiques Fibres enfil es dans les gaines _ Figure 21 Page 7 Tournez la page S V P2. d importants travaux de voirie d coupe de la chauss e creusement de tranch es pose des canalisations r habilitation de la chauss e Outre le prix de revient important de l op ration cette technique provoque une g ne vidente au niveau de la circulation urbaine La soci t suisse KA TE SYSTEM propose une solution originale pour viter ces inconv nients Il s agit d emprunter les canalisations existantes gouts et de confier la mise en place des fibres optiques un robot Ce proc d permet l installation de 150 200 m de fibre par jour raccordement aux habitations compris Page 1 Tournez la page S V P Suivant l op ration r aliser le robot est quip du module adapt Exemple 1 Robot quip du module de pose des arceaux C_ EPA Figure 2 Exemple 2 Robot quip du module de pose des gaines Figure 3 Chaque module est muni d une cam ra permettant la surveillance du bon d roulement des op rations MODE OPERATOIRE Le principe de l installation est de fixer intervalles r guliers des arceaux m talliques voir fiche technique munis de clips dans lesquels seront plac es des gaines en plastique Les fibres optiques seront ensuite introduites manuellement dans les gaines Le robot est introduit dans la canalisation par un puits figure 4 Premi re phase Nettoyage de la canalisation Cette op ration est r alis e l aide d un jet
3. ECOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSEES ECOLES NATIONALES SUPERIEURES DE L AERONAUTIQUE ET DE L ESPACE DE TECHNIQUES AVANCEES DES TELECOMMUNICATIONS DES MINES DE PARIS DES MINES DE SAINT ETIENNE DES MINES DE NANCY DES TELECOMMUNICATIONS DE BRETAGNE ECOLE POLYTECHNIQUE FILIERE TSI CONCOURS D ADMISSION 2004 EPREUVE DE SCIENCES INDUSTRIELLES Fili re PSI Dur e de l preuve 4 HEURES Sujet mis la disposition des concours CYCLE INTERNATIONAL ENSTIM INT TPE EIVP Cette preuve comporte 18 pages de texte 6 pages d nonc une fiche technique de 1 page et 11 pages de documents annexes et un document r ponse de 12 pages Il est conseill de lire la totalit de l nonc avant de commencer l preuve Si au cours de l preuve le candidat rep re ce qui lui semble tre une erreur d nonc il le signale sur sa copie et poursuit sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu il est amen prendre Les questions sont organis es au sein d une progression logique Il est donc pr f rable de les traiter dans l ordre propos Toutefois ce sujet comporte plusieurs parties ind pendantes L usage d ordinateur et de calculatrice est interdit Les calculs num riques seront faits la main avec une pr cision de 10 Robot de pose de fibres optiques PRESENTATION DU SYSTEME L installation des r seaux souterrains de t l communication par fibres optiques n cessite Figure 1
4. d eau haute pression Deuxi me phase Rep rage de la position des canalisations de raccordement aux habitations Le module quipant le robot poss de en plus de la cam ra de surveillance une cam ra mont e sur un support pivotant de fa on rep rer les arriv es des canalisations lat rales venant des habitations figure 5 Cette op ration permettra par la suite une gale r partition des points d attache des fibres dans la canalisation principale La distance entre deux points d attache doit tre de l ordre de 1 5 m Figure 5 Page 2 Troisi me phase Mise en place des arceaux de fixation des fibres Voir la description des brides sur la fiche technique Le robot se d place suivant l axe de la canalisation jusqu la position calcul e au cours de la deuxi me phase Sous phase 1 D ploiement des bras de centrage du robot J Bras Les canalisations rencontr es ont un diam tre compris entre 200 et 700 mm De fa on centrer le robot dans la canalisation lors de la pose des arceaux celui ci poss de quatre bras articul s La figure 6 montre les bras en position repos Figure 6 Figure 7 La figure 7 montre les bras en cours de d ploiement Sous phase 2 D roulement de la bride Outil de sertissage Situation initiale Outil de d roulement L outil de d roulement saisit la bride Bride Translation de l outil de sertissage Rotation de l o
5. e l asservissement Repr senter l asservissement de d placement du robot sous la forme d un sch ma blocs et d terminer les valeurs de certains param tres de l asservissement de fa on obtenir la rapidit et la stabilit demand es par le cahier des charges Page 5 Tournez la page S V P IT 4 Centrage du robot De fa on pouvoir d rouler les arceaux m talliques le chariot est centr dans la canalisation l aide de quatre bras actionn s par un v rin hydraulique Question 5 Centrage du robot dans la canalisation Par une tude cin matique d terminer la course de la tige du v rin de commande des bras de centrage ainsi que la vitesse des extr mit s des bras inf rieurs lorsqu ils viennent en contact avec la canalisation L tude sera conduite en utilisant la mod lisation et le param trage propos s en annexe 5 Question 6 Comportement dynamique du robot En utilisant la mod lisation et le param trage propos s en annexe 6 d terminer par une tude dynamique la relation entre l effort F du v rin sur les bras et les param tres de mouvement Question 7 Action exerc e par le v rin Pour chaque diagramme donn en annexe 6 analyser le comportement du robot D terminer les vitesses en fin de course En d duire les valeurs de F respectant le cahier des charges IHI SOLUTIONS TECHNIQUES Objectif Proposer des solutions ou modifier des solutions existantes en utilisant les out
6. ils de repr sentation graphique II 1 D ploiement des bras de centrage du robot L utilisation de quatre bras de centrage command s par un seul v rin pour centrer le robot dans la canalisation peut conduire une r alisation hyperstatique qui risque de g ner le fonctionnement de ce syst me Il serait pour le moins dommage de voir le robot rester coinc dans la canalisation L annexe 7 pr sente sous forme de sch ma cin matique la mod lisation d une r alisation hyperstatique Question 8 Recherche d une solution isostatique Apr s analyse de la solution pr sent e proposer une autre solution rendant le m canisme isostatique II 2 Connexion La connexion des fibres optiques de chaque habitation au c ble fix dans la canalisation principale se fait par pilotage manuel du robot quip du module de raccordement et d une cam ra Il faut amener les plans de connexion des deux raccords en correspondance Voir l annexe 8 Question 9 Etude d une nouvelle solution Afin de serrer le raccord B entre les deux doigts de la pince 2 proposer sous forme d un sch ma cin matique une solution pour que le doigt mobile 3 2 ait un mouvement de translation par rapport au doigt fixe 3 1 Question 10 Description d un mode op ratoire Pr ciser et ordonner les mouvements n cessaires donner aux l ments du module de raccordement pour positionner le raccord B dans le raccord A Question 11 Etude d
7. matique II 1 Motorisation du robot Le concepteur a fait le choix de deux essieux moteurs entra n s par un seul moteur lectrique Un essieu est constitu d un axe et de deux roues en liaison encastrement avec l axe Question 2 Elaboration d un sch ma cin matique A partir des donn es de l annexe 2 proposer sous la forme d un sch ma cin matique une solution permettant de r pondre ce choix Quels avantages et inconv nients voyez vous au choix du concepteur IT 2 Direction du robot Le concepteur a fait le choix de deux essieux de direction fixe par rapport au ch ssis du robot Le glissement des roues au contact avec la paroie de la canalisation ramenera le robot dans l axe de la canalisation lorsqu il s en cartera Question 3 Comportement du robot dans la canalisation Par une tude statique d terminer l inclinaison maximum du robot L tude sera conduite en utilisant la mod lisation et le param trage propos s en annexe 3 Conclure quant au respect du cahier des charges Analyser l influence des param tres intervenant dans l tude II 3 Positionnement des arceaux m talliques La deuxi me phase d crite dans le mode d emploi du robot indique une volont de r partir uniform ment les arceaux entre deux points de raccordement aux habitations Pour cela le d placement du robot est asservi selon la mod lisation et le param trage propos s en annexe 4 Question 4 R glage d
8. util de d roulement 9 Figure 10 Page 3 Tournez la page S V P Sous phase 3 Sertissage de la bride Translation de la tige du v rin de sertissage Figure 11 Sous phase 4 Retour en position initiale des outils de d roulement et de sertissage Sous phase 5 Rentr e des bras de centrage Quatri me phase Fixation des gaines en plastique sur les brides Les clips de fixation des gaines sont d j sur les brides Figure 12 Figure 13 Translation de l outil de pose des gaines pour fibres optiques Cinqui me phase Mise en place des fibres optiques dans les gaines Cette op ration se fait manuellement Figure 15 Sixi me phase Raccordement aux habitations PAGE 4 TRAVAIL DEMANDE I ANALYSE FONCTIONNELLE Objectif Associer les fonctions techniques n cessaires la r alisation de la fonction globale et les solutions techniques assurant ces fonctions en utilisant l outil de description fonctionnelle FAST Question 1 Identification des fonctions techniques En utilisant le mode d emploi du robot d fini dans le mode op ratoire et la fiche technique compl ter le diagramme FAST donn en annexe 1 en faisant appara tre les fonctions manquantes ainsi que les solutions techniques associ es ces fonctions H VERIFICATION DES PERFORMANCES Objectif V rifier certaines performances du syst me en utilisant les outils de la m canique et de l auto
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