Programmer le bras manipulateur : entrées, sorties, puis Grafcet

Situation

Un bras manipulateur doit saisir une vis, la tamponner à un poste, puis l'éjecter. Ce sont des vérins pneumatiques qui font tous les mouvements. Mais qui dit aux vérins quand bouger ? Un automate, avec un programme. Aujourd'hui, c'est toi qui écris ce programme.

Regarde les trois vidéos et fais exactement pareil. Tu peux les mettre en pause autant de fois que nécessaire. Avant de programmer, entraîne-toi avec l'animation « Un Grafcet de trois étapes », en haut de cette page : lance le cycle avec et sans mémorisation, et regarde ce que fait le bras.

1. Le tableau des entrées (vidéo 1)

Dresse le tableau des entrées : pour chaque capteur, le repère de l'entrée de l'automate (I1, I2…). (savoir S4.6.2, § « Le tableau des entrées »)

Ce qu'il détecte	Entrée
Bouton poussoir de marche
Bras tourné
Bras rentré
Bras sorti
Bras en bas
Bras en haut
Pince ouverte
Pince fermée

1.1 Une électrovanne se branche-t-elle sur une entrée ou sur une sortie de l'automate ? Et un capteur de fin de course ? Explique en une phrase comment on le sait. (/2 pts) (savoir S4.6.2, § « L'automate : entrées et sorties »)

2. Le tableau des sorties (vidéo 2)

Dresse le tableau des sorties, en les testant une à une comme dans la vidéo. (savoir S4.6.2, § « Le tableau des sorties »)

Sortie	Mouvement qu'elle commande

2.1 Quand tu relâches le bouton, le bras revient tout seul en position de repos. Pourquoi ? (/2 pts) (savoir S4.6.2, § « Le tableau des sorties »)

3. Le Grafcet (vidéo 3)

Utilise l'animation pour répondre. (savoir S4.6.2, § « Mémoriser un mouvement : Set et Reset »)

3.1 Dans l'animation, lance le cycle en mode « sans mémorisation ». Que fait le bras quand on passe à l'étape 2 ? Pourquoi ? (/2 pts)

3.2 À quoi servent les ordres Set et Reset ? (/1 pt)

3.3 À quelle condition passe-t-on de l'étape 1 à l'étape 2 ? (savoir S4.6.2, § « Le Grafcet : étapes, transitions, réceptivités ») (/1 pt)

4. Écrire le cycle complet

Le cycle à programmer : monter, tourner, ouvrir la pince, descendre, fermer la pince, remonter, sortir le bras, ouvrir, rentrer, refermer, tamponner, éjecter. Chaque mouvement est une bascule : un Set le déclenche, un Reset le défait. Complète le tableau, puis programme-le comme dans la vidéo 3.

Étape	Action	Ordre (Set ou Reset, de quelle bascule)	Capteur qui termine l'étape
1	Monter le bras	Set monter	bras en haut
2	Tourner le bras
3	Ouvrir la pince
4	Descendre le bras
5	Fermer la pince
6	Remonter le bras
7	Sortir le bras
8	Ouvrir la pince
9	Rentrer le bras
10	Refermer la pince
11	Tamponner
12	Éjecter la pièce

5. Essai sur la maquette

Appelle le professeur : il vérifie ton programme, puis il t'autorise à ouvrir l'air. Passe l'automate en RUN, appuie sur marche, et suis le cycle avec le mode monitoring : l'étape active doit avancer à chaque capteur.

Le cycle complet a été fait, sans intervention : Signature du professeur ....................

Barème

Critère	Points
Tableau des entrées et tableau des sorties justes, vérifiés sur la maquette	4
Le Grafcet du cycle complet est écrit (étapes, ordres Set / Reset, capteurs)	4
Le programme tourne sur la maquette : le cycle complet est fait, vérifié par le professeur	6
Les questions sur l'animation sont justes	4
Sécurité respectée, air fermé en fin de séance, poste rangé	2
Total	20

• Le bras est un vérin pneumatique : il part vite et avec de la force. Aucune main dans la zone du bras ni de la pince quand l'air est ouvert.
• L'air comprimé reste fermé tant que le professeur n'a pas vérifié ton programme. C'est lui qui t'autorise à ouvrir la vanne d'air.
• On ne modifie pas le programme pendant que le bras bouge : on ferme l'air d'abord.
• En cas de doute ou de mouvement inattendu : ferme la vanne d'air, puis appelle le professeur.
• Les entrées de l'automate sont en 24 V : on ne débranche rien sous tension.

Support : maquette de bras manipulateur pneumatique avec pince (vérins, électrovannes), et son automate Crouzet Millenium 3 (modèle CD20).

• Un PC avec le logiciel M3 Soft et le câble de programmation de l'automate
• Un bouton poussoir et sa feuille de câblage (pour tester les sorties)
• L'air comprimé de l'atelier, avec son manodétendeur