Exercices fonctions logiques 2eme science revision synthese

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Révision pour les Fonctions Logiques et Systèmes Mécaniques

A- Les fonctions logiques universelles

Un système est proposé pour réaliser un perçage sur un cylindre, maintenu par une vé réglable. Pour cela, une perceuse à colonne est utilisée, permettant de percer le cylindre avec l'intervention totale de l'opérateur. Pour sa commande, ce système dispose d'un bouton-poussoir de mise en marche (m) et d'un bouton-poussoir de mise à l'arrêt (a).

Description du fonctionnement

Quand on appuie sur le bouton-poussoir de mise en marche (m), le moteur M de la perceuse démarre ; lorsqu'on le relâche, le moteur continue de tourner.
Quand on appuie sur le bouton-poussoir de mise à l'arrêt (a), le moteur M s'arrête ; lorsqu'on le relâche, le moteur reste à l'arrêt.

Travail demandé

On donne la réalisation à relais électromagnétique suivante (schéma électrique non représenté) :

Donner l'équation logique du relais KM :
KM = m + (NON a . KM)
Donner l'équation logique du moteur M :
M = KM2
Indiquer la nature de la fonction mémoire :
Fonction mémoire à marche prioritaire.

Compléter la mise en évidence de la fonction mémoire :

e	a	m	M
0	0	0	Mémorisation de l'arrêt (sortie à l'état 0)
0	1	1	Mise en marche
0	0	1	Mémorisation de la marche (sortie à l'état 1)
1	0	0	Mise à l'arrêt
0	0	0	Mémorisation de l'arrêt (sortie à l'état 0)

Écrire l'équation de KM en utilisant uniquement des opérateurs NAND :
L'équation KM = m + (NON a . KM) peut être transformée pour n'utiliser que des opérateurs NAND.
Une forme possible est : KM = (NON m NAND (NON (NON a AND KM)))
Compléter la réalisation électronique de KM à base de circuit intégré CMOS 4001 :
La réalisation d'un circuit avec un CMOS 4001 pour KM utilise les entrées a, m, l'alimentation +12V, Vdd, Vss, des résistances R1, R2 et la sortie KM.
Pour plus de sécurité, on installe une protection pour perceuse munie d'un micro-interrupteur de sécurité (P). On obtient alors l'équation :
KM = P . (m + (NON a . KM))
D'après la nouvelle équation, compléter le schéma électrique de KM (schéma non représenté) :
Le schéma électrique doit intégrer le contact du micro-interrupteur de sécurité P en série avec le circuit de commande du relais KM, en plus des boutons a et m.
Écrire l'équation de KM en utilisant uniquement des opérateurs NOR :
L'équation KM = P . (m + (NON a . KM)) peut être transformée pour n'utiliser que des opérateurs NOR.
Établir le logigramme de KM, en utilisant uniquement des portes NOR à deux entrées (logigramme non représenté) :
Le logigramme illustre l'implémentation de l'équation KM = P . (m + (NON a . KM)) en utilisant uniquement des portes NOR à deux entrées, avec a, P, m comme entrées.
Écrire l'équation de KM en utilisant uniquement des opérateurs NAND :
L'équation KM = P . (m + (NON a . KM)) peut également être transformée pour n'utiliser que des opérateurs NAND.
Établir le logigramme de KM, en utilisant uniquement des opérateurs NAND à deux entrées (logigramme non représenté) :
Ce logigramme illustre l'implémentation de l'équation KM = P . (m + (NON a . KM)) en utilisant uniquement des portes NAND à deux entrées, avec a, P, m comme entrées.

Système technique : VÉ RÉGLABLE

I- Mise en situation

Le dessin d'ensemble représente un modèle de vé pour le centrage et le maintien de pièces de forme cylindrique (de différents diamètres) en vue de leur usinage. Le système est décrit dans un repère cartésien (X, Y, Z).

Rép.	Nb	Désignation
5	1	Écrou moleté
4	1	Goupille
3	1	Tige filetée
2	1	Vé
1	1	Corps

C- Étude des solutions constructives

1- Analyse du fonctionnement

Questions/Réponses

Question	Réponse
Quel est le mouvement d'entrée ?	Mouvement de rotation de l'écrou (5)
Quel est le mouvement de sortie ?	Mouvement de translation de la vé (2)
Quel est le rôle de la goupille (4) ?	Fixer la vé (2) avec la tige (3) et éliminer la rotation de cette dernière.
Justifier le filetage réalisé sur la tige (3).	Assurer une liaison hélicoïdale avec l'écrou (5).
Justifier la présence des rainures en U réalisées sur la vé (2).	Pour assurer le guidage en translation de la vé.

Indiquer les repères des pièces sur la vue éclatée (vue non représentée).
L'usinage réalisé sur la vé (2) est une :
Rainure en V.
Quel est le nom de l'usinage réalisé sur le corps (1) ?
Il s'agit d'un perçage.
Justifier le moletage de la pièce (5) :
Facilite la manœuvre manuelle de l'opérateur.
Justifier le perçage réalisé sur la tige (3) :
Il est destiné à loger la goupille (4).
Quelle est la liaison entre la vé (2) et le corps (1) ?
Liaison glissière.
Indiquer les repères des pièces (schéma non représenté) :
Les repères des pièces sont 1 (Corps), 2 (Vé), 3 (Tige filetée), 4 (Goupille), 5 (Écrou moleté).
Par quel côté s'effectue le montage de la tige (3) avec le corps (1) ?
À droite.
Donner l'ordre de montage de ces cinq pièces :
1 (Corps), 5 (Écrou moleté), 3 (Tige filetée), 2 (Vé), 4 (Goupille).

2- Construction d'une liaison mécanique

2-1 Compléter le tableau des liaisons ci-dessous :

Solution constructive	Mobilité (Tx, Ty, Tz / Rx, Ry, Rz)	Désignation
Liaison 4 / 3 (Goupille / Tige)	Tx=0, Ty=0, Tz=0 / Rx=0, Ry=0, Rz=0	Liaison Encastrement
Liaison 3 / 2 (Tige / Vé)	Tx=0, Ty=0, Tz=0 / Rx=0, Ry=0, Rz=0	Liaison Encastrement
Liaison {2+3+4} / 1 (Ensemble mobile / Corps)	Tx=1, Ty=0, Tz=0 / Rx=0, Ry=0, Rz=0	Liaison Glissière
Liaison 5 / 1 (Écrou moleté / Corps)	Tx=0, Ty=1, Tz=1 / Rx=1, Ry=0, Rz=0	Liaison Appui plan
Liaison 5 / {2+3+4} (Écrou moleté / Ensemble mobile)	Tx=1, Ty=0, Tz=0 / Rx=1, Ry=0, Rz=0	Liaison Hélicoïdale

2-2 Compléter le schéma cinématique de la Vé réglable (schéma non représenté) :

Le schéma doit représenter les corps (1, 5, 2+3+4) et les symboles des liaisons mécaniques les reliant.

3- Solutions constructives d'une liaison mécanique

Exemple 1 : Liaison de la vé (2) et du corps (1)

Les surfaces de contact sont celles qui permettent le guidage en translation. Les conditions fonctionnelles nécessaires au bon fonctionnement du mécanisme doivent être respectées.

Exemple 2 : Liaison de la tige (3) et de l'écrou (5)

Les surfaces fonctionnelles qui assurent cette liaison sont celles du filetage. Elles décrivent une hélice. Le nom de cette liaison est hélicoïdale. L'usinage réalisé sur l'écrou (5) pour recevoir la tige filetée (3) est un taraudage.

4- Représentation graphique d'une solution constructive

Exemple : Liaison de la tige (3) et de l'écrou (5)

La proposition est de remplacer la tige (3) filetée sur toute sa longueur par une nouvelle tige (nouvelle tige non représentée). Le travail demandé consiste à compléter la représentation graphique de cette solution en mettant en place cette nouvelle tige sur la vue en coupe.

Foire Aux Questions (FAQ)

Qu'est-ce qu'une fonction logique universelle ?

Une fonction logique universelle est une porte logique (comme la porte NAND ou NOR) qui peut être utilisée seule ou en combinaison pour réaliser toutes les autres fonctions logiques fondamentales (ET, OU, NON, XOR, etc.). Cela simplifie la conception et la fabrication des circuits numériques.

Pourquoi le moletage est-il utilisé sur des pièces mécaniques comme l'écrou d'une vé réglable ?

Le moletage est un procédé qui crée un motif en relief sur la surface d'une pièce métallique. Son principal objectif est d'améliorer la prise manuelle sur la pièce, la rendant plus facile à tourner ou à manipuler sans glisser, ce qui est crucial pour des éléments comme un écrou de réglage.

Quelle est la différence fondamentale entre une liaison glissière et une liaison hélicoïdale ?

Une liaison glissière n'autorise qu'un seul mouvement de translation rectiligne selon un axe, bloquant toutes les rotations et les autres translations. Une liaison hélicoïdale, quant à elle, combine un mouvement de translation et un mouvement de rotation autour du même axe, ces deux mouvements étant liés par le pas de l'hélice (par exemple, une vis dans un écrou).