mardi 5 décembre 2017

Fiche de poste: Responsable Mécanique et Fabrication

Pour cet article, la fiche de poste présenté est celle du responsable mécanique et de gestion de la fabrication.
 

mardi 28 novembre 2017

Fiche de poste : Chef de projet

Afin de repartir correctement les tâches et d’avoir un suivi de notre projet, nous nous sommes attribués des postes :
  • Chef de projet
  • Responsable mécanique et fabrication
  • Responsable électronique
  • Responsable d’ordonnancement

Chacun de ces postes demande des compétences et un savoir-faire différents. Afin d’identifier ces compétences, chaque poste sera présenté sous forme de fiche de poste. Pour cet article, la fiche de poste présentée est celle du chef de projet.

samedi 21 octobre 2017

Première réunion​ ​d’avancement du​ ​projet

Après un mois de travail sur le prototypage de notre robot RICA IV, nous avons décidé de mettre en place une réunion conviant les parties prenantes du projet (CEA et l’école des Mines d’Alès) ainsi qu’une partie de l’équipe conception (chef de projet, responsables mécanique, électronique et planning).
Cette réunion s’est déroulée en 2 grandes étapes. Tout d’abord, une présentation, faite par le chef de projet, puis une session de questions/réponses avec nos clients.
Durant la phase de présentation, nous avons mis en avant la planification de notre projet. La construction de ce planning étant très importante pour sa réussite dans les délais impartis. Pour cela, nous avons mobilisé nos compétences de gestion de projet et mis en œuvre des outils de pilotage tel que le gantt.
Par la suite, nous avons réalisé un état des lieux dans l’avancement de notre projet. Nous avons  présenté les étapes clés atteintes dans les domaines de la mécanique et l’électronique.
Pour ce qui concerne le domaine de la mécanique, nous avons commencé la réalisation des pièces nécessaires à notre prototype via les différents procédés de fabrication disponible à l’école (imprimante 3D, fraiseuse, tour numérique,...) .
Dans le domaine de l’électronique, nous avons réalisé la conception d’une carte électronique et nous avons créé un programme destiné à piloter nos moteurs.
L’ensemble de ces tâches nous permettant d’utiliser nos compétences dans l’ingénierie des métiers transverse (pilier produit) et notamment dans les domaines de la mécanique, l’électronique, l’informatique et l’intégration. Ceci nous a permis d’expliquer que nous accusons actuellement un léger retard.
La phase de présentation s’est conclue par la présentation des objectifs que nous souhaitons atteindre lors de la prochaine période. Ces objectifs étant défini grâce au management et à conduite de notre projet.
Après cette phase de présentation, nous avons réalisé une session de questions/réponses afin de répondre à l’ensemble des interrogations de nos clients. Ces questions étant principalement orientés autour des thèmes de l’intégration et la validation du prototype ainsi que de la conception mécanique et électronique.
Cette réunion nous permet de mobiliser nos compétences afin de créer et maintenir de bonnes relations avec nos clients et parties prenantes. Une nouvelle réunion sera donc organisée lors de la prochaine période.
Afin de diffuser au mieux les informations échangées dans cette réunion, un compte rendu a été rédigé et diffusé à l’ensemble des participant ainsi qu’à l’équipe projet.
Pour résumer, les compétences abordées dans cette réunion sont les suivantes :
  • Pilier PROJET : Manager et planifier, Relations clients et parties prenantes, Qualité, normes et règlements.
  • Pilier ORGANISATION : Maîtrise du cycle de vie.
  • Pilier PRODUIT : Spécifications, Ingénierie des métiers transverse.

vendredi 13 octobre 2017

Introduction au référentiel de compétence de l'Ingénieur Mécatronicien

Dans le cadre de la formation d’ingénieur mécatronique par apprentissage, nous nous devons d’acquérir et de développer les compétences et aptitudes nécessaires à la conception, la production et l’exploitation de systèmes mécatroniques. Un des objectifs de la formation consiste à développer une approche systémique et une résolution interdisciplinaire des problèmes techniques, managériaux ou organisationnels.


Les compétences de l’ingénieur de spécialité Mécatronique s’appuient sur un socle de compétences des ingénieries métiers avec la capacité d’interfacer son travail et d’intégrer les exigences des autres disciplines dans les processus globaux d'innovation, de la conception jusqu’à la fin de vie d’un système mécatronique. Ces compétences sont listées et détaillées dans le référentiel expliqué ci-dessous :


Ce référentiel s’appuie sur 3 piliers principaux, Projet, Organisation et Produit :




Chacun des trois piliers est détaillé en différents domaines et types de compétences, l’ensemble de ces compétences définissent le référentiel de compétence de la formation d’ingénieur mécatronique par apprentissage de l’Ecole des Mines d’Alès.

Le pilier PROJET :

Le pilier ORGANISATION :
Le pilier PRODUIT :

Par l'intermédiaire de ce blog, nous ferons à la suite de cette introduction de nouveaux articles permettant de mettre en avant notre parcours et notre développement personnel de technicien à ingénieur mécatronicien tout en suivant la trame de ce référentiel de compétences.




mardi 26 septembre 2017

Avancée du prototypage au 26/09/2017 :

Partie Mécanique :


Dans l’attente de la réception des bruts et des outils, nous avons préparer la fabrication des pièces pour que tout se passe au mieux :
  • En réalisant la CFAO des pièces à usiner dans la plaque de 5mm
  • En prenant en main le tour numérique de l’école
  • En réalisant les programmes de fabrication des pièces
Image 1 : Prise en main du tour numérique


Image 2 : Programmation des pièces à fabriquer


Nous avons aussi commencé à réaliser les pièces les plus simples à l’aide du tour conventionnel.


Image 3 : Usinage au tour conventionnel (L’élève n’a pas dépassé le maître…)


Partie Electrique :


Pour la partie électrique, l’équipe a réalisé un montage de test de fonctionnement du programme. Puis à entamer la rédaction de celui-ci en testant les différents modules et sous-programmes. Le but de ce programme était de piloter les moteurs de manière simultanée ou indépendante à l’aide de la manette de commande et ainsi simuler les différents comportement futurs du Rica IV.


Image 4 : Programmation et test moteurs


Ce montage de test a été réalisé à partir de matériel disponible à l’école, dont un carte électronique, quelques câbles et plusieurs moteurs.


Image 5 : Réalisation du montage de test


L’équipe en charge de la partie électrique a aussi travaillé sur la conception des cartes électroniques à fabriquer pour le robot.
Image 6 : Conception électronique assistée par ordinateur


En parallèle de ces tâches, yoan s’est chargé de finaliser notre planning de réalisation du prototype pour les 3 prochaines périodes écoles, puis de réaliser les fiches de spécifications de Tests du fonctionnement de notre prototype.



Image 7 : Finalisation du planning

jeudi 21 septembre 2017

Avancement du prototypage

Nous voilà de retour d’entreprise, prêts à reprendre le prototypage de notre robot. Nous avons présenté les plans de fabrications à nos référents ainsi que le planning à suivre. Suite à cette réunion, nous avons effectué quelques modifications sur certaines pièces pour faciliter et permettre leur réalisation à l’école. Nous avons cependant dû prendre contact avec une entreprise extérieure pour la réalisation de nos rainures de clavette car l’école n’était pas équipée.
Nous avons aussi pris le temps de faire un bilan sur les commandes passées. Malheureusement, de nombreuses pièces ne sont pas arrivées et nous sommes contraints d’attendre pour pouvoir lancer toutes les fabrications.
En revanche les pièces à réaliser en impression 3D sont terminées.  
C:\Users\David CHERMET\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\20170921_150738.jpg
Figure 1 : Pièces d’Impression 3D
Dans un même temps, l’équipe en charge de la partie électrique/électronique et commande a commencé à tester le matériel de commande (Manette Xbox) via la carte Arduino, puis commence dorénavant à réaliser le convertisseur 24/5V pour les alimentations de moteurs de notre robot.
C:\Users\David CHERMET\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\20170921_151555.jpg

Figure 2 : Matériel électronique testé

lundi 11 septembre 2017

Maquette Numérique


Suite aux différents dimensionnements, nous avons ensuite pu passer à la réalisation de la maquette numérique finale sous CatiaV5. Cette étape a été longue et a demandé énormément de rigueur pour suivre les modifications et adapter les géométries à nos contraintes budgétaires et à nos capacités de fabrications.
Figure 1 : Maquette Numérique Finale
Dans un même temps, une partie de l’équipe a été chargée de réaliser la totalité des plans des pièces à fabriquer tout en définissant les méthodes de fabrications :
Figure 2 : Plan des pièces à fabriquer
Pour la réalisation de notre prototype, nous aurons une partie d’usinage de pièces en aluminium et en acier, réalisées principalement au tour et à la fraiseuse numérique.
A la suite de quoi nous avons passé toutes les commandes de pièces auprès des fournisseurs nécessaires à la fabrication de notre prototype :
  • Matériel électronique (cartes, commande, composants, …)
  • Eléments mécanique du commerce (quincaillerie, pignon, roue, etc.…)
  • Bruts pour usinage (acier, aluminium, etc…)
Pour clôturer ces étapes nous avons réalisé un planning complet de fabrication et de montage de notre prototype. Objectif ➔ Février 2018.

vendredi 23 juin 2017

Dimensionnement des moteurs


Toute la partie motorisation est cruciale dans la conception du prototype du RICA, plus précisément les bras puisque sans eux le franchissement d’obstacle en devient alors impossible. Pour l’étude de notre prototype, nous avons estimé que l’ensemble des composants ferait une masse totale de 30 kg. Donc dans le but de limiter les prix et le dimensionnement de notre système.
Nous allons utiliser des moto-réducteurs à courant continu ayant une tension d’alimentation de 24V pour des raisons de praticités.



Moteurs d’entrainement (4&1) :
Dans le cadre de la motorisation des chenilles principales, afin de dimensionner nos moteurs, il faut se placer dans le cas le plus défavorable que l’on pourrait rencontrer. Nous avons décidé de dimensionner nos moteurs dans le cas où le prototype du RICA devrait franchir un escalier avec comme longueur de marche 28 cm et une hauteur de marche de 30 cm. Cela revient à monter une pente de 47° lorsque le robot a ses appuis à l’avant et à l’arrière en contact avec les marches. Pour notre étude nous avons arrondi à 50° ce qui nous permet de nous rajouter plus de sécurité.













Sans oublier que nous devons garantir une vitesse de déplacement du robot de 5m/min ce qui impose une vitesse de rotation en sortie d’arbre moteur.

Moteurs des flippers (2&3) :

La motorisation des bras de notre prototype va être importante puisque sous dimensionné il risque de ne plus répondre aux besoins et donc de ne plus être capable de franchir les obstacles.












Nous avons décidé de dimensionner les moteurs des bras dans le cas où il devrait franchir un escalier.

Le couple maximal à vaincre peut se calculer lorsque les bras du robot, dans notre cas ceux à l’avant, forme un angle de 0 degré avec le corps du robot (les chenilles principales).
Un simple calcul de bras de levier nous aurait permis de calculer le couple résistant permettant de rester dans cette position.
Cependant, ce n’est pas suffisant pour franchir la marche puisque lors du déplacement, il y aura une force d’inertie liée à l’accélération du robot en plus. Afin d’obtenir ce couple maximal, nous avons décidé de simuler le franchissement de l’obstacle en réalisant une modélisation sur CATIA V5 et d’étudier le système de manière analytique avec Sim Designer.




Suite à cette simulation nous obtenons directement dans les variables observables l’évolution du couple nécessaire dans la liaison pour réussir le mouvement.
Ainsi, à l’aide de calculs analytiques ou de simulations, il nous a été possible de déterminer les moto-réducteurs à implémenter sur notre robot pour que ce dernier réponde au cahier des charges.











mercredi 14 juin 2017

Dimensionnement des bras du RICA IV

Comme vous avez pu le voir sur l’article précédent, notre prototype du RICA IV possède des bras à l’avant et à l’arrière.  Ces bras lui permettront de monter les différents obstacles qui se trouveront sur son passage.
Ces bras étant une partie important de notre système, nous avons donc réalisé des calculs de dimensionnement.
Par exemple, nous avons dimensionné le support de bras qui  représente la partie maintenant  en position les roues de courroie.

Pour vérifier que notre support résiste aux efforts qui lui seront appliqués durant son utilisation, une étude par éléments finis à l’aide du logiciel ANSYS a été réalisée.  
ANSYS est un logiciel de dimensionnement des structures. En simplifier,  il calcul les contraintes subies par la pièce. Via ces contraintes, il peut prédire les déformations subies par la pièce et les points sensibles.
Pour réaliser une étude sur ce logiciel, nous devons prendre en compte prendre en compte les paramètres suivant :
  • la matière de la pièce, ici un acier avec les propriétés suivantes

  • les efforts appliqués sur celle-ci : soit le poids du prototype d’environs 30 kg
  • sa géométrie

Une fois tous ces paramètres rentrés dans le logiciel, nous devons réaliser un maillage.  Le maillage consiste à mettre en place des formes géométriques triangulaires ou quadrilatère sur l’intégralité de la pièce. Puis à chaque extrémité de ces formes, le logiciel devra réaliser un calcul des efforts subis en ce point.  
Le maillage de notre pièce est donc les suivants :
Apres avoir réalisé le maillage, on lance le calcul ce qui nous permet d’obtenir les résultats suivants :
Sur cette simulation, on peut observer la déformation.  Nous savons donc cette pièce aura un déplacement maximum de 0,6 mm dans le cas où elle doit porter l’intégralité du poids du prototype.  
https://lh5.googleusercontent.com/F2O2OzWuz8r6INgh5Tmk09ndRfyjk_DMVNKNIeihz6QZW1siBLp1BjI3crd7EBK6fCUDtYHJjs2L_zB841XKn1zj66MI8OLH1z5VwRHC3OeYaUpUw5qBfMAalnPy5_SS7z40DDXbGKkBGnDOXQ
Sur cette simulation, on peut observer les contraintes dans la pièce. Le support de bras subit de forte contraint au niveau des perçages. Cependant ces contraintes sont faibles, maximum 316 MPa et un acier peut supporter jusqu’à 415 MPa .

Grâce à ces simulations, on peut dire de notre support est correctement dimensionné et résistera aux différents efforts durant son utilisation.