Banc de casse trombone

‘Paper Clipper’

Présentation :

Bonjour à tous, nous sommes trois étudiants en deuxième année de Peip à Polytech Angers et nous avons choisi le projet du banc de casse trombone comme projet de fin d’année.

Pourquoi :

Tous les trois, nous n’avions pas vraiment d’appétence pour tout ce qui est informatique et nous avons donc logiquement choisi un projet avec ce qui nous semblait avoir le moins de code possible. Ce qui nous importait surtout était de faire le projet ensemble car entre amis, c’est toujours plus agréable et stimulant de travailler. Sur ce projet nous avons su travailler ensemble pour trouver des solutions aux problèmes rencontrés. La clé de la réussite de notre projet a été la communication. 

Quel était le cahier des charges :

Ce n’est pas la première fois que ce projet est présenté et, les années précédentes, il n’avait pas totalement abouti. Le défi à relever était donc de réussir à réaliser et rendre fonctionnel un prototype de banc de casse trombone tout en nous inspirant de ceux fait précédemment. Il nous était demandé de réaliser un appareil capable de casser des trombones de façon autonome, facile et qui était aussi capable de détecter la rupture du trombone.

Conception :

Nous avons tout d’abord imaginé la boîte qui accueillera le moteur, tous les différents câbles et la carte de programmation. À l’aide d’un logiciel de CAO, nous avons mis au point, après quelques tests et essais infructueux, un boîtier à notre convenance. Nous l’avons ensuite agrémenté de crénelages grâce à une fonction publique présente sur le logiciel de CAO. C’est dans l’objectif de pouvoir  assembler les différentes pièces du bâti sans colle (grâce à un jeu négatif). Il nous tient à cœur de concevoir une pièce arrondie pour suivre la forme circulaire décrite par le servomoteur. Comme la découpeuse laser coupe uniquement des plaques de bois planes, il a fallu réfléchir longtemps à comment plier du bois pour qu’il puisse épouser la forme arrondie souhaitée. En observant ce qui avait été fait avec des modèles d’exposition, nous nous sommes rendu compte qu’en coupant de petites lignes parallèles, le bois était capable de se plier sous la contrainte. C’est donc ce que nous avons fait en réalisant une grande pièce qui vient prendre les courbes du demi-cercle.

Pièce entourant le demi cercle du boitier avec les rainure pour plier la pièce

Vue d’une des premières versions du boitier sans bouton ou écran

Programmation :

Une fois le boîtier réalisé, nous nous sommes lancés dans la programmation Arduino du servomoteur ainsi que celle de l’écran. La carte Arduino est l’élément qui pilote tout notre projet. Au début nous avons essayé d’autres cartes qui était plus complètes qu’une carte Arduino comme par exemple une carte plus puissante avec un écran directement intégré. Mais malheureusement nous avons trouvé que très peu d’informations sur cet écran et n’avons pas réussi à le faire fonctionner comme nous le souhaitons. Nous avons donc opté pour un écran dirigé par de l’Arduino. L’écran nous permet d’afficher le nombre de tours et la détection ou non  du courant. Une LED s’allume lorsque le trombone se casse. Enfin, nous pouvons lancer le moteur grâce à un bouton poussoir. Cela ne fut pas de tout repos car il a fallu être capable de tout faire passer sur une carte Arduino. Afin de démultiplier la masse (port GND) et l’alimentation (port VCC) il a fallu également utiliser des Wagos qui permettent de créer plusieurs sorties à partir d’une seule entrée. Pour les LED, nous avons utilisé une carte de prototypage qui nous a permis de créer un seul et même circuit sur laquelle nous avons soudé directement les éléments comme les LED, la liaison pour la masse et la liaison entre les différents pins de la carte Arduino et de la résistance.  

Un autre gros défi de la partie programmation à été de réussir la détection de la casse du trombone. Pour cela, nous avons utilisé des pinces crocodiles que nous attachons au trombone, le courant peut alors circuler dans le trombone et dans le câblage que nous avons réalisé en parallèle. Lorsque le trombone se casse, le courant ne peut plus circuler et grâce au code Arduino, nous allons pouvoir arrêter le moteur.

Attache Wago

Exposition du câblage à l’intérieur du boitier

Fixation du trombone : 

L’étape d’après était la fixation du trombone au moteur et au support afin de contraindre le trombone comme cela nous est demandé. Nous avons longtemps réfléchi à une façon efficace et pratique de le fixer. Pour cela, nous avons réalisé un grand nombre de prototypes avant de trouver l’attache idéale. L’attache du trombone va donc se faire grâce à deux pièces, une fixée au moteur et l’autre au bâti :

Pour attacher la seconde partie du trombone, nous avons imaginé une tige avec un socle à visser sur le bâti. Cette tige monte jusqu’au moteur et grâce à son extrémité en forme de U nous pouvons glisser la petite boucle du trombone dans la fente.

Pour la fixation au moteur, nous avons utilisé les petits trous présents sur les pales du moteur pour y insérer les petits picots présents quant à eux sur la pièce à fixer sur le moteur. Elle est composée d’un support et d’une fente afin d’y mettre et immobiliser la grande boucle du trombone.

Exposition des différents essais prototypes d’attache de la grande boucle du trombone au niveau servomoteur

Exposition des différents essais prototypes d’attache de la petite boucle du trombone

Dans l’objectif de la présentation et pour ajouter un côté ludique, nous avons décidé d’ajouter deux LED qui clignotent successivement lorsque le nombre de cycles est pair ou impair. L’idée étant de faire deviner à l’utilisateur le nombre de cycles que tiendra le trombone et si celui-ci sera pair ou impaire. Nous avons aussi réalisé en CAO puis imprimé grâce à la découpeuse laser une poubelle pour pouvoir y mettre les trombones cassés. 

Petite poubelle pour stocker les déchets de trombone

Ecran afficheur et LED en fonctionnement

Dernières améliorations…

Nous avons ensuite cherché à améliorer le système de conduction. Pour cela, nous avons imaginé utiliser du ruban adhésif en aluminium qui se fixera directement sur les broches de notre support (au niveau de l’extrémité en U ) afin d’éviter d’utiliser une des deux pinces crocodiles. Pour relier le système de détection du courant à l’aluminium, nous avons fixé un fil qui monte derrière la grande tige et qui est relié à l’aluminium. Cela rend le visuel plus épuré et donc plus propre comme on peut le voir ci-dessous.

Résultat final du banc de casse trombone

Conclusion :

Au final, nous avons réussi à terminer le projet, dans les temps, et avec un résultat final au-dessus de nos attentes à tous. La machine fonctionne et casse des trombones. Grâce à elle on peut prendre un grand nombre de mesures sur un large panel de trombones et ainsi remplir les attentes du projet. En effet, le banc de casse trombone doit mesurer la fatigue des trombones selon un certain type de contrainte exercée dessus. Grâce aux premières mesures effectuées, nous avons pu établir une courbe de tendance selon le type de trombone testé. Nous pouvons voir un exemple de courbe ci-dessous.

Courbe obtenue sur Matlab pour modéliser la répartition du nombre de cycle avant la rupture du trombone.

Vidéo de notre banc de casse trombone en action !!

Réalisé par : Mael Lancelot, Nathan Guillemot et Victoire Arnauld

Simulation de ligne de production

Bonjour à toutes et à tous,

Nous sommes trois étudiantes en deuxième année d’école d’ingénieur. Dans le cadre de notre formation, nous avons réalisé un projet qui consiste à simuler des chaînes de production sur un logiciel nommé FlexSim. Le domaine de l’industrie nous intéressant depuis quelques années, ce projet a donc retenu notre attention.

Présentation de FlexSim

FlexSim est un logiciel de simulation en 3D qui permet de créer des modèles représentant des systèmes réels, comme une usine, un hôpital ou un réseau de transport. Il aide à mieux comprendre comment fonctionnent ces systèmes, et à repérer ce qui peut être amélioré.

Un de ses grands avantages est son interface simple et intuitive. Même sans être expert, on peut rapidement apprendre à l’utiliser, ajouter des machines ou des opérateurs, et construire un modèle réaliste. On peut ensuite tester plusieurs solutions, comparer les résultats, et voir ce qui marche le mieux, sans avoir besoin d’agir dans la réalité.

C’est donc un outil très pratique pour prévoir des problèmes, améliorer l’organisation, et prendre de meilleures décisions dans différents domaines comme la production, la logistique ou la santé. 

Vidéo d'un modèle FlexSim

Nos objectifs

Notre premier objectif était de créer le contrôle qualité d’une usine de cylindres et créer une fenêtre relativement simplifiée qui affiche des paramètres qui peuvent varier pour permettre à un utilisateur novice d’améliorer la qualité de sa production. Ensuite, nous devions créer une ligne de production de portes-fusées (une pièce de voiture), basée sur le modèle des usines Renault.

1 – Découverte du logiciel

Le logiciel FlexSim possède de nombreuses fonctionnalités que nous avons pu découvrir grâce à des tutoriels. Les plus importantes sont les suivantes :

• Le GUI (Graphical User Interface) : Cette fonctionnalité permet de créer une interface pour réaliser des action sur le code profond du logiciel.

Exemple d’un modèle du GUI

• Le ProcessFlow : Cet outil permet de modéliser des logiques de processus comme par exemple, pour lancer une action à chaque intervalle de temps.

Exemple d’un ProcessFlow

• Le Dashboard : Cet outil permet de visualiser et analyser les performances du modèle en temps réel.

Exemple de notre Dashboard

Réalisation de notre projet

L’usine de cylindre que nous avons créée dans laquelle nous faisons le contrôle qualité possède deux machines principales : une qui change le diamètre des pièces et une deuxième qui change la hauteur de celles-ci. Nous avons développé une interface qui permet à l’utilisateur de modifier certains paramètres comme le diamètre moyen, sa variation et de contrôler la simulation. Nous avons aussi ajouté des graphiques, principalement des histogrammes, pour afficher la distribution des diamètres et des longueurs.

Une autre partie importante du projet est la mise en place d’un contrôle qualité : l’utilisateur peut vérifier les caractéristiques des derniers cylindres produits afin de décider s’il faut arrêter la production pour effectuer des réglages.

Au début, nous avons essayé de créer cette fonctionnalité avec le GUI de FlexSim, mais cela s’est avéré trop compliqué. Nous avons donc utilisé le Dashboard, qui nous a permit d’avancer plus rapidement et de concevoir une interface plus claire pour l’utilisateur.

Le Dashboard obtenu lors du contrôle qualité

Après avoir terminé cette partie, nous avions décidé d’utiliser la réalité virtuelle pour permettre de rendre notre modèle plus attrayant. Malheureusement, cet outil était trop difficile à prendre en main, nous avons donc décidé de passer au deuxième objectif de notre projet : la chaine de portes-fusées.

Nous avons commencé ce nouveau projet en étudiant le rapport d’alternance d’un élève de 5e année en Qualité, Innovation, Fiabilité (QIF). Cet élève a travaillé chez Renault sur une ligne de production de portes-fusées, des pièces importantes pour l’assemblage des véhicules. Son travail analyse le bon fonctionnement de cette ligne, ce qui nous a permit de bien comprendre l’organisation de cette chaîne de production et de pouvoir la reproduire sur Flexsim.

La ligne utilise un stock limité d’adaptateurs qui supportent quatre pièces à la fois. Les portes-fusées sont vissées sur ces adaptateurs, puis envoyées vers différents centres d’usinage selon le type de véhicule. Nous avons donc programmé ce choix en créant deux stocks différents à chaque prise de décision d’usinage. Si la pièce possède le type que nous voulons usiner, elle va dans un stock différent des autres pour ensuite être traitée.

Après l’usinage, les pièces passent dans une machine de nettoyage pour enlever les résidus. Un contrôle qualité vérifie leur conformité. Si tout est conforme, les pièces sont dévissées des adaptateurs, emballées pour l’expédition, et les adaptateurs retournent en stock pour un nouveau cycle.

Résultat de notre ligne de production

Conclusion

Après plus de 100 heures de travail sur ce projet, malgré les difficultés rencontrées, nous avons réussi à atteindre les objectifs que nous nous étions fixés. Grâce à ce projet, nous avons pu apprendre à maîtriser un logiciel que nous ne connaissions pas du tout et développer nos connaissances sur les différents processus utilisés en industrie. Nous vous remercions de nous avoir suivi tout le long de ce blog, et nous remercions aussi Sylvain Verron qui nous a épaulées tout au long de ce projet.

Maili Teynie, Laura Bouvier & Thaïs Cadec

Le marteau à came

Bonjour à toutes et à tous,

Nous sommes trois étudiantes en deuxième année de prépa intégrée à Polytech Angers. Dans le cadre de nos études, nous avons été amenées à réaliser un projet de 100 heures, nous avons réalisé un marteau à came. Nous avons pu construire et imaginer nous-mêmes chaque détail de notre projet avec l’aide de Monsieur Kachit. Ces 100 heures de projet nous ont permis de découvrir une nouvelle organisation du travail et d’en apprendre davantage sur l’utilisation du logiciel de modélisation Solidworks. Si vous avez quelques minutes à nous consacrer nous aimerions beaucoup vous expliquer comment nous avons réalisé un marteau à came et ce que ce projet représente pour nous.

Objectif du projet

Pour commencer, un marteau à came, d’après sa définition, est un outil ou un mécanisme utilisé principalement dans des machines pour convertir un mouvement rotatif en un mouvement alternatif ou de frappe. Il est souvent employé dans les domaines de la mécanique, de la forge, ou dans certains systèmes automatisés. Pour notre projet, nous souhaitions que notre marteau à came puisse casser des noix et des noisettes ou même enfoncer des clous. Nous l’avons donc adapté à ces usages. Les marteaux à came que l’on retrouve sur le marché ressemblent davantage à ce que vous pouvez voir sur la photo de droite.

Cependant, pour des raisons techniques et pour que notre bâti soit plus solide, nous avons fait le choix de fabriquer notre marteau à came sous cette forme. Ainsi, notre marteau est plus stable et moins difficile à modéliser sur SolidWorks. Pour pouvoir casser des noix et des noisettes sans les écraser, nous avons prévu deux encoches, une pour casser des noix et une autre pour casser des noisettes, car la force nécessaire pour les casser n’est pas la même.

Comment cela fonctionne ? 

Pour utiliser notre marteau, il faut tourner la manivelle qui fait tourner la came. Cette rotation permet la levée de notre marteau. Puis lorsque celui-ci arrive au point le plus haut, il tombe brusquement, créant une force d’impact. Afin d’amener les fruits secs sous notre marteau, nous avons ajouté un disque troué que l’on fait pivoter après chaque impact. 

Conception 3D

Avant de concevoir notre projet, nous avons modélisé en 3D sur Solidworks l’aspect général de notre marteau à came. Nous avons dû prévoir à l’avance les dimensions de chaque pièce et comment nous souhaitions les assembler. Nous avons également sélectionné les matériaux les plus adaptés à nos besoins. Pour dimensionner l’ensemble de notre structure, nous nous sommes appuyées sur la taille du marteau que nous avions déjà réalisé. Voici ci-dessous des exemples de pièces techniques que nous avons réalisées sur Solidworks. À droite la bielle et à gauche la came.

Fabrication

Nous avions déjà réalisé au préalable notre marteau (manche, tête et arbre). Pour la suite, grâce aux dimensionnements que nous avions faits à l’aide de SolidWorks, nous avons pu faire les découpes de chaque pièce, c’est-à-dire les tasseaux, les arbres, les planches, les supports, les disques, la bielle, la manivelle …
Pour fabriquer les pièces les plus difficiles à usiner comme les disques pour y placer nos noix ou les supports pour maintenir notre marteau droit, nous avons utilisé les machines à disposition. Nous avons découpé nos supports dans du plastique (PMMA) avec la découpeuse laser. Nous avons aussi appris à utiliser le CharlyRobot, il permet de découper dans des matériaux rigides des formes à l’aide d’une fraise. Pour un côté plus esthétique, nous avons également utilisé la découpeuse laser pour graver et découper dans le bois.

Concernant la fabrication des pièces plus simples, nous avons utilisé des outils plus communs. Par exemple, pour les tasseaux et les arbres nous avons utilisé une scie à bois et pour les planches de notre structure nous avons utilisé une scie circulaire.

Bilan

Concevoir ce marteau à came a été très enrichissant, nous avons pu mettre en œuvre ce que nous avons appris durant ces deux années à Polytech Angers. Bien que nous ayons rencontré un certain nombre de problèmes comme pour la conception de la came ou encore le choix des matériaux, nous avons appris à nous adapter.

Un grand merci à Maxime Kachit et Boris Rayer pour nous avoir accompagnées tout au long de notre projet.

Merci pour votre lecture !  Nous espérons que le projet vous a plu ! 

Anaïs Lardière, Clara Chardigny, Laure Vallée

Tout d’abord, bonjour à toutes et à tous, bienvenue sur notre blog.

Notre projet “station de collecte ergonomique” ou plus simplement “poubelle” consiste à fabriquer des poubelles permettant de retirer celles présentes dans les salles de classes et dans les bureaux afin de faciliter la tâche au personnel de ménage.

De plus, l’école (Polytech Angers) étant engagée dans une démarche de Responsabilité sociétale, il était dommage que le tri soit mal respecté dans son enceinte.

Mais pourquoi le tri n’est-il pas respecté ?

Voici une question que nous nous sommes posée tout au début de notre projet. La réponse est simple, les couleurs des poubelles présentent ainsi que les affichages ne sont pas intuitifs, et personne ne passe 5 minutes à réfléchir à où jeter son déchet.

Et c’est ainsi que Sacha VERRON, Théo PORTOLLEAU et Romain LECOMTE, se lancèrent dans l’aventure de créer des poubelles permettant un tri simple et une utilisation facile.

Choix des poubelles

Nous savons tous qu’il existe différents types/couleurs, la question était lesquelles choisir. 

On a donc procédé par élimination : 

• Poubelle bleue (papier) : trop de normes à respecter, ce qui rend l’entretien compliqué et contraignant pour le personnel — éliminée.
  
• Poubelle rouge (métaux) : inutile dans notre contexte, car les seuls déchets métalliques sont les canettes, déjà collectées dans la poubelle jaune — éliminée.
  
• Poubelle violette (piles et batteries) : ce type de déchet n’est que très rarement jeté à Polytech — éliminée.
  
• Poubelle verte (verre) : le verre est très peu utilisé dans l’école, donc son tri ne semble pas pertinent ici — éliminée.

Il nous reste donc la poubelle jaune, pour les déchets recyclables, et la poubelle noire pour ceux non-recyclables.

Choix des matériaux

Pour ce projet, nous avons fait le choix d’utiliser des matériaux recyclés, car cela faisait sens pour nous : concevoir un objet destiné au tri des déchets, lui-même fabriqué à partir de déchets. Mais cela n’a pas été sans embûches… 

En quête de matériaux recyclés, nous avons d’abord envisagé de nous approvisionner dans une déchetterie, mais cela s’est avéré compliqué en raison de nombreuses normes. 

Monsieur RAYER, le responsable du Fablab, nous a alors conseillé de rendre visite à Matière Grise, une entreprise angevine spécialisée dans le réemploi de matériaux de chantier. Ils nous ont alors dit que ce serait compliqué pour eux de travailler avec des étudiants, et que les arrivages étaient rares et conséquents. Malgré leur impossibilité de nous aider ils nous ont orienté vers la Matériauthèque siléo dans les Mauges.

Nous nous y sommes rendus et y avons trouvé tout le bois dont nous avions besoin, ainsi que des poignées de porte et du métal.  

Pour les pièces plus techniques et difficiles à trouver dans ce genre d’endroit (Charnière, Rails) nous avons opté pour Brico dépôt . 

Design

L’une des missions les plus importantes selon nous était de rendre la poubelle “cool”, et pour cela les couleurs et tout ce qui touchait au design était un sujet crucial dans la conception.

Et oui, rendre une poubelle sympa et agréable à regarder tout en préservant son utilité n’est pas une mince affaire !!

Alors nous nous sommes lancés dans la conception 3D :

Voici notre première idée qui était à la fois réalisable avec les matériaux disponibles et qui nous plaisait visuellement.

Ensuite, nous avons développé des couvercles avec un trou en forme de feuille et de poubelle afin de reconnaître la poubelle recyclable ou non.

Pour les couleurs nous avons décidé de peindre un couvercle en noir et l’autre en jaune. 

Et pour les pieds, la couleur noir nous a semblé évidente pour rappeler la poignée.

Comment trier ?

Voici une petite discussion entre recyclator (jaune) et déchetator (noire) pour vous montrer, à vous jeunes padawans du tri, comment trier vos déchets à Polytech.

Photo de famille

Sacha VERRON à gauche, Romain LECOMTE au milieu, Théo PORTOLLEAU à droite

Petit tuto

Voici deux tutos permettant de placer et de retirer le sac poubelle du cadre des poubelles.

Placer le sac poubelle

Retirer le sac poubelle

Merci pour votre lecture, et bonne aventure dans ce vaste monde du tri sélectif !!!