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Système automatisé de fabrication de bougies

Description :

Produit développé dans le cadre d'une collaboration entre enseignants et industriel. La particularité de ce système automatisé est de posséder une diversité des technologies utilisées (électrique, pneumatique, hydraulique).

Fabrication réelle :
Ce système automatisé représente une ligne de fabrication de bougies de type "chauffe plat" en paraffine et se décompose en deux parties.
Une première partie permet de fabriquer les pastilles de paraffine avec ou sans couleur et une deuxième partie peut offrir la possibilité de sertir et couper la mèche à longueur et d'assembler l'ensemble dans un godet et de conditionner le produit fini dans des boîtes. Le produit fini est parfaitement utilisable.

Produit recyclable :
Le produit fini est recyclable à l'aide du broyeur, ce qui limite l'approvisionnement en matière

Spécifications techniques :

Module 1 :

1/ Partie Opérative :

- Transformation de la paraffine en granulés ou en pastille dans le cas du recyclage en poudre,
- Remplissage manuel de la paraffine en poudre dans la trémie constituée d'une vis sans fin permettant de remplir le mélangeur,
- Dosage du ou des colorants en poudre à l'aide de doseurs alvéolaires,
- Mélange de la paraffine et de colorant(s) à l'aide d'un malaxeur.
- Dosage du mélange à l'aide d'un doseur alvéolaire,
- Acheminement de la dose à l'aide d'un vérin pneumatique au-dessus du moule,
- Compression à l'aide d'un vérin hydraulique,
- Ejection à l'aide d'un vérin pneumatique,
- Evacuation des bougies en sortie du plateau (avec le percage permettant de recevoir la mèche pour la 2ème partie)..

2/ Capteurs :

- 4 détecteurs inductifs,
- 2 détecteurs inductifs haute pression,
- 3 détecteurs capacitifs pour pulvérulents,
- 5 détecteurs ils sur vérins,
- 1détecteur de force, interface électronique avec sortie analogique,
- 1 détecteur furtif avec bloc logique de sécurité,
- 1 pressostat électronique avec afficheur et sortie analogique.

Module 2 :

1/ Partie Opérative :

- Contrôle de la hauteur de la pastille à l'aide d'une fibre optique,
- Alimentation des pastilles à l'aide d'un convoyeur et d'une table d'indexage aux différents postes,
- Alimentation des coupelles à l'aide d'un bol vibrant,
- Séparation des coupelles à l'aide d'un vérin pneumatique,
- Coupelles amenées au poste de sertissage à l'aide d'un vérin pneumatique,
- Alimentation de la mèche à l'aide d'une pince pneumatique,
- Sertissage de la coupelle avec la mèche et Coupe de la mèche à l'aide de 2 vérins pneumatiques,
- Alimentation et Dépose du godet sur la pastille à l'aide de 2 vérins pneumatiques,
- Evacuation des bougies en sortie du plateau à l'aide d'un vérin rotatif pneumatique,
- Formation des rangées de bougies à l'aide d'un vérin pneumatique sans tige,
- Déstockage des boîtes vides (fond de la boîte) à l'aide d'un vérin pneumatique sans tige,
- Plaquage et Retournement de la boîte à l'aide d'un vérin compact et d'un vérin rotatif pneumatique,
- Dépose du couvercle et Evacuation de la boîte à l'aide d'un vérin pneumatique sans tige.

4/ Capteurs :

- 4 fibres optiques avec amplificateurs pour l'alimentation des pastilles, coupelles, godets,
- 1 détecteur photo électrique pour l'alimentation des pastilles,
- 1 détecteur inductif pour la présence des godets,
- 25 détecteurs ils et électroniques sur les vérins,
- 3 micro cellules pour l'alimentation des boîtes.

5/ Partie commande :

- Un automate programmable TELEMECANIQUE TSX 37 avec des entrées/sorties analogiques TOR,
- Des entrées/sorties TOR déportées,
- Un pupitre terminal de dialogue d'exploitation, permettant de saisir les paramètres du système,
- Une armoire de commande sur module 1,
- 2 armoires de commandes sur module 2,
- Un superviseur sur PC connecté à l'automate à l'aide d'un convertisseur RS232-RS485.

6/ Supervision :

La supervision permet la visualisation d'état, des défauts du système. Il sert aussi à la conduite et à la surveillance du système à l'aide de plusieurs pages d'écran disponibles pour l'utilisateur avec notamment les grafcets animés.

7/ Présentation :

- Entièrement caractérisée avec ouverture sur la face avant, Encombrement : Module 1 : L x l x h = 800 x 1950 x 2000mm, Module 2 : L x l x h = 800 x 2200 x 2000mm,

8/ Caractéristiques pédagogiques :

Le cycle est décrit sous forme de grafcets et du Gemma (Guide d'Etudes des Modes de Marche et d'Arrêts). Les différentes actions sont décrites sous forme de tâches, regroupées dans un grafcet de tâches au niveau de la structure du programme.

 

 

9/ Applications pédagogiques :

- Maintenance industrielle, - Analyse fonctionnelle du système, - Automatisme, - Dialogue entre pupitre - automate, et supervision - automate, - Mécanique industrielle.

9.1 Conduite de système automatisé :

- Exploitation de ligne de production : - A l'aide de l'interface homme/machine, - Et de la supervision, - Ces 2 composants permettent de saisir les paramètres nécessaires au fonctionnement du système automatisé nombre de bougies réalisées, les défauts, manque de matière; ainsi que d'informer l'utilisateur sur l'état de la chaîne à tout moment.

9.2 Mécanique industrielle :

· Etude des choix technologiques retenus pour la partie opérative en fonction de certaines caractéristiques (vitesse, course, capacité de stockage, temps de cycle...).

9.3 Automatisme :

- Dialogue homme/machine à l'aide du pupitre de dialogue et de la supervision :
- Visualisation des défauts, et de l'état de la machine à chaque instant (synoptiques des différentes parties, grafcets, gemma animés),
- Visualisation de l'état des capteurs et des moteurs.
Etude des modes de marche et d'arrêt :
- Possibilité de faire fonctionner la machine suivant 2 modes : - Mode de fonctionnement normal (F1), - Mode pas à pas dans le désordre (F4).
Etude l'architecture réseau :
- Echange d'informations entre le pupitre de dialogue, l'automate, le superviseur...
Analyse fonctionnelle du système :
- Identification et découpage du système automatisé en tâches, - Recherche des antériorités entre les tâches, - Elaboration des grafcets.
Etude des cadences avec la coordination des tâches pour le fonctionnement normal : - Optimisation des cadences,
- Comparaison entre le comportement réel du système et la simulation temporelle du cycle de fonctionnement.

9.4 Maintenance industrielle :

Recherches de pannes :
- Les entrées/sorties déportées utilisées offrent la possibilité de simuler les pannes facilement, - Les connecteurs à chaque capteur permettent leur remplacement par un
capteur défectueux, - Aide au diagnostic à l'aide du pupitre de dialogue et du superviseur.
Entretien des éléments mécaniques après un certain nombre d'heures (comme indiqué dans les noti­ces constructeurs) :
Pour les doseurs de colorant, le mélangeur et la trémie doseuse après un certain nombre d'heures d'utilisation :
- Nettoyage des trémies,
- Nettoyage de la vis sans fin,
- Nettoyage du malaxeur.
Pour le moule après un certain nombre d'heures d'utilisation :
Pour le groupe hydraulique :
- Vérification du niveau d'huile,
- Réglage de la pression,
- Réglage du limiteur de vitesse.
- Réglage de la tension de la bande,
- Centrage de la bande par rapport à la structure du tapis.
Pour le module de translation de la dose de mélange :
- Vérification et réglage du ressort de compression.
Pour le capteur de force sous la trémie doseuse :
- Etalonnage du capteur.
Pour l'ensemble du matériel électrique, mécanique et pneumatique :
- Vérification ou remplacement des pièces d'après les préconisations constructeurs, répertoriées dans le dossier pédagogique.
Pour l'alimentation en mèche après un certain nombre d'heures :
- Nettoyage des pièces permettant le guidage de la mèche paraffinée.
Pour les rives de guidage sous l'indexeur et en sortie de l'indexeur : - Nettoyage des pièces pour enlever les résidus de paraffine.
Pour les vérins pneumatiques :
- Vérification de la position des capteurs (ILS).

 

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