Mines-Ponts 2020 MP Sciences industrielles de l'ingénieur : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles de l'ingénieur du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2020, filière MP, en 3 heures. Thème : Manipulateur cartésien à courroie unique pour un poste de vissage.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie II : établissement de la logique de commande. Chronogramme des états du manipulateur à partir d'un diagramme d'états, modèles géométriques direct et inverse d'un robot plan dont les deux moteurs entraînent une seule courroie crantée, puis analyse de l'algorigramme de retour en position initiale et des trajectoires possibles.
  À revoir : Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML, Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Partie III.1 : modèle de la partie mécanique. Élasticité de la courroie : raideur équivalente de ressorts en série et en parallèle, isolement de la poulie de renvoi, fonction de transfert du troisième ordre de l'axe, puis approximation par un premier ordre à partir du lieu des pôles quand la raideur est grande.
  À revoir : Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage, Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs
• Partie III.2 : étude de la commande des moteurs pas à pas. Gain d'un codeur incrémental à deux voies, précision de positionnement liée au micro-pas, boucle tachymétrique corrigée par un correcteur proportionnel intégral, puis boucle de position : identification d'une fonction de transfert sur un diagramme de Bode, réglage d'un correcteur proportionnel sans dépassement, marges de gain et de phase.
  À revoir : Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs
• Partie IV : compatibilité de l'axe Z embarqué avec le manipulateur. Matrice d'inertie d'une broche de révolution, moment dynamique de la broche en rotation sur un chariot qui accélère, principe fondamental de la dynamique pour le moment transmis par l'encastrement du porte-outil, puis facteur de charge des guidages à billes.
  À revoir : Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML
• Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs
• Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente

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