Mines-Ponts 2020 PSI 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 PSI, en 4 heures. Thème : Manipulateur cartésien FESTO EXCM-30 à courroie unique, muni d'un axe Z de vissage.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie II : établissement de la logique de commande. Diagramme d'états du manipulateur complété par un mode sauvegarde en cas d'anomalie, modèles géométriques direct et inverse reliant les rotations des deux poulies motrices au déplacement du chariot, puis algorigramme du retour en position initiale.
  À revoir : Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML, Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Partie III : commande des axes du manipulateur. Raideur équivalente de la courroie tirée d'un modèle acausal et d'une réponse oscillante, schéma-blocs du modèle mécanique justifié par le PFD et réduit au premier ordre par l'étude des pôles, puis réglage de la boucle tachymétrique avec un correcteur PI et de la boucle de position avec un correcteur proportionnel : codeur incrémental, précision, Bode, dépassement, marges de stabilité.
  À revoir : Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Partie IV : réalisation des guidages en translation. Graphe des liaisons et schéma cinématique spatial du guidage de la visseuse par patins à billes modélisés en glissières, puis degré d'hyperstatisme du guidage de la traverse sur le bâti, avec un avantage et un inconvénient.
  À revoir : Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique, Mobilité, hyperstatisme et petits déplacements
• Partie V : compatibilité de l'axe Z embarqué avec le manipulateur. Matrice d'inertie de la broche de révolution, moment dynamique au point de fixation et PFD pour obtenir le moment transmis par le porte-outil au chariot, puis facteur de charge des patins dans la configuration la plus sévère.
  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
• Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Mobilité, hyperstatisme et petits déplacements
• 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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