Rapport de Stage LEAR Corporation [PDF]

Zitiervorschau

Université Hassan II – Casablanca Ecole Nationale Supérieure d’Electricité et de Mécanique Casablanca

Département

: Génie Electrique

Filière

: Electronique et Télécommunication

RAPPORT DE PROJET DE FIN D’ETUDES Réalisé au sein de

THEME :

Conception et réalisation d’un Poste de travail aménagé pour des coutures documentées à déchirure programmée sur des Airbags Soutenu le 02/07/2013, par :  M. MAJITE Omar  M. ROSTI Abdelghani

Membres du jury :

 Mme S. AMINE

Président  M. A. FAIL Rapporteur

 M. M. KHALDOUN  M.A. ERRAMI  M.K. GAIDI

Encadrant (ENSEM) Examinateur Encadrant (LEAR)

Promotion 2013 Projet de fin d’étude

Dédicaces A nos très chers parents… A nos sœurs et nos frères… A nos familles… A tous nos amis… A L’ENSEM…

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Remerciement Il nous est agréable au terme de ce travail, de présenter nos vifs remerciements à Mr SAIDI, Directeur général de LEAR CORPORATION -Tanger, qui nous a accepté pour passer notre stage de fin d’étude au sein de son organisme. 2

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Nos sincères remerciements vont également à Mr. GAIDI Kamal et Mr. ELCHEGUER Imad, nos encadrants industriels, pour l’intérêt avec lequel ils ont suivi la progression et la marche de ce travail, leurs encouragements, leur sympathie jamais démentie et pour tous les moyens qu’ils ont mis à notre disposition pour que ce travail soit à la hauteur. Nous tenons à remercier vivement Monsieur KHALDOUN Mohammed,

notre

encadrant et professeur à l’ENSEM, qui nous a assisté avec ses conseils et ses directives précieuses. Nous voudrons aussi exprimer notre reconnaissance et notre gratitude à l’AIENSEM pour leur coordination et leur aide pour obtenir ce stage. Nous remercions également le corps professoral de l'ENSEM pour leur inestimable contribution à notre formation. Sans oublier nos parents, nos familles qui ont fait des sacrifices énormes pour que nous puissions arriver là où nous sommes. Que toute personne ayant contribué de loin ou de près à la réussite de ce stage, reçoive l’expression de nos sincères reconnaissances et gratitudes.

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Projet de fin d’étude

Résumé L’étude présentée dans ce rapport s’inscrit dans le cadre de notre Projet de Fin d’Etudes effectué au sein de LEAR CORPORATION. Elle a pour objectif la conception et la réalisation d’un système de commande et de supervision d’une machine de couture industrielle. Cette étude nous a permis de dimensionner et faire un choix des capteurs appropriés pour relever les différentes grandeurs et consignes, ainsi que la conception d’une carte électronique basée sur un microcontrôleur pour décoder et adapter les signaux venants des capteurs et les envoyer vers l’ordinateur de supervision. Ensuite nous avons développé une application informatique qui surveille le système et assure la communication avec le serveur de base de données pour configurer la machine et sauvegarder des informations de traçabilité. Finalement nous avons mis en application tous les constituants de notre projet pour s’assurer de leur bon fonctionnement.

Abstract The study presented in this report lies within the scope of our Project of End of Studies carried out within LEAR CORPORATION. It aims at the design and implementation of supervision and control system of an industrial sewing machine. This study enabled us to dimension and make a choice of suitable sensors for measuring different variables, as well as the design of an electronic card based on a microcontroller to decode and adapt the signals received from sensors and send them to the supervisory computer. Then we developed a computer application that monitors the system and the communication with the server

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Projet de fin d’étude database to set up the machine and save traceability information. Finally, we have installed all components of our project to ensure their proper working.

Liste des figures Figure 1 : Siège intérieur pour automobile .......................................................................... 16 Figure 2 : Les unités de Lear Automotive Morocco ............................................................. 17 Figure 3 : Types des airbags ............................................................................................... 22 Figure 4 : Airbag l’latéral ................................................................................................... 22 Figure 5 : Emplacement de l’airbag l’latéral dans la coiffe .................................................. 22 Figure 6: Couture spéciale.................................................................................................. 23 Figure 7 : Les principaux composants nécessaires pour de la couture................................... 24 Figure 8: les étapes de réalisation d’un point de couture ...................................................... 25 Figure 9: les éléments de la machine à coudre ..................................................................... 26 Figure 10: Système de réglage de la tension de fil ............................................................... 26 Figure 11: Système de réglage de la longueur de point ........................................................ 27 Figure 12: Face arrière du variostop ................................................................................... 29 Figure 13: Prise pour entrées sorties ST2 ............................................................................ 29 Figure 14: WBS ................................................................................................................. 33 Figure 15: Modèle du système airbag ................................................................................. 36 Figure 16: Diagramme de choix des capteurs ...................................................................... 39 Figure 17: Schéma de branchement ETM ........................................................................... 41 Figure 18: Détecteur des points .......................................................................................... 44 Figure 19: Photo de la zone critique du projet Citroën A51 ................................................ 45 Figure 20: Le capteur SUNX SH22 avec son boitier de conditionnement ............................. 45 Figure 21: l’emplacement du capteur SUNX SH22 ............................................................. 46 Figure 22: Le début de l’opération de la couture ................................................................. 46 Figure 23: capteur de présence bobine ................................................................................ 46 Figure 24: Bobines............................................................................................................. 46 Figure 25: Plaque glissière ouverte ..................................................................................... 47 Figure 26: Schéma synoptique de la carte électronique........................................................ 48 Figure 27: Pince de fixation des bobines ............................................................................. 49 Figure 28: Etage d’adaptation des signaux .......................................................................... 50 Figure 29: L’étage de la sortie ............................................................................................ 51 Figure 30: Microcontrôleur ................................................................................................ 53 Figure 31: Diagramme de cas d’utilisation .......................................................................... 62 Figure 32: Organigramme d'ajout d'un nouveau projet à la base de données ......................... 67

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Projet de fin d’étude Figure 33: Organigramme de génération d’un ordre de travail ............................................. 68 Figure 34: Organigramme de paramétrage du système ........................................................ 69 Figure 35: Organigramme de processus de couture d'une pièce............................................ 70 Figure 36: Modèle de base de données ............................................................................... 71 Figure 37: Fenêtre principale de l'application informatique ................................................. 81 Figure 38: Boutons de configuration................................................................................... 82 Figure 39: Fenêtre de signalisation ..................................................................................... 82 Figure 40: Fenêtre d'authentification .................................................................................. 83 Figure 41: Fenêtre de génération d'un nouvel ordre de fabrication ....................................... 83 Figure 42: fenêtre d'ajout d'un nouveau projet à la base de données ..................................... 84 Figure 43: fenêtre de génération d'un ordre de fabrication ................................................... 84 Figure 44: Interconnexion logicielle ................................................................................... 86 Figure 45: Brochage de connecteur ST2 de variostop .......................................................... 87 Figure 46: Schéma 3D de la carte électronique ................................................................... 88 Figure 47: Brochage des entrées sorties de la carte .............................................................. 89 Figure 48: Schéma 3D de la carte de câblage ...................................................................... 89 Figure 49: Connexion entre le Variostop et la carte de câblage ............................................ 90 Figure 50: Connexion entre le capteur ETM et la carte de câblage ....................................... 90 Figure 51: Connexion RS422 ............................................................................................. 91 Figure 52: Connexion de la carte de câblage avec les électrovannes .................................... 91

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Projet de fin d’étude Tableau 2: les différentes entrées sorties du variostop ..................................................... 29 Tableau 3: Zone mémoire ETM ............................................................................................. 41 Tableau 4: Caractéristiques techniques ETM ......................................................................... 42 Tableau 5: Tableau comparatif des différents PICs ................................................................. 52 Tableau 6: Cas d'utilisation ...................................................................................................... 58 Tableau 7: Messages émis/reçu pour chaque acteur ................................................................ 59 Tableau 8: Tableau des prix estimés ........................................................................................ 77 Tableau 9: Liste des paramètres pour le variostop EFKA AB221A/AB321A ........................ 86 Tableau 10: Liaison entre les connecteurs ........................................................................ 90 Tableau 11: Caractéristiques techniques du détecteur de point ...................................... 104 Tableau 12: Caractéristiques techniques du capteur SUNXSH22 ......................................... 105 Tableau 13: Caractéristiques techniques du capteur de présence bobine .............................. 106 Tableau 14: Caractéristiques techniques du capteur de longueur de point ..................... 106

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Projet de fin d’étude

Liste des abréviations Langage C#

: Langage C Sharp

WBS

: Work Breakdown Structure

ETM

: Eltex Tension Monitor (Capteur de tension)

PIC

: Peripheral Interface Controller

PLC

: Programmable Logic Controller

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Projet de fin d’étude

Sommaire Introduction générale ........................................................................................................ 13 Cahier des charges ............................................................................................................ 14 CHAPITRE 1 : Présentation de l’organisme d’accueil...................................................... 15 1.1 1.1.1 1.2

Présentation du groupe LEAR .............................................................................. 16 Domaine d’activité ........................................................................................ 16 Groupe LEAR CORPORATION MOROCCO ...................................................... 17

1.2.1

Historique de Lear Trim Tanger .................................................................... 17

1.2.2

Fiche technique ............................................................................................. 18

1.2.3

Organigramme hiérarchique .......................................................................... 18

CHPITRE 2 : Contexte du projet ...................................................................................... 19 2.1

Airbag ................................................................................................................. 20

2.2

L'intérêt de l'airbag .............................................................................................. 20

2.3

Les différentes parties d'un airbag......................................................................... 20

2.3.1

Le générateur de gaz ..................................................................................... 20

2.3.2

Le coussin gonflable ..................................................................................... 20

2.3.3

Le boîtier / les capteurs ................................................................................. 21

2.4

Principe de fonctionnement .................................................................................. 21

2.5

Temps de fonctionnement .................................................................................... 22

2.6

Types d’airbag ..................................................................................................... 22

2.7

Airbag latéral ....................................................................................................... 22

2.7.1

Etapes de déclenchement de l’airbag latéral ................................................... 23

2.7.2

Couture spéciale............................................................................................ 23

2.8

Description de la machine de couture ................................................................... 24

2.8.1

Principe de la couture .................................................................................... 24

2.8.2

Les principaux éléments de la machine à coudre ............................................ 26

2.8.3

Système de réglage de la tension de fil ........................................................... 26

CHAPITRE 3 : Analyse du projet ..................................................................................... 31 3.1

L’idée du projet ................................................................................................... 32

3.2

Structure de découpage du projet (le WBS)........................................................... 32

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Projet de fin d’étude 3.3

Stratégie du travail ............................................................................................... 33

3.4 3.5

Analyse du projet ................................................................................................. 33 Paramètres de couture .......................................................................................... 34

3.5.1

Tension de fil ................................................................................................ 34

3.5.2

Vitesse de la machine .................................................................................... 34

3.5.3

Nombre de points .......................................................................................... 34

3.5.4

Longueur du point ......................................................................................... 34

3.5.5

Bobines de fil................................................................................................ 34

3.6

Configuration de la machine ................................................................................. 35

3.7

Traçabilité ........................................................................................................... 35

3.8

Model du système ................................................................................................ 36

CHAPITRE 4 : Etude et conception ................................................................................. 37 4.1

Choix et configuration des capteurs ...................................................................... 38

4.1.1

Définition ..................................................................................................... 38

4.1.2

Capteur de Tension de fil .............................................................................. 40

4.1.3

Détecteur du point de couture ........................................................................ 44

4.1.4

Détecteur de la zone critique ......................................................................... 44

4.1.5

Capteur de présence des bobines.................................................................... 46

4.1.6

Capteur de présence de la plaque glissière...................................................... 47

4.1.7

Capteur de Longueur de point........................................................................ 48

4.2

Organe de commande........................................................................................... 48

4.2.1

Schéma synoptique de la carte électronique ................................................... 48

4.2.2

Unité de traitement ........................................................................................ 52

4.2.3

Organigrammes de fonctionnement de la carte ............................................... 57

4.3

Logiciel de supervision ........................................................................................ 59

4.3.1

Analyse et modélisation ................................................................................ 59

4.3.2

Analyse des besoins fonctionnels ................................................................... 61

4.3.3

Diagramme de cas d’utilisation...................................................................... 62

4.3.4

Diagrammes de séquence .............................................................................. 63

4.3.5

Diagrammes d’activités ................................................................................. 66

4.3.6

Base de données............................................................................................ 71

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Projet de fin d’étude 4.3.7

Outils de conception...................................................................................... 76

CHAPITRE 5 : Mise en œuvre et réalisation.................................................................... 78 5.1

Etude technico-économique ................................................................................. 79

5.1.1 Chiffrage de l’affaire ..................................................................................... 79 5.2 Les interfaces Homme Machine ........................................................................... 80 5.2.1 5.3

Charte graphique ........................................................................................... 80 Carte électronique ................................................................................................ 84

5.3.1

Généralité sur les cartes électroniques ............................................................ 84

5.3.2

Outils de conception de la carte ..................................................................... 85

5.3.3

Schéma de la carte électronique ..................................................................... 86

5.3.4

Schéma de la carte de câblage ....................................................................... 86

5.3.5

Typon de la carte électronique ....................................................................... 86

5.3.6

Typon de la carte de câblage.......................................................................... 86

5.3.7

Face composants ........................................................................................... 86

5.3.8

Guide d’utilisation ........................................................................................ 87

Conclusion générale .......................................................................................................... 93 Bibliographie .................................................................................................................... 94 Annexes ............................................................................................................................ 95

Introduction générale Le perfectionnement de la protection des passagers pose avec les airbags des exigences accrues aux coutures de l’équipement intérieur d’automobile. En cas d’accident les airbags incorporés doivent pouvoir sortir des sièges automobiles, du revêtement des portes et du tableau de bord, ainsi l’emplacement de l’airbag doit être conçu d’une façon spéciale pour garantir la sortie exacte de ce dernier lors du déclanchement.

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Projet de fin d’étude Le déclanchement de l’airbag latéral dépend de la solidité de couture de la coiffe du coussin qui le contient. Cette couture doit répondre aux exigences d’emploi normal et garantir la sortie exacte et sans problèmes de l’airbag. Dans cette perspective LEAR CORPORATION a décidé d’utiliser une machine de couture spéciale. La machine actuelle n’est pas fiable et contient un système confidentiel, ce qui handicape sa maintenance et sa configuration, d’où l’idée de concevoir leur propre machine qui assure le même fonctionnement de la machine actuelle avec d’autres fonctionnalités supplémentaires et un control totale du système de commande et de supervision. C’est dans ce cadre que s’inscrit notre projet de fin d’étude qui consiste entre autre à étudier, concevoir et réaliser le système de commande et de supervision de cette machine. Pour ce faire nous commencerons par une étude descriptive des systèmes airbag. Ensuite nous allons étudier la machine concernée. Ainsi nous établissons une analyse complète du projet sur laquelle sera basée notre conception. Enfin, la dernière partie traitera la réalisation et la mise en œuvre du projet avec un guide d’utilisation des différents constituants du système.

Cahier des charges Une vision simplifiée du processus de projet commence par la rédaction d’un cahier des charges par l’entreprise. A partir de celui-ci, le stagiaire répond à la liste des besoins et les exigences qu’il faut respecter lors de la réalisation du projet. Dans notre cas, aucun cahier des charges n’avait été mis en place, la première étape fut donc d’aller interroger les personnes concernées afin de comprendre le fonctionnement actuel et leurs besoins potentiels puis de rédiger un cahier des charges.

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Projet de fin d’étude Le travail demandé par LEAR CORPORATION consiste à concevoir un système automatisé pour la surveillance des machines de couture de la partie d’airbag latéral des coussins intérieurs d’automobile, pour ce faire nous avons élaboré le cahier des charges suivant : Identification des personnes dotées d’un droit d’accès classifié. Paramétrage de la machine au début de chaque processus de fabrication, à l’aide d’un lecteur des codes barre. Surveillance continue des paramètres de couture, à savoir :  Tension de fil.  Nombre de points.  Détection des différentes zones de couture.  Présence des bobines de fil.  Control de la vitesse de la machine.  Fermeture de la plaque glissière. Configuration du système en cas du changement du model des pièces. Gestion des alertes et arrêt de la machine en cas de défaut. Impression d’étiquette de validation en cas de pièces homologuées. Sauvegarde des paramètres de couture de chaque pièce sur la base de données.

 Le procédé de couture est commandé par une carte électronique intelligente et surveillé par un ordinateur en liaison avec le serveur base de données.

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Présentation de l’organisme d’accueil

CHAPITRE I 1 Présentation de l’organisme d’accueil Dans cette partie, nous exposons l’organisme d’accueil. Elle donne un aperçu sur LEAR CORPORATION au niveau mondial et national tout en mettant l’accent sur la notoriété de l’entreprise et son secteur d’activité.

1.1 Présentation du groupe LEAR Les constructeurs automobiles ne sont pas les seuls acteurs dans l’industrie automobile. Une part importante des éléments composant une voiture est produite par les équipementiers. Ces derniers sont ainsi devenus des acteurs industriels incontournables, spécialisés le plus souvent dans des sous-ensembles complets (sièges, systèmes d'échappement…etc.) des véhicules. Lear Corporation fait partie de ces équipementiers et se classe parmi les leaders sur le marché international.

1.1.1 Domaine d’activité Lear Corporation est une société américaine spécialisée dans la fabrication et la distribution d'équipements intérieurs automobiles. À la fin de juin 2009, elle était le deuxième fabricant de sièges automobiles au monde. En 2006, elle possédait 242 unités de production dans 33 pays, employait environ 90 000 personnes et avait un chiffre d'affaires de 17,8 milliards USD. Son siège est situé à Southfield au Michigan, États-Unis et son nom apparaît sur la liste Fortune 500.

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Présentation de l’organisme d’accueil

Figure 1 : Siège intérieur pour automobile

1.2 Groupe LEAR CORPORATION MOROCCO 1.2.1 Historique de Lear Trim Tanger Mai 2008 : Acquisition de la société SUNVIAUTO. Juillet 2008 : Début de l’activité de coupe à Trim 2. mars 2009 : Consolidation de la coupe et de la couture dans Trim 2. Juin 2009 : Lancement du programme A51 (Stand Up Couture) Octobre 2009 : Obtention de la certification TS 16949. Décembre 2009 : 3ème shift commence le travail dans le processus de couture. Avril 2010 : Mise en œuvre complète de l’expédition en vrac. Juillet 2010 : Certification TS 16949 (1er tour) Septembre 2010 :  Acquisition de la Nouvelle-bâtiment Lear Trim 3  Commencement de la coupe en cuir à l’intérieur (projet D25)  Société décernée pour deux nouveaux projets. Novembre 2010 : Transfert d’un nouveau projet de Jaroslaw à Tanger 2011 : Début de l’injection de la mousse pour les appuis-tête.

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Présentation de l’organisme d’accueil

Figure 2 : Les unités de Lear Automotive Morocco

1.2.2 Fiche technique Tableau 1 : Fiche signalétique de LEAR CORPORATION Tanger Nom - Raison sociale

LEAR CORPARATION Morocco (TRIM – FOAM)

Forme juridique

Société anonyme simplifiée S.A.S

Pays d’origine

Etats unis

Adresse

Lot 10, Zone franche, Tanger, Maroc +212 39394442 / +212 39398500

Téléphone Fax

+212 39394005

Effectif de l’entreprise

+1800 salariés

Date de création

Mai 2008

Activité

Confection et injection des coiffes pour automobiles

Site web

www.lear.com

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Présentation de l’organisme d’accueil

1.2.3

Organigramme hiérarchique Directeur général Directeur des opérations

Responsable Maintenance

Manager logistique

Manager Qualité

Manager Production

Manager Ingénieurie

Manager RH

Maintenance coupe Maintenance couture Maintenance bâtiment

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Contexte du projet

CHAPITRE I I 2 Contexte du projet L’objectif de cette partie est de situer le projet dans son environnement contextuel. Elle commence par une présentation des systèmes airbag et leurs intérêts, ensuite une explication de la couture spéciale à laquelle s’intéresse notre projet, puis une description de la machine utilisée.

2.1 Airbag Un airbag (de l'anglais, littéralement « sac d’air »), coussin gonflable de sécurité ou simplement coussin gonflable, est une membrane ou un enveloppe flexible, dans laquelle de l’air ou un autre gaz est très rapidement injecté par une réaction chimique explosive (perchlorate), pour la gonfler et ainsi amortir un choc. Les airbags sont principalement utilisés dans les automobiles, pour protéger les passagers lors d'une collision et ainsi leur éviter de percuter violemment certains équipements de la voiture (volant, vitres latérales, appuietête avant pour un passager arrière, etc.). Son efficacité optimale est obtenue dans son association avec une ceinture de sécurité et un prétensionneur de ceinture.

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Contexte du projet

2.2 L'intérêt de l'airbag Lors d'un choc frontal, un airbag frontal diminue la probabilité de mourir de 25 % pour un conducteur ceinturé.

2.3 Les différentes parties d'un airbag En termes de pièces détachées chez un constructeur automobile, le coussin gonflable de sécurité est un module indépendant (appelé en Europe un « module-airbag »). Il se loge en différents endroits du véhicule suivant l'utilisation : dans le volant pour le conducteur, dans le tableau de bord pour le passager, dans les piliers de portières ou de coffre pour protéger le thorax, rideaux latéraux pour protéger la tête, sous la colonne de direction pour protéger les genoux. Ce module est constitué de trois éléments :

2.3.1 Le générateur de gaz Son déclenchement est géré par le calculateur, il débite des gaz afin d'assurer le gonflement du sac. Il existe trois types de générateurs : pyrotechniques, hybrides et gaz froid.

2.3.2 Le coussin gonflable Constitué de toile plus ou moins épaisse, il est plié au-dessus du générateur de manière à assurer une cinématique de déploiement optimale (rapidité et placement du sac vis-à-vis de l'occupant à protéger). Le coussin déplié contient 35 à 70 litres de gaz pour un airbag conducteur et de 60 à 160 litres de gaz pour le passager. À l'arrière de certains sacs, des trous sont réalisés, appelés « évents ». Ils servent à calibrer le dégonflage du sac, soit par pression de l'occupant, soit par effet naturel les gaz de combustion sortant du sac. Les sacs qui ne sont pas équipés d'évents sont réalisés dans des matériaux plus ou moins poreux ; la peau du sac jouant dans ce cas-là le même rôle que les évents. Les évents ou la porosité permettent également le dégonflage automatique du coussin après sa mise en œuvre.

2.3.3 Le boîtier / les capteurs Le boitier électronique centralise les informations des différents capteurs, détermine via différents critères physiques la sévérité de la collision pour ensuite envoyer ou non un ordre de déclenchement à chacune des différentes protections. Le boîtier peut-être métallique, plastique ou en fibres, il est généralement fixé au niveau de la boite de vitesses.

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Contexte du projet Le ou les capteurs, généralement accélérométriques, sont positionnés à différents endroits du véhicule. L'utilisation de plusieurs capteurs permet d'améliorer les temps de réponse et la robustesse du système de détection de crash.

2.4 Principe de fonctionnement Le calculateur reçoit en permanence les mesures des différents capteurs. Un algorithme de crash, intégré dans le calculateur, calcule alors différents critères physiques. Chaque critère vise à évaluer une caractéristique précise. Le type de collision (frontale, latérale, arrière), la vitesse d'impact, la raideur de l'obstacle, la surface de contact entre l'objet percuté et le véhicule peuvent alors être évaluées. Ceci déterminera l'utilité de déclencher ou non telle ou telle protection et à quel moment. Le constructeur définit les protections à déclencher et les temps de décision sur une série d'essais de laboratoire. Ceux-ci représentent les pires cas pour chaque type de collision (frontal, latéral, arrière, tonneau). Ils permettent de calibrer le système, les niveaux accélérométriques sur un même choc variant largement en fonction du véhicule. Ceci est dû aux différences structurelles des véhicules.

2.5 Temps de fonctionnement Les temps de fonctionnements des coussins gonflables dans un véhicule sont différents suivant leur localisation à bord, les coussins gonflables étant conçus pour un type de véhicule et une utilisation donnés. Leur dimensionnement est étudié grâce à des essais de déploiement et une même configuration peut se comporter différemment suivant les véhicules. Les valeurs données ci-dessous représentent donc des temps de fonctionnement moyen.

2.6 Types d’airbag

2

Il existe principalement trois types

1

d’airbag : Airbag frontale (1). Airbag rideau (2).

Airbag

3

latéral (3).

Figure 3 : Types des airbags

 Dans notre projet on s’intéresse

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Contexte du projet à l’airbag latéral.

2.7 Airbag latéral Coussin se gonfle instantanément en cas de collision latérale afin de protéger le bassin (et la tête pour certains modèles). Il est placé dans le dossier du siège.

L’emplacement d’airbag

Figure 4 : Airbag l’latéral

Figure 5 : Emplacement de l’airbag l’latéral dans la coiffe

2.7.1 Etapes de déclenchement de l’airbag latéral

Début de déchirure de la coiffe et apparition de la membrane d’airbag.

Sortie d’une partie de l’airbag.

Sortie de l’airbag complet.

2.7.2 Couture spéciale La couture est un maillon important dans la fabrication des équipements intérieur d’automobile, et doit satisfaire à de nombreuses exigences : être dépourvue de défauts, résistante aux contraintes mécaniques et d’un haut niveau esthétique. La couture de la partie de la coiffe qui contient l’airbag latéral doit garantir la sortie de ce dernier au moment du déclenchement, qui va déchirer une zone bien définie du siège.

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Contexte du projet Cette couture spéciale est basée sur l’utilisation de deux fils différents. Comme il est illustré dans la figure ci-dessous, le fils bleu est plus faible que le fil rouge. Lors du déclenchement, la membrane de l’airbag applique une pression sur la zone de couture ce qui provoque la déchirure du fil faible (fil bleu), au niveau des points pi, et permet à l’airbag de sortir pour assurer la protection.

p1

p2

p3

Figure 6: Couture spéciale

2.8 Description de la machine de couture Une machine à coudre est une machine, d'usage domestique ou industriel, qui exécute mécaniquement les points de couture, généralement en utilisant deux fils, le fil supérieur enfilé dans l'aiguille, et le fil inférieur venant de la canette.

2.8.1 Principe de la couture La machine à coudre se sert de trois principaux composants pour faire un point : L’aiguille qui fait passer le fil à travers le tissu Les griffes d’entrainement qui attrape le tissu et le tire vers l’avant Le crochet rotatif

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Contexte du projet

Griffes d’e ﾐ trai ﾐ e ﾏ e ﾐ t

Pied presseur

Aiguille

Crochet rotatif

Figure 7 : Les principaux composants nécessaires pour de la couture

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Contexte du projet

Figure 8: les étapes de réalisation d’un point de couture

Schéma 1 : L'aiguille traverse le tissu en tirant le fil qui est logé dans la rainure. Schéma 2 : L’aiguille remonte. Le fil freiné dans le tissu forme une boucle. Schéma 3 : Le crochet rotatif s’engage dans la boucle. Schéma 4 : Le crochet agrandit la boucle, le tendeur s’est abaissé le fil glisse dans la rainure de l’aiguille et dans le chas, la boucle va passer autour de la canette Schéma 5 : Le crochet a lâché la boucle qui entoure maintenant le fil de canette. Il commence un autre tour pour prendre la boucle suivante. L'aiguille remonte, le tendeur remonte brusquement pour serrer le point. Schéma 6 : Le tendeur tire sur le fil d'aiguille, ce qui entraîne le fil de canette dans l'épaisseur des tissus. Les griffes montent et vont entrainer le travail de la longueur d'un point. Le crochet continue sa rotation, l'aiguille va redescendre, les griffes aussi, même procédé pour le point suivant.

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Contexte du projet Point d’arrêt Nous réalisons un point d’arrêt en cousant deux ou trois points en avant et puis en arrière. L’objectif de point d’arrêt est de renforcer la couture au début et à la fin pour que le fil ne s’arrache pas facilement.

2.8.2 Les principaux éléments de la machine à coudre

Système de réglage de la tension de fil

Canette

L’aiguille Plaque glissière

Figure 9: les éléments de la machine à coudre

2.8.3 Système de réglage de la tension de fil Pour obtenir un point régulier et bien formé, il est nécessaire que la tension du fil permette un défilement continu du fil de bobine avec celui de la canette pour former correctement le point. La tension de fil de l’aiguille se règle à travers des boutons qui sont liés avec des ressorts pour tendre ou détendre le fil.

Figure 10: Système de réglage de la tension de fil

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Contexte du projet Système de réglage de la longueur de point La longueur de point est réglé par un système mécanique qui converti la rotation d’un bouton à une translation de l’aiguille.

Figure 11: Système de réglage de la longueur de point

Aiguille Une aiguille à coudre ou aiguille à chas est un instrument de couture permettant de faire passer un fil à travers un tissu ou un cuir, La particularité de l’aiguille de la machine à coudre c’est que le chas est placé dans la pointe, et elle contient d’un côté une longue rainure, pour que le fil de ce côté puise se déplacer avec l’aiguille sans être freiné par le tissu, par contre le fil de l’autre côté de l’aiguille se coince avec le tissu lors de la monté pour former la bouclette. Voir le Figure 8.

Canette La canette de la machine à coudre est une petite bobine qui se trouve sous l'aiguille et qui dévidera le fil du dessous :  elle peut être en métal ou plastique et mesure environ 2 cm de diamètre,  elle s'insère sous la plaque glissière, située sous l'aiguille, et permet d'avoir une réserve de fil bien ordonnée.

VarioStop Le Variostop est l’unité de commande de la machine à coudre :

Entrées/sorties du Variostop

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Contexte du projet

Moteur

Entrées/so rties

Pédale (vitesse) VARIOSTOP

Synchronis ateur de la position

Electrovan nes

Une pédale transmet la valeur de la vitesse vers le variostop pour qu’il puisse commander le moteur, ensuite il synchronise le mouvement de l’aiguille avec celui de canette, puis il peut commander des électrovannes pour faire des points d’arrêt, élévation du pied presseur et pour couper le fil. Le variostop contient un connecteur DB37 ou on trouve des différentes entrées sorties.

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Contexte du projet

Figure 12: Face arrière du variostop Figure 13: Prise pour entrées sorties ST2

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Contexte du projet Tableau 2: les différentes entrées sorties du variostop Entrées

Fonction

Sorties

Fonction

in1/M16

Module fonction B

M1

Coupe fil

in2

Blocage de la marche

M2

in3

Aiguille en haut/bas

M4

in4/M6

Module fonction A

M5

Refroidissement de l’aiguille

Ouvre tension Changement

de

la

course

d’élévation du pied presseur Point d’arrêt intermédiaire

in5

M7 Détecteur de case de fil en bas à gauche

Détecteur de case de fil en bas

in6

M9 Détecteur de case de fil en bas à droite

Module fonction C

in7 in8

Limitation

de

la

vitesse

M14

Moteur en marche

VR

Point d’arrêt

FL

Élévation du pied presseur

3000tr/mn Cellule photo-électrique

in9 i10/M8

Suppression/appel d’arrêt

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du

point

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Analyse du projet

E CHAPITR III 3 Analyse du projet Dans cette partie, nous présentons le projet et la méthode du travail, ensuite nous aborderons, dans le cadre de l’analyse du cahier des charges, l’architecture fonctionnelle et technique de notre projet, pour enfin arriver à un model sur lequel se basera la conception.

3.1 L’idée du projet L'idée de ce projet est inspirée du système ABL développé par le département R&D de la filiale de LEAR CORPORATION au Mexique. Le système ABL assure une supervision continue et en temps réel de la couture ainsi que l’enregistrement de la traçabilité de chaque pièce. Notre projet est relativement similaire, nous l’avons nommé MAJIOSTI AIRBAG et il est composé de deux grandes parties essentielles, un logiciel pour la supervision, et une carte électronique pour la commande. L’enregistrement de la traçabilité se fait sur la base de données de l’entreprise.

3.2 Structure de découpage du projet (le WBS) Work Breakdown Structure (WBS) (en français : Structure de découpage du projet) est une décomposition hiérarchique, axée sur les tâches et activités du travail que l’équipe de projet doit exécuter pour atteindre les objectifs du projet et produire les livrables voulus.

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Analyse du projet Le WBS est constituée d'éléments. Chaque élément correspond à une tâche ou à un ensemble

Figure 14: WBS de tâches du projet. Le premier élément d’un WBS est le projet lui-même et donc, il reçoit le nom du projet. À partir de celui-ci, des autres éléments sont créés en dessous pour représenter chaque élément du projet. Le WBS a pour but d’aider à organiser le projet et à établir la planification de référence. Il permet également de déléguer et de contractualiser la mission confiée à chaque acteur.

La figure suivante présente le WBS du projet :

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Analyse du projet

3.3 Stratégie du travail Afin de réaliser un travail de qualité, des plans de tests ont été définis avant de commencer le développement. Ces plans de tests, créés à partir des spécifications permettent de vérifier que les fonctionnalités prévues ont été implémentées. Ils servent à évaluer l’application dans son ensemble. En cours de développement, afin de tester plus particulièrement chaque composant de l’application, on a divisé le projet en plusieurs sous parties indépendantes. Alors que les plans de tests concernent l’application globale. Les sous parties se concentrent sur un élément précis de l’application et sur les fonctionnalités attendues dans cet élément.

3.4 Analyse du projet Comme nous l’avons signalé dans le cahier des charges, ce projet a trois grands axes : La surveillance continue des paramètres de couture. Le paramétrage de la machine. La sauvegarde de la traçabilité de chaque pièce.

3.5 Paramètres de couture D’après les tests effectués au sein des centres R&D de LEAR CORPORATION on a arrivé à déterminer les différents paramètres qui influencent la déchirure de l’emplacement d’airbag lors du déclenchement. Ainsi ces paramètres doivent être surveillés afin de respecter les normes exigées pour la réalisation d’une couture convenable. Le control continue de ces paramètres est réalisé par l’intermédiaire de différents capteurs installés sur la machine de couture. 3.5.1 Tension de fil La tension de fil est le paramètre principal agissant sur la déchirure de la partie concernée. Alors il faut prévoir un dispositif de mesure de tension de fil, précis, fiable et efficace.

3.5.2 Vitesse de la machine La vitesse de la machine est la vitesse de couture, donc c’est la vitesse de réalisation d’un point. D’après les tests réalisés on a constaté que ce paramètre à une influence directe sur la tension de fil. Le control de cette vitesse revient à communiquer avec le Variostop de la machine par l’intermédiaire de son interface d’entrées/sorties.

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Analyse du projet

3.5.3 Nombre de points Ce paramètre représente le nombre de points tolérés dans la zone qui sera déchirée lors de déclenchement de l’airbag (zone critique), donc on aura besoin d’un système de comptage des points synchronisé avec la monté et la descente de l’aiguille.

3.5.4 Longueur du point La longueur du point est la distance entre deux chas (trous de l’aiguille) successifs, c’est une grandeur en mm, généralement entre 3 et 9 mm, elle est imposée par le client. Normalement la machine dispose d’un bouton (rotatif) mécanique pour le réglage de cette longueur, on va installer un capteur qui nous donne l’image (signal électrique) de position de ce bouton pour relever la longueur de point.

3.5.5 Bobines de fil Comme il a était déjà expliqué, cette couture nécessite un type de fil spécial, c’est pour cela qu’il faut s’assurer en permanence que la couture est réalisée par les bobines spécifiées par le responsable du projet, d’où le besoin d’installer un dispositif qui indiquer la présence ou l’absence des bobines.

3.6 Configuration de la machine Au début de chaque processus de fabrication l’opérateur saisi, à l’aide d’un lecteur code barre, les différentes références pour configurer la machine. Cette opération permet au système de se connecter à la base de données pour charger les paramètres définis pour cette fabrication. Alors il faut concevoir un système qui s’adapte avec différents modèles, sans oublier les paramètres de couture cités au paragraphe précèdent. 3.7 Traçabilité La traçabilité est devenue essentielle dans la surveillance et l'appréciation de la qualité des produits. Sous la pression de réglementations successives, son efficacité s'est accrue par l'optimisation et la performance de nouvelles technologies. L’ensemble des opérations effectuées sur les pièces ainsi que toutes les données liées à cellesci font l’objectif d’enregistrements qui sont conservés dans la base de donnée, ainsi à la fin de

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Analyse du projet couture de chaque pièce un numéro de série, sous forme de code barre, est imprimé afin d’être collé sur la pièce.

3.8 Model du système La figure ci-dessous représente le model général de notre projet : Détection des points

Détection zone critique Stop machine

Carte électronique

Présence Bobines de fil Plaque glissière

Limitation vitesse Pinces de fixation des bobines

Longueur de point Poi ﾐ t d’arrêt

RS232

Imprimante de ticket code à barre

RS422

Capteur Tension de fil

PC (App C#) USB

Lecteur code à barre

BD

Figure 15: Modèle du système airbag

Remarque : Détection zone critique : cette consigne informe le système du début et fin de la zone critique (zone déchirée lors du déclenchement d’airbag). Plaque glissière : détecte l’état (ouverture/fermeture) du couvercle qui protège la canette de fil. Point d’arrêt : sert à déterminer le début et la fin de couture.

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Analyse du projet

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Etude et conception

CHAPITRE V I 4 Etude et conception Pour présenter le travail effectué dans cette partie, nous allons commencer par justifier les capteurs utilisés. Ensuite nous présentons la carte électronique comme solution de la commande de système, enfin nous expliquons l’application informatique qui joue le rôle de logiciel de supervision du système.

4.1 Choix et configuration des capteurs 4.1.1 Définition Un capteur transforme une grandeur physique en une grandeur normée, généralement électrique, qui peut être interprétée par un dispositif de contrôle commande.

Energie

Grandeur physique ふ T, P, ﾏ…ぶ

Capteur

Signal électrique (TOR, numérique, analogique)

Schéma d’un capteur industriel

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Etude et conception

Méthode de choix de la technologie La plus part des capteurs qu’on a utilisé dans ce projet sont des capteurs de présence, donc pour le choix de la technologie on se sert du diagramme suivant :

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Etude et conception

4.1.2 Capteur de Tension de fil Le capteur de tension Eltex Tension Monitor est un périphérique utilisé pour les machines à coudre et autres applications similaires. L’ETM surveille la tension du fil se comporte également comme un détecteur de rupture de fil. Il

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Etude et conception permet à l'opérateur de maintenir la tension du fil dans la gamme de tension souhaitée pour un meilleur fonctionnement.

Avantages Amélioration de la qualité de couture. Détection de rupture de fil. Facilité de réglage de la tension de la canette.

Caractéristiques Surveille la tension du fil en fonction des limites fixées par logiciel via l'interface RS422. Plages de mesure programmables. Mesure de la tension de chaque point de fil. Fonction de filtre d'arrêt programmable. Génération d’un message impulsion d'alerte pour avertir l'ordinateur de contrôle des dépassements de limites. Flexibilité des paramètres de fonctionnement. LED d’indication des de limites surveillées. Entrée de synchronisation séparée par optocoupleur. Étalonné en usine - pas de réinitialisation manuelle nécessaire.

Schéma de branchement

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Etude et conception

Figure 17: Schéma de branchement ETM

Détection des limites de mesure 3 différentes méthodes de transfert d'informations d'un événement à l'ordinateur de commande.

Sans événement d’exécution Définir les limites d'arrêt et les limites d'indication des valeurs concernées. Lorsque l'une des limites d'arrêt est dépassée et que la condition de filtre d'arrêt est satisfaite, l’ETM envoie toujours une impulsion d'alerte de message et arrête la surveillance.

Événement d’exécution lors d’un dépassement des limites Définir les limites d'indication à 0 (0 = désactivé), fixer les limites d'arrêt à des valeurs concernées. Lorsque l'une des limites d'arrêt est dépassée et que la condition de filtre d'arrêt est satisfaite, l’ETM envoie un message d'événement d'exécution et de surveillance d'arrêt.

Événement d'exécution à chaque point Définir les limites d'indication et les limites d'arrêt à des valeurs concernées. L'ETM sera désormais, à chaque point, de transmettre un message contenant les limites dépassées, et les bits d'information. Lorsqu'une limite d'arrêt est dépassée (condition d'arrêt filtre inclus) l’ETM fixera les bits correspondants dans le message d'événement et arrête la surveillance. L'ordinateur de contrôle devra évaluer les limites dépassées pour chaque point.

 D’après le cahier des charges, c’est la méthode convenable pour notre système. Protocole de communication pour ETM avec interface RS422 L'ETM est en communication avec le PC par la lecture et l'écriture dans une zone de 16 octets. Dans cette zone, on peut configurer l'ETM pour exécuter différentes tâches, en fonction du contenu des registres de la mémoire. C'est aussi l'endroit où on peut lire les valeurs de la tension mesurée.

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Etude et conception Le time-out du bloc de message ETM est 100ms. Cela signifie que les 16 octets doivent être transmis dans un délai de 100 millisecondes. Le time-out du mode d'exécution de L'ETM 500ms (120RPM). Cela signifie que l'ETM ne sera pas en mesure de recevoir des messages pendant 500ms après la dernière impulsion de synchronisation. L'ETM peut envoyer deux types de messages à l'ordinateur: Read Block : Ce message est une réponse à un message de bloc d'écriture à partir du PC. Les 16 octets de la zone de mémoire de l’ETM sont envoyés à l'ordinateur sans aucun temps d'attente entre les octets. Runtime Event : Ce message contient trois octets. Deux octets pour la tension et les limites de dépassent et un octet de contrôle (Checksum). Ce type de message peut se produire uniquement lorsque la machine est en marche.

Communication entre PC et capteur ETM

Début Voir tableau 3

Envoie de 16 octets de configuration depuis le PC vers le capteur

Réception de l’écho des 16 octets envoyés par le capteur

Envoie de la tension de fil par le capteur (3octets) à chaque front de synchronisation

Tableau 3: Zone mémoire ETM

N° d’octet

Contenu

0

Command byte (Runtime event options, Memory read/write options, Future address option). R/W

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Etude et conception Limit exceed info bits (Hiind, Loind, Histop, Lostop). Binary tension value (Most significant part). R Binary tension value (Least significant part). R High indication limit, MSB. R/W High indication limit, LSB. R/W Low indication limit, MSB. R/W Low indication limit, LSB. R/W High stop limit, MSB. R/W High stop limit, LSB. R/W Low stop limit, MSB. R/W Low stop limit, LSB. R/W * * Stop filter (no. of stitches in a row out of limits before stop. Allowed values: 1 - 15). R/W Range select. (Lowest range: 0- 128cN, highest range: 0-1536 cN). R/W Checksum. R/W

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

*: Réservé pour utilisation ultérieure.

Caractéristiques techniques

Tableau 4: Caractéristiques techniques ETM

Paramètre Plages de mesure disponibles Filtre d’arrêt RS422 Tension d’alimentation Consommation maximale du courant Plage de vitesse Longueur d'impulsion du message d’alerte Sortie de message d'alerte Entrée de synchronisation Plage de température ambiante Précision

Valeur 0–128 cN, 0–256 cN, 0–384 cN, 0–512 cN, 0–640 cN, 0–768 cN, 0–896 cN, 0–1024 cN, 0–1152 cN, 0–1280 cN, 0–1536 cN 1–15 points 9600 baud, 1 start bit, 8 data bits, 1 stop bit, 1 parity bit, even parity 10–38 V dc 50 mA 120–10 000 RPM Minimum 2 seconds Optocoupler TLP127, max 100 mA Optoc oupler TLP112, Rin: 1,5 k Ω, Vin: 5–35 V dc +15ºC to +45ºC (60–110ºF) ±10% de la plage de mesure choisie

4.1.3 Détecteur du point de couture Tout le système airbag est synchronisé avec le point de couture, afin de contrôler la tension et la longueur de chaque point, et de calculer le nombre de points dans la zone de

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Etude et conception couture. Le choix du capteur est basé principalement sur l’évènement qu’on veut détecter, dans le cas de notre projet nous voulons détecter un point. Et comme nous avons déjà expliqué dans les figures 8, pour former un point il faut une montée-descente de l’aiguille, ce qui est équivalent à un tour du moteur. Donc pour détecter un point, il suffit de détecter un tour de moteur. Pour cela nous choisissons le capteur photo-électrique SM312LV. Le détecteur photoélectrique SM312LV de type réflex est composé d'un émetteur infrarouge associé à un récepteur photosensible. Dans le cas du système réflex, les deux composants sont placés dans le même boîtier et c'est un réflecteur qui renvoie le faisceau lumineux vers le récepteur.

Figure 18: Détecteur des points

La plaque réfléchissante est fixée sur l’arbre tournant, alors que l’ensemble émetteurrécepteur est encastré avec le bâti. Pour plus de détails techniques sur le capteur SM312LV voir l’annexe G (Page 104)

4.1.4 Détecteur de la zone critique La couture d’un coussin qui contient l’airbag latéral se divise en trois zones : zone initiale, zone critique et zone finale. La zone critique est la zone à travers laquelle sort l’airbag au moment de déclenchement. C’est la partie de couture dans laquelle on doit garantir qu’il n’y aura pas d’erreur, il est nécessaire de la détecter et de la surveiller d’une manière permanente. Comme il est illustré dans la figure ci-dessous cette zone est délimitée par deux languettes « 1er Tab et 2éme Tab ».

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Etude et conception

er

1 Tab

2

éme

Tab

Figure 19: Photo de la zone critique du projet Citroën A51 Les deux longuettes servent à détecter les limites (début/fin) de la zone critique. Donc nous avons besoin d’un capteur de petite taille qui sera monté sur un support fixé à côté de l’aiguille. Voir Figures 21 et 22. On choisit le capteur photo-électrique SUNX SH22, qui répond aux exigences de cette mesure. Le capteur est composé d'un émetteur et d’un récepteur dans un même boitier et une plaque réfléchissante. La présence d'un objet dans le champ du capteur interrompt le faisceau lumineux et par conséquent le récepteur change l’état de la sortie.

Emetteur Récepteur

Figure 20: Le capteur SUNX SH22 avec son boitier de conditionnement

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Réflecteur

Etude et conception

Support

Capteur Plaque réfléchissant

Figure 21 : l’emplacement du capteur SUNX SH22

Capteur 1ér Tab

Figure 22 : Le début de l’opération de la couture Pour plus d’information sur les détails techniques du capteur SUNX SH22 voir annexe G (Page 104/105)

4.1.5 Capteur de présence des bobines

Support de bobine

La bobine de fil d’aiguille et celle de fil de canette ont deux diamètres différents pour qu’on puisse facilement les identifier. Elles sont portées par un support de bobines.

Capteur de position

Les bobines doivent

Figure 23: capteur de présence bobine

Figure 24: Bobines

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Etude et conception obligatoirement être présentes dans leur support pendant la couture. C’est pour cette raison que nous devons placer deux capteurs de position pour détecter la présence des bobines. Les interrupteurs de position sont constitués des trois éléments de base suivants: Un contact électrique (1) Un corps (2) Une tête de commande avec son dispositif d'attaque (3). La détection de présence est réalisée lorsque la bobine entre en contact avec la tête de commande au niveau de son dispositif d'attaque. Le mouvement engendré sur la tête d'attaque provoque la fermeture du contact électrique situé dans le corps du capteur.

3

1

2

4.1.6 Capteur de présence de la plaque glissière Le rôle de la plaque glissière est de couvrir la partie mécanique qui tourne en dessous (canette et crochet) afin d’éviter des accidents pour l’operateur et pour le tissu. Pour cela nous mettons en place un capteur de position pour détecter que la plaque est fermée avant de démarrer la machine.

Plaque glissière

Figure 25: Plaque glissière ouverte

4.1.7 Capteur de Longueur de point La longueur de point comme elle est déjà expliqué, est réglé à l’aide d’un bouton rotatif. Pour relever le déplacement angulaire de ce bouton rotatif, on fixe un potentiomètre sur l’arbre de

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Etude et conception ce dernier.

Potentiomètre Un potentiomètre est un type de résistance variable à trois bornes, dont une est reliée à un curseur se déplaçant sur une piste résistante terminée par les deux autres bornes. Ce système permet de recueillir, entre la borne reliée au curseur et une des deux autres bornes, une tension qui dépend de la position du curseur et de la tension à laquelle est soumise la résistance.

Potentiomètre Rotatif

Position angulaire

Tension électrique

Le modèle que nous proposons est le potentiomètre CW 7288. Pour plus de détails techniques voir annexe G (Page 105/106)

4.2 Organe de commande L’organe de commande est une carte électronique capable de réaliser les fonctions suivantes : Traitement des signaux reçu des capteurs. Surveillance des paramètres de couture pour arrêter la machine en cas d’erreur. La communication avec l’application informatique.

4.2.1 Schéma synoptique de la carte électronique Variostop Capteurs

Adaptation

Unité de traitement

Amplification de puissance Electrovanne de pince bobine

RS232 PC

Figure 26: Schéma synoptique de la carte électronique La carte électronique se compose d’un étage d’adaptation et d’isolation, ensuite l’unité de traitement et puis un étage d’amplification.

Ensemble des entrées/sorties de la carte électronique

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Etude et conception La carte a 6 entrées TOR, une entrée analogique, trois sorties et une liaison RS232 avec le PC

Les entrées provenant des capteurs Détecteur de nombre de points. Détecteur de la zone critique. Détecteur de présence bobine de fil d’aiguille. Détecteur de présence bobine de fil de canette. Détecteur de présence de la plaque glissière. Détecteur de longueur de point.

Sortie vers l’électrovanne Lors de l’opération de couture les bobines de fil doivent être présentes dans leurs supports. Donc on Pince de fixation

met en place des pinces de fixation commandé par des électrovannes. Voir figure ci-dessous.

Figure 27: Pince de fixation des bobines

Liaison entre carte et le Variostop Point d ’arrêt

Carte électronique

Vitesse

VarioStop

Blocage/déblocage

Point d’arrêt : La couture d’une pièce commence et se termine par un point d’arrêt. Cette information sert à compter le nombre de pièces cousus par la machine. Au début et à la fin de chaque couture le variostop est programmé pour commander

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Etude et conception une électrovanne afin de réaliser des points d’arrêt automatique. Donc on peut se servir de cette sortie pour compter le nombre de pièces fabriquées.

Vitesse : Dans l’analyse de projet nous avons précisé que la vitesse de la machine influence la tension de fil, d’où la nécessité de contrôler cette vitesse quand on arrive à la zone critique. Le variostop nous donne la possibilité de contrôler la vitesse de la machine à l’aide d’une entrée sur le connecteur ST2. Voir paramétrage de Variostop tableau 9.

Blocage machine : La carte électronique vérifie en permanence l’état des capteurs (plaque glissière ouverte, bobines non présentes, la longueur de point hors marge toléré) et commande le variostop pour arrêter la machine en cas de défaut.

L’ensemble des blocs constituants la carte électronique Adaptation des signaux Les capteurs fournissent des signaux de 24V, alors que l’unité de traitement fonctionne avec 5V. Donc un étage d’adaptation des signaux est nécessaire pour protéger les circuits.

Figure 28: E tage d’adaptation des signaux L’optocoupleur CNY17F est constitué d’une diode et un transistor bipolaire. Son fonctionnement est donc quasi identique à un transistor bipolaire, mais sa caractéristique principale est d'assurer une isolation entre la base et l'émetteur. En général ils sont utilisés pour isoler la partie puissance du circuit de la partie commande. La polarisation directe de la diode d'entrée (qui s'apparente à une LED) entraine l'émission d'un flux de photons captés par le phototransistor de sortie. Le courant, lié au flux de photons reçus, commande le courant de sortie de la même manière que pour un transistor bipolaire classique. Du point de vue électrique, les 2 éléments d'entrée et de sortie sont totalement

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Etude et conception indépendants et sont maintenus à distance l'un de l'autre par des matériaux résistants sur le plan mécanique et isolants sur le plan électrique.

Amplification des signaux A la sortie de l’unité de traitement les courants sont insuffisants pour attaquer les prés-actionneurs, d’où la nécessité d’ajouter un bloc d’amplification.

Figure 29: L’étage de la sortie L’unité de contrôle envoie un signal de commande au transistor Q1 qui travail en mode commutation, donc il devient comme un interrupteur fermé, et du coup le 24V est appliqué aux bornes du relais. Remarque : La diode D2 assure la fonction de roue libre.

Dimensionnement des résistances Résistances du transistor D’après les caractéristiques techniques du transistor 2N2222 qu’on utilise nous avons :

;

;

Donc 5V

D’où

Résistances des LEDs

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Etude et conception La tension de seuil de la LED est

et elle

supporte un courant max

R1 24V Vd

Alors :

Donc La puissance :

Donc on prend de résistance de P = 0,5W

4.2.2 Unité de traitement Microcontrôleurs Les microcontrôleurs possèdent la puissance d’un microprocesseur mais ont un atout en plus, en effet ils ont dans le même boîtier, les périphériques intégrés. Voir Figure 30. Cela veut dire que le programme de l’application est en interne et non plus dans un circuit mémoire externe et que les périphériques d’entrées-sorties sont également intégrés, ce qui fait l’économie de nombreux circuits périphériques. Cette caractéristique fait que les montages deviennent encore plus simples et la programmation plus aisée (un système à base de microprocesseur, oblige le concepteur à réaliser un décodage d’adresse pour permettre au microprocesseur de ne dialoguer qu’avec un seul circuit à la fois). Un microcontrôleur seul peut gérer une application, sans faire appel forcement à d’autres circuits associés.

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Etude et conception

Figure 30: Microcontrôleur

Microcontrôleurs PIC De nombreux fabricants se sont implantés sur le marché des microcontrôleurs. La société Américaine Microship technologie a mis au point un microcontrôleur CMOS (Complémentary Métal Oxyde Semi-conducteur) : PIC. Ce microcontrôleur encore très utilisé à l’heure actuelle est un compromis entre simplicité d’emploi et prix de revient. La famille des PICs est divisée à l’heure actuelle en trois grandes familles :  La famille Base-Line, qui utilise des mots d’instructions de 12 bits.  La famille Mide-Range, qui utilise des mots de 14 bits (dont font partie les 16F84 et 16F87X).  La famille High-End, qui utilise des mots de 16 bits. Tous les PICs Mid-Range ont un jeu de 35 instructions, stockent chaque instruction dans un seul mot de programme, et exécutent chaque instruction (sauf les sauts) en 1 cycle. On atteint donc des très grandes vitesses, et les instructions sont de plus très rapidement assimilées. L’exécution en un seul cycle est typique des composants RISC.

Tableau comparatif de cinq des plus populaires PIC Il existe de nombreuses versions de PIC possédant chacune des caractéristiques différentes.

Caractéristiques

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Tableau 5: Tableau comparatif des différents PICs 16F84A 16F628A 16F88 16F876A

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16F877A

Etude et conception Prix fabricant (4/2010) Nombre de broches (boîtier PDIP) Mémoire de programme (mots) Fréquence d'horloge max. (MHz)

3,11 $

1,47 $

2,20 $

1,49 $

1,78 $

18

18

18

28

40

1024

2048

4096

8192

8192

20

20

20

20

20

Oscillateur interne

/

oui

oui

/

/

Mémoire SRAM (octets) Mémoire EEPROM (octets) Entrées / sorties

68

224

368

368

368

64

128

256

256

256

13 (2 ports)

16 (2 ports)

16 (2 ports)

22 (3 ports)

33 (5 ports)

Sources d'interruptions Timer/Compteur

4

10

12

13

14

• Timer0 (8 bits)

• Timer0 (8 bits)

• Timer0 (8 bits)

Timer0 (8 bits) • Timer0 (8 bits) • Timer1 (16 bits)

• Timer1 (16 • Timer1 (16 bits) bits)

• Timer1 (16 bits)

• Timer2 (8 bits)) oui

• Timer2 (8 bits) oui

• Timer2 (8 bits) oui

USART

/

• Timer2 (8 bits) oui

CCP (Compare Caption PWM*) Comparateurs analogiques

/

1

1

2

2

/

2

2

2

2

oui

oui

oui

oui

/

1 • 10 bits • 7 canaux

1 • 10 bits • 5canaux

1 • 10 bits • 8 canaux

/

oui

oui

oui

Tension de référence / interne / Convertisseur analogiquenumérique (ADC) In-circuit debugging

/

Le tableau comparatif permet de choisir le PIC le plus adéquat pour notre projet.

Besoin de notre Projet Le microcontrôleur, responsable du traitement des données et du contrôle des différents périphériques,

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Majite & Rosti

Etude et conception doit avoir au minimum les ressources suivantes : 5 entrées TOR Une entrée analogique 3 sorties Un convertisseur analogique/numérique 3 sources d’interruption Liaison RS232

Choix du PIC Le choix du microcontrôleur est basé sur les besoins de notre projet. Dans le tableau comparatif nous remarquons que les 3 PICs 16F88, 16F876A et 16F877A peuvent satisfaire le besoin, par contre le PIC 16F876A est le plus disponible dans le marché, et il contient moins de canaux dans son convertisseur analogique numérique (5 canaux), or nous, nous avons besoin de qu’un seul canal. Donc c’est le microcontrôleur le plus adéquat pour notre projet. Pour plus de détaille sur le microcontrôleur voir Annexe F (Page 102)

Liaison RS232 RS-232 est une norme standardisant un bus de communication de type série sur trois fils minimum. Disponible sur presque tous les PC jusqu'au milieu des années 2000, il est communément appelé le « port série ». Sur les systèmes d'exploitation MS-DOS et Windows, les ports RS-232 sont désignés par les noms COM1, COM2, etc. Cela leur a valu le surnom de « ports COM », encore utilisé de nos jours. Dans notre projet, cette liaison servira pour la transmission des données entre la carte électronique et l’application informatique. La liaison RS 232 est une liaison asynchrone très utilisée en microinformatique. Elle nécessite que l’émetteur et le récepteur utilisent la même vitesse de transfert.

Trame de données Les données envoyées par la carte vers l’application représentent des alertes d’erreur, aussi on transmet les états des capteurs : début et fin zone critique, point d’arrêt initial et final, et la longueur de chaque point. L’application envoie les ordres de blocage et déblocage de la machine, ainsi qu’elle envoie la marge de longueur de point toléré (max et min) que la carte doit vérifier avant de les transmettre.

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Etude et conception La trame est constituée d’un octet pour l’identification de type de la donnée, ensuite la

Octet d’identification

Donnée

donnée.

Exemple :  La trame de longueur du point envoyée par le logiciel de supervision vers la carte : Octet d’identification Max longueur de point Min longueur de point 0xCC

0x28

0x46

Marge de longueur de point  La trame de longueur du point envoyée par la carte vers le logiciel de supervision : Octet d’identification

longueur de point

0xCC

0x30

4.2.3 Organigrammes de fonctionnement de la carte Programme principal Le programme principal est divisé en deux parties : une partie d’initialisation et une autre où le microcontrôleur est toujours en écoute des ordres donnés par le logiciel de supervision.

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Etude et conception Il faut signaler que toutes les entrées de la carte sont gérées par des interruptions, pour soulager le programme principal et pour garantir le traitement immédiat de chaque entrée.

Organigramme des interruptions

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Etude et conception

Il existe 5 interruptions qui gèrent toutes les entrées :  Point de couture : à chaque point de couture une interruption est générée pour informer le logiciel de supervision de compter les points.  Détection d’un Défaut : il existe 3 types de défauts : absence bobine de fil d’aiguille, absence de bobine de fil de canette, et ouverture de la plaque glissière.  Détection de la zone critique : pour détecter le début et la fin de la zone critique.  Point d’arrêt : pour repérer sur le début et la fin de la couture et le comptage des pièces.  Longueur du point : chaque valeur de longueur de point est convertie en mm et puis on vérifie s’elle est dans la marge tolérée pour envoyer sa valeur, sinon on bloque la machine et en envoie un code d’erreur

4.3 Logiciel de supervision 4.3.1 Analyse et modélisation Le but de ce chapitre est de définir l’architecture logicielle de notre projet. Ceci dit, nous avons adopté une approche de conception objet qui part des objets de l’application et qui décrit leurs propriétés, les opérations qui leur sont associées, les interactions qu’ils ont entre eux ou avec leur environnement,…etc. En effet, nous pouvons organiser notre modélisation autour d’un découpage en vues, ou bien en différents diagrammes, selon qu’on sépare plutôt les aspects fonctionnels des aspects architecturaux, ou les aspects statiques des aspects dynamiques. Ainsi, après avoir cerné l’aspect fonctionnel de notre système à travers les diagrammes de cas d’utilisation, notre souci sera par la suite d’entrevoir les aspects statiques et dynamiques du projet.

Identification des acteurs Nous n’utilisons pas le terme d’utilisateurs mais d’acteurs. Un acteur d’un système est une entité externe à ce système qui interagit (saisie de données, réceptions d’informations,…) avec lui. Les acteurs permettent de cerner l’interface que le système va offrir à son environnement. Un acteur regroupe plusieurs utilisateurs qui ont le même rôle. Et pour trouver un acteur il faudra identifier les différents rôles que vont devoir jouer ces utilisateurs. Afin de faciliter l’identification, on peut imaginer ceci: tout ce qui est à l’extérieur et interagit avec le système est un acteur, tout ce qui à l’intérieur est une fonctionnalité à réaliser.

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Etude et conception Les différents acteurs du système étudié sont: Administrateur : une personne jouissant des droits d’un administrateur système. Il peut ajouter des comptes, les modifier ou les supprimer, ainsi la consultation de la base de données. Responsable projet : a pour rôle, la configuration d’un nouveau projet, l’ajout d’un ordre de fabrication, ou la génération d’un ordre de fabrication. Opérateur : c’est une personne qui peut visualiser les différents paramètres du système et effectuer un scan pour paramétrer la machine.

Identification des cas d’utilisation Un cas d’utilisation décrit sous forme d’actions et de réactions, le comportement d’un système d’un point de vue utilisateur. Il doit apporter une valeur ajoutée à l’acteur concerné. Chaque cas d’utilisation contient une liste de fonctionnalités que nous allons détailler dans la partie suivante. Tableau 6: Cas d'utilisation Cas d’utilisation

Acteurs

Gestion de la base de données

Administrateur

Ajout d’un nouveau projet ou ordre de fabrication

Responsable projet

Consultation des états des capteurs

Maintenance

Visualisation des paramètres de couture

Operateur

La table ci-dessous décrit les messages reçus et émis par chaque acteur pour chacun des

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Etude et conception cas d’utilisation.

Tableau 7: Messages émis/reçu pour chaque acteur Cas d’utilisation Acteurs Messages émis/reçu

Gestion de la base de données

Administrateur

Emis : ajout, modification ou suppression des données. Reçu : traçabilité des pièces fabriquées. Emis : ajout d’un nouveau projet ou d’un nouvel ordre de fabrication

Ajout d’un nouveau projet ou ordre de fabrication

Responsable projet

ainsi que la génération des ordres de fabrication. Reçu : les références et les ordres de fabrication existants. Emis : blocage, déblocage et

Consultation des états des capteurs

Maintenance

limitation de vitesse de la machine. Reçu : les états des capteurs. Emis : continuation et actualisation

Visualisation des paramètres de couture

Operateur

du processus. Reçu : signalisations (alertes, défauts, validation…)

4.3.2 Analyse des besoins fonctionnels L’élaboration des diagrammes des cas d’utilisation est une étape primordiale pour la modélisation d’une solution informatique. Ils permettent de recenser les grandes fonctionnalités d’un système tout en exprimant les besoins de l’utilisateur. Dans ce qui suit, nous présenterons le diagramme des cas d’utilisation, et nous décrirons les fonctionnalités jugées les plus importantes.

4.3.3 Diagramme de cas d’utilisation Suite à ce que s’était décrit avant, dans ce chapitre, nous avons pu tirer le diagramme de cas d

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Etude et conception ’utilisation suivant :

L’administrateur dispose de l’ensemble des droits accordés à chacun des acteurs ainsi que : Gestion des comptes d’utilisateurs et des données. Le responsable du projet dispose des droits accordés aux intervenants de maintenance et de l’operateur ainsi que :

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Etude et conception L’ajout d’un nouveau projet. L’ajout d’un nouvel ordre de fabrication. La génération d’un ordre de fabrication. L’intervenant de maintenance dispose des droits accordés à l’operateur ainsi que : La consultation des états des capteurs. L’operateur a pour rôle : La visualisation des paramètres de couture.

4.3.4 Diagrammes de séquence Un diagramme de séquence permet de représenter les interactions entre les différents objets du système qui communiquent entre eux par envoi de message (appel de méthodes). Ainsi, pour chaque cas d'utilisation nous avons prévu un scénario correspondant à un déroulement normal, ainsi que quelques scénarios exceptionnels correspondant à des cas d'erreur ou à des situations plus rares. Ainsi, nous présentons à titre indicatif les diagrammes de séquence décrivant quelques scénarios d’utilisation.

Ouverture de session Le premier diagramme de séquence illustré dans la figure ci-dessous correspond au scénario commun à tous les utilisateurs. En effet, chaque utilisateur disposant d’un compte dans la base de données doit d’abord s’authentifier sur le système pour avoir accès aux fonctionnalités correspondantes à son rôle.

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Etude et conception

Authentification

Session

Données

Operateur

Demander Matricule()

Authentifier ()

Matricule

Matricule(True)

Matricule(False)

Demander Matricule()

Permission de paramétrage de la machine

Déconnecter()

Fermer session()

Demander Matricule()

Session responsable projet A partir du cahier des charges du client, l’ingénieur du projet remplie la fiche d’un nouveau projet et l’ajouter à la base de données avec son unique référence. Il peut aussi générer un ordre de fabrication dans lequel il spécifie la quantité des pièces à fabriquer ainsi que la machine qu’il faut utiliser. La génération d’un ordre de fabrication permet de créer un document qui contient : Les identifiants de l’utilisateur et la date de création. Les paramètres de fabrication sous la forme des codes à barre, à savoir Identifiant de l’ordre de fabrication. •

La quantité à fabriquer.

•

La référence du projet.

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Etude et conception

Authentification

Session

Actions

Administrateur

Demander Matricule() Matricule

Authentifier ()

Matricule(True)

Matricule(False)

Demander Matricule()

Ajouter un utilisateur() Modifier/supprimer un utilisateur() Consulter les tables de traçabilité()

Déconnecter()

Fermer session()

Demander Matricule()

Le diagramme de séquence illustre le scénario des différentes tâches effectuées au début de chaque nouveau projet.

Session administrateur L’administration des utilisateurs relève des tâches de l’administrateur fonctionnel de l’application. Le diagramme de séquence ci-dessous illustre le scénario de gestion des comptes des utilisateurs déjà existés ou l’ajout d’un nouvel utilisateur, ainsi la consultation des tables de traçabilité des pièces déjà fabriquées.

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Etude et conception

Authentification

Session

Données

Responsable projet

Demander Matricule()

Authentifier ()

Matricule

Matricule(True)

Matricule(False)

Demander Matricule() Ajouter un nouveau projet() Ajouter un nouvel ordre de fabrication() Générer un ordre de fabrication()

Déconnecter()

Fermer session()

Demander Matricule()

4.3.5 Diagrammes d’activités Un diagramme d'activité permet de modéliser un processus interactif, global ou partiel pour un système donné (logiciel, système d'information). Il est recommandé pour exprimer une dimension temporelle sur une partie du modèle, à partir de diagrammes de classes ou de cas d'utilisation, par exemple. Le diagramme d'activité est une représentation proche de l'organigramme ; la description d'un cas d'utilisation par un diagramme d'activité correspond à sa traduction algorithmique. Une activité est l'exécution d'une partie du cas d'utilisation, elle est représentée par un rectangle.

Ajout d’un nouveau projet à la base de données

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Etude et conception

Debut

Authentification

BD

Vérification

Saisie des paramètres du projet

Vérification du format

Enregistrement des paramètres

Fin Figure 32: Organigramme d'ajout d'un nouveau projet à la base de données

Génération d’un ordre de fabrication

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Etude et conception

Début

Authentification

BD

Vérification

Choix de référence et d’ordre de fabrication

Création d’un document PDF contenant les codes barre

Fin Figure 33: Organigramme de génération d’un ordre de travail

Paramétrage de la machine

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Etude et conception Début

Authentification

Vérification

BD

Saisie des paramètres de couture

Vérification

Configuration de la machine

Fin Figure 34: Organigramme de paramétrage du système

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Etude et conception Processus de couture d’une pièce

Début

Lecture carte PLC

Vérification

Affichage du résultat

Défaut

Arrêt de la machine

Lecture capteur ETM

Défaut

Vérification

Actualisation du processus

Non

Pièce achevée

BD

Impression ticket code barre Fin

Figure 35: Organigramme de processus de couture d'une pièce

4.3.6 Base de données

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Etude et conception Une base de données (son abréviation est BD, en anglais DB, database) est une entité dans laquelle il est possible de stocker des données de façon structurée et avec le moins de redondance possible. Ces données doivent pouvoir être utilisées par des programmes, par des utilisateurs différents. Ainsi, la notion de base de données est généralement couplée à celle de réseau, afin de pouvoir mettre en commun ces informations, d'où le nom de base. On parle généralement de système d'information pour désigner toute la structure regroupant les moyens mis en place pour pouvoir partager des données.

Base de données

Serveur

Client

Figure 36: Modèle de base de données

Gestion des bases de données Afin de pouvoir contrôler les données ainsi que les utilisateurs, le besoin d'un système de gestion s'est vite fait ressentir. La gestion de la base de données se fait grâce à un système appelé SGBD (système de gestion de bases de données) ou en anglais DBMS (Database management system). Le SGBD est un ensemble de services (applications logicielles) permettant de gérer les bases de données, c'est-à-dire : Permettre l'accès aux données de façon simple. Autoriser un accès aux informations à de multiples utilisateurs. Manipuler les données présentes dans la base de données (insertion, suppression, modification). Les principaux systèmes de gestion de bases de données sont les suivants : Microsoft SQL server. Microsoft Access. Oracle. MySQL. PostgreSQL.

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Etude et conception Microsoft FoxPro. Borland Paradox. Filemaker. Nous allons utiliser le langage SQL. Nous pourrons créer des bases de données et lier ces bases de données avec Visual C# Express. Nous avons décidé de prendre SQL Server 2008 R2 car il s'adapte très bien avec les suites express de Visual Studio.

Architecture de la base de données  Au début, l’architecture générale de notre base de données, sera composée de 4 tables indépendantes.

Table utilisateur C’est la table qui contient les identifiants des utilisateurs qui peuvent se connecter à notre système.

Id: l’identifiant de la table. Matric: Matricule de l’utilisateur, (clé primaire de la table). Niveau: Nous avons utilisé cette variable pour déterminer le niveau d’accès de chaque utilisateur, les droits d’accès au système dépendent de la valeur de la variable « Niveau » : •

« 1 » : pour les administrateurs.

• •

« 2 » : pour les utilisateurs du département ingénierie. « 3 » Ou plus : pour les utilisateurs ordinaires, à savoir les opérateurs et les intervenants de maintenance.

Nom/Prenom: Nom et prénom de l’utilisateur.

Table « Model » La table « Model » est remplie, à l’aide d’une interface IHM, par le responsable du projet qui spécifie les

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Etude et conception différents paramètres de couture de chaque projet. Ces paramètres sont tirés du cahier des charges du client, et des données reçues du centre R&D de LEAR CORPORATION.

Id: Identifiant de la table. Partnbr: Numéro de série du projet, (clé primaire de la table). Qte: Quantité totale demandé par le client. Model: Model du projet (SEAT, A51…). Codbar: Contient une partie du code barre qui sera imprimé pendant la fabrication de chaque pièce, cette partie concerne le site de production, le client et le profil du coiffe (conducteur ou passage). Hstop: Valeur maximale de tension de fil, qu’il ne faut pas dépasser dans la zone critique. Lstop: Valeur minimale de tension de fil, qu’il ne faut pas dépasser dans la zone critique. Maxpt: Nombre maximale de points dans la zone critique. Minpt: Nombre minimale de points dans la zone critique. Maxlong: Longueur maximale de point. Minlong: Longueur minimale de point. PB: Nombre de points par bobine.

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Etude et conception Table « Box » Cette table contiendra les ordres de fabrication remplies à l’intermédiaire d’une interface IHM, par le responsable du projet.

Id: Identifiant de la table. Wnbr: Numéro de série de l’ordre de travail (clé primaire de la table). Qte: Quantité à fabriquer. Pvalide: Nombre de pièces acceptées, modifiée au cours de fabrication de chaque pièce. Pscrap: Nombre de pièces rejetées, modifiée au cours de fabrication de chaque pièce. Bobine 1: Bobine de l’aiguille dédiée à cette couture. Bobine 2: Bobine de canette. Machine: La machine dans laquelle la fabrication doit s’exécuter.

Table « Piece » C’est la table de traçabilité de chaque pièce, elle contiendra toutes les informations nécessaires collectées pendant la fabrication de la pièce.

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Etude et conception Id: Identifiant de la table. Label: Numéro de série de la pièce (clé primaire de la table). Matric: Matricule de l’opérateur qui a effectué l’opération. Date: date et heure de l’opération. Partnbr: Numéro de série du projet. Wnbr: Numéro de série de l’ordre de fabrication. Machine: identifiant de la machine. Nbrpnt: Nombre de point dans la zone critique. Maxtens: Valeur maximale de la tension de fil dans la zone critique. Mintens: Valeur minimale de la tension de fil dans la zone critique. Maxlong: Longueur maximale de point. Minlong: Longueur minimale de point. Validation: L’état de la pièce (Acceptée/Rejetée).

4.3.7 Outils de conception Microsoft Visual Studio Microsoft Visual Studio est une suite de logiciels de développement pour Windows conçue par Microsoft. La dernière version s'appelle Visual Studio 2012. Visual Studio est un ensemble complet d'outils de développement permettant de générer des applications Web ASP.NET, des Services Web XML, des applications bureautiques et des applications mobiles. Visual Basic, Visual C++, Visual C# et Visual J# utilisent tous le même environnement de développement intégré (IDE, Integrated Development Environment), qui leur permet de partager des outils et facilite la création de solutions faisant appel à plusieurs langages. Par ailleurs, ces langages permettent de mieux tirer parti des fonctionnalités du Framework .NET, qui fournit un accès à des technologies clés simplifiant le développement d'applications Web ASP et de Services Web XML grâce à Visual Web Developer.

Logiciels de Visual Studio Visual Basic Visual C++ Visual C# Visual Web Developer

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Etude et conception Visual J# SQL Server

Microsoft Visual Studio Express Microsoft Visual Studio Express est un ensemble d'environnements de développement intégrés gratuits développé par Microsoft. Il s'agit d'une version allégée de Microsoft Visual Studio. L'idée de ces éditions "express" est, selon Microsoft, de fournir un environnement de développement facile à utiliser et à apprendre pour des jeunes ou des passionnés.

Visual C# Définition Le C# (prononcé si-charpe), est un langage objet récemment développé par Microsoft pour sa plate-forme .NET. Sa syntaxe ressemble beaucoup au langage Java de Sun Microsystems et au C++. C# est supposé être le langage le plus adapté pour le développement .NET . Microsoft le défini comme ceci : "Le C# est simple, moderne, orienté objet et à typage fort qui dérive du C et du C++. C# s'inscrit dans la lignée des C et C++ et sera immédiatement familier aux développeurs utilisant ces langages. L'objectif du C# est d'allier la haute productivité de Visual Basic et la puissance du C++."

Framework Un framework est un ensemble d'outils et de composants logiciels organisés conformément à un plan d'architecture et des patterns, l'ensemble formant ou promouvant un squelette de programme. Il est souvent fourni sous la forme d'une bibliothèque logicielle, et accompagné du plan de l'architecture cible du framework2. Un framework est conçu en vue d'aider les programmeurs dans leur travail. L'organisation du framework vise la productivité maximale du programmeur qui va l'utiliser - gage de baisse des coûts de construction et maintenance du programme. Le contenu exact du framework est dicté par le type de programme et l'architecture cible pour lequel il est concu2.

Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server est un système de gestion de base de données (abrégé en SGBD ou SGBDR pour « Système de gestion de

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Etude et conception base de données relationnelles ») développé et commercialisé par la société Microsoft.

SQL Server Management Studio SQL Server Management Studio (SSMS) est un outil intégré dans Microsoft SQL Server 2005 et versions ultérieures pour configurer, gérer et administrer tous les composants de Microsoft SQL Server. L'outil comprend des éditeurs de script et des outils graphiques qui travaillent avec des objets et des fonctionnalités du serveur. Un élément central de SQL Server Management Studio est l'explorateur d'objets, qui permet à l'utilisateur de parcourir, sélectionner et agir sur des objets dans le serveur. Microsoft a également introduit un outil de configuration graphique nommée SQL Server Management Studio Express (SSMSE) pour SQL Server Express.

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Mise en œuvre et réalisation

CHAPITRE V 5 Mise en œuvre et réalisation Dans cette partie, nous exposons les résultats de notre étude et conception, elle contient une description détaillée des composants fonctionnels de notre projet ainsi que la démarche d’utilisation et l’étude technico-commerciale.

5.1 Etude technico-économique Cette partie, bien qu’elle soit la dernière à être évoquée, reste l’une des plus importantes puisqu’elle détermine le gain de LEAR CORPORATION et par la suite la survie du projet, et aussi de savoir si l’affaire est rentable. Dans le but de maximiser la rentabilité d’une entreprise il faut : Sélectionner les projets d’investissement qui ajoutent de la valeur à l’entreprise, c'estàdire qui rapportent plus qu’ils ne coûtent, Optimiser les financements pour réduire, ou stabiliser, le coût du financement des projets.

5.1.1 Chiffrage de l’affaire On discerne tous ce qui est informations concernant les dépenses, prix de matériels, marge, résultat, moyens…etc. Ceci sera dans le but de nous permettre l’estimation globale des prix sous forme d’un bilan qui mettra en évidence les dépenses prévisionnelles. En se référant sur cette fiche prévisionnelle qui détermine les quantités à installer ainsi que les heures prévues pour chaque type de fourniture, le Responsable du projet peut ainsi conduire le projet vers une réalisation palpable. Le tableau suivant présente une estimation des prix pour la réalisation du projet :

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Mise en œuvre et réalisation Tableau 8: Tableau des prix estimés

Élément

Prix (DH)

Machine à coudre

70000

Ordinateur + écran tactile

5000

Imprimante d’étiquettes code barre

4000

Lecteur code barre

400

Carte électronique de commande

2500

Carte de câblage

500

Capteur de tension (ETM)

2000

Capteur pour détection des points

700

Capteur des Tab

300

Capteurs pour détection de présence

500

Totale

85900 Le prix que proposent les fournisseurs de la machine airbag est 160 000DH

sans les frais de transport. Alors que le coût de notre système est 85 900DH, ce qui donne un gain de 74100 DH. Actuellement, pour répondre aux besoins de ses clients, l’entreprise a besoin de 10 machines. Alors le gain total est :

DH

Gain total = 741 000 DH

D’autre part, l’entreprise peut être un concurrent des fournisseurs de la machine airbag et vendre le système aux autres entreprises qui font la même activité.

5.2 Les interfaces Homme Machine Une interface en informatique est un arrangement de conception logicielle pour permettre le couplage de composants. Elle donne accès aux fonctions du programme par le biais d’un clavier, d’une souris ou d’un écran tactile tout en les représentant d’une manière graphique (couplage entre l’homme et la machine).

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Mise en œuvre et réalisation

5.2.1 Charte graphique Dans tout projet de développement informatique, il est important de disposer d’une unité graphique, pour qu’il soit agréable à utiliser, c’est ce qu’on désigne par la charte graphique. La charte graphique signifie tout ce qui apparaît au niveau des interfaces de l’application comme les couleurs utilisées, les logos et les images… Toute charte graphique cohérente repose sur deux piliers : Un choix de couleurs dominantes pour l’outil : généralement deux couleurs principales et leurs dérivés. Un style bien marqué que l’on retrouvera tout au long du projet pour en marquer l’identité. Les éléments à prendre en considération et à respecter pour l’élaboration de la charte graphique de notre application sont les suivants : L’identité visuelle et le logo de LEAR CORPORATION. Groupe Box pour la communication avec l’application (s’identifier, se déconnecter, actualiser, nouveau projet,…). Groupe Box pour la surveillance de la zone critique (nombre de points, tension de chaque point, label d’avertissement en cas de défaut). Groupe Box pour les signalisations vannant de la carte électronique (présence bobines, longueur de point, et plaque glissière). Groupe Box qui affiche les informations de l’utilisateur connecté ainsi que le projet en cours.

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Mise en œuvre et réalisation Fenêtre principale

1

2

3

5

4

Figure 37: Fenêtre principale de l'application informatique [1] : Affichage du numéro du point actuel et sa tension. [2] : Cette image est affichée lors de la couture de la zone critique. Vert : indique que la tension de fil est respectée. Orange : indique que la tension est proche des valeurs limites. Rouge : indique que la tension dépasse les valeurs limites (arrêt de la machine). [3] : Nom et prénom de l’utilisateur. [4] : Modèle en cours de fabrication + identifiant de la machine. [5] : Etiquette code barre, qui sera imprimée et collée avec la pièce. Boutons de configuration

1

2

3

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5

6

Figure 38: Boutons de configuration

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Mise en œuvre et réalisation [1] : Configuration d’un nouveau projet. [2] : Création d’un nouvel ordre de fabrication. [3] : Génération d’un fichier PDF qui contient les codes à barre que l’opérateur va scanner au début de chaque fabrication. [4] : Après l’authentification l’opérateur clique ce bouton pour effectuer le scan. [5] : Ce bouton sert pour débloquer la machine aux 3 premiers avertissements. [6] : Si on dépasse 3 avertissements, la pièce est rejetée, pour commencer la couture d’une nouvelle pièce on clique ce bouton pour actualiser les différents paramètres. Signalisations

1

2

3

4

Figure 39: Fenêtre de signalisation [1] : Affichage de la longueur de point(en mm). [2] : Présence/absence de la bobine qui alimente l’aiguille. [3] : Fermeture/ouverture de la plaque glissière. [4] : Présence/absence de la bobine qui alimente la cannete. Couleur du voyant : Verte : état normal. Rouge : signalisation du défaut.

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Mise en œuvre et réalisation Fenêtre « Authentification »

Figure 40: Fenêtre d'authentification

Fenêtre

« nouvel ordre de fabrication »

Figure 41: Fenêtre de génération d'un nouvel ordre de fabrication

Fenêtre « Nouveau projet »

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Mise en œuvre et réalisation

Figure 42: fenêtre d'ajout d'un nouveau projet à la base de données

Fenêtre « génération ordre de fabrication »

Figure 43: fenêtre de génération d'un ordre de fabrication

5.3 Carte électronique 5.3.1 Généralité sur les cartes électroniques Un circuit imprimé (le sigle PCB de l'expression en anglais « Printed Circuit Board » est également utilisé) est un support, en général une plaque, permettant de relier électriquement un ensemble de composants électroniques entre eux, dans le but de réaliser un circuit électronique complexe. On le désigne aussi par le terme de carte électronique.

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Mise en œuvre et réalisation Il est constitué d'un assemblage d'une ou plusieurs fines couches de cuivre séparées par un matériau isolant. Les couches de cuivre sont gravées par un procédé chimique pour obtenir un ensemble de pistes, terminées par des pastilles. Le circuit imprimé est souvent recouvert d'une couche de vernis coloré qui protège les pistes de l'oxydation et d'éventuel court-circuit. Les pistes relient électriquement différentes zones du circuit imprimé. Les pastilles, une fois perforées, établissent une liaison électrique, soit entre les composants soudés à travers le circuit imprimé, soit entre les différentes couches de cuivre. Dans certains cas, des pastilles non perforées servent à souder des composants montés en surface.

5.3.2 Outils de conception de la carte PROTEUS est un outil professionnel de saisie de schémas et de conception de circuits imprimés avec placement automatique, routage et rapports. Il est composé principalement de deux modules :

Le Module ISIS Permet de :  Saisie de schéma : La saisie d’un schéma structurel d’un circuit électronique

(assemblage de composants électroniques dont on fixe les valeurs et les références) reliés par des connexions électrique (fils).  La simulation du comportement : Le lancement d’un simulateur [PRO SPICE]

permet la simulation du comportement des composants du schéma. Ce simulateur effectue des calculs en se basant sur des modèles mathématiques (modèle SPICE, définis par les concepteurs de composants). Remarque : un module additionnel contenu dans ISIS (module VSM) permet la simulation du comportement de circuits basés sur des microcontrôleurs

Le module ARES Il permet de placer les composants (saisis précédemment dans ISIS) sur une feuille Effectuer les connexions électriques (pistes) à partir d’un chevelu. Imprimer le typon.

Interconnexion logicielle

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Mise en œuvre et réalisation

Figure 44: Interconnexion logicielle Remarque : Pour assurer la liaison entre ISIS et ARES (netliste) il est important d’appeler ARES depuis l’icône situé dans le menu d’ISIS et de conserver le même nom pour le schéma (exemple.dsn) et pour le typon (exemple.lyt)

5.3.3 Schéma de la carte électronique Voir annexe A (Page 96)

5.3.4 Schéma de la carte de câblage Voir annexe B (Page 97)

5.3.5 Typon de la carte électronique Voir annexe C (Page 98/99)

5.3.6 Typon de la carte de câblage Voir annexe D (Page 100)

5.3.7 Face composants Voir annexe E (Page 101)

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Mise en œuvre et réalisation

5.3.8 Guide d’utilisation Brochage du connecteur ST2 de variostop

Figure 45: Brochage de connecteur ST2 de variostop

Remarque :

 La sortie 35 sert à lever le pied qui presse le tissu au cas où l’opérateur veut changer la direction de la couture.  Chaque broche du connecteur STA du variostop a plusieurs fonctions selon le paramétrage qu’on effectue sur le variostop.

Paramétrage du variostop A l’aide d’une boite de contrôle que nous connectons avec le variostop, nous entrons les paramètres suivants :

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Mise en œuvre et réalisation Tableau 9: Liste des paramètres pour le variostop EFKA AB221A/AB321A Paramètre Désignation Valeur unité 111

Limite supérieur de la gamme de réglage de la vitesse 1400 maximale (n2-)

Tr/min

112

Vitesse de point d’arrêt initial (n3)

800

Tr/min

113

Vitesse de point d’arrêt final (n4)

800

Tr/min

118

Vitesse automatique pour le comptage des points

800

Tr/min

(n12) 241

Blocage de la marche

9

244

Vitesse limiter n12

11

283

Blocage de la marche sans positionnement

1

Carte électronique

[1] : Port COM RS232 à connecter avec le PC. [2] : Les sorties de la carte. [3] : Les entrées de la carte.

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Mise en œuvre et réalisation [4] : Les entrées analogiques. [5] : Connecteur pour installer un bouton poussoir de Reset. [6] : Connecteur ICSP. [7] : Jumper pour choisir soit le mode programmation soit le mode de fonctionnement normal. [8] : Un connecteur des entrées-sorties entre la carte et le variostop. [9] : l’alimentation et le signal de synchronisation de capteur ETM. [10] : l’alimentation 24V DC.

Brochage des entrées/sorties de la carte électronique

3

4

2

Figure 47: Brochage des entrées sorties de la carte

Carte de cablage

16

15

11

12

13

14

Figure 48: Schéma 3D de la carte de câblage

Schémas de connexion

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Mise en œuvre et réalisation Connexion DB37-DB9

18 17

Figure 49: Connexion entre le Variostop et la carte de câblage

Connexion DB15-DB9

20 19

Figure 50: Connexion entre le capteur ETM et la carte de câblage

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Mise en œuvre et réalisation Connexion RS422

22

21

Figure 51: Connexion RS422

Connexion des électrovannes

23

Figure 52: Connexion de la carte de câblage avec les électrovannes On connecte les broches 6 et 7 avec les électrovannes de point d’arrêt et d’élévation du pied presseur et leur commun avec la broche 5

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Mise en œuvre et réalisation Liaison entre les connecteurs Le tableau ci-dessous représente la liaison entre les connecteurs Tableau 10: Liaison entre les connecteurs Connecteur [1]

Port COM RS232 du PC

Connecteur [8]

Connecteur [16]

Connecteur [9]

Connecteur [15]

Connecteur [11]

Connecteur [21]

Connecteur [12]

Connecteur [20]

Connecteur [13]

Connecteur [23]

Connecteur [14]

Connecteur [18]

Connecteur [17]

ST2 du vario

Connecteur [19]

DB15 du capteur ETM

Connecteur [22]

Port COM RS422 du PC

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Projet de fin d’étude

Conclusion générale Le travail que nous avons réalisé dans le cadre de ce Projet de Fin d’Etudes nous a été très bénéfique. En effet, il nous a permis d’une part de nous intégrer dans le milieu industriel, et d’autre part d’établir des relations avec les professionnels confirmés dans le domaine d’automobile. Dans ce projet nous avons conçu un système Poka Yoke qui permet la surveillance automatisée de la couture de la coiffe des sièges intérieurs d’automobile, et ceci à l’aide des capteurs qui relèvent les différentes grandeurs qui régissent le fonctionnement. Les signaux issus de ces derniers sont conditionnés et traités par une carte électronique, basée sur un microcontrôleur de Microchip, qui les transmet sous forme des alertes au PC superviseur qui contient une application informatique, développée avec C#, assurant le contrôle permanent des paramètres de couture, l’enregistrement de la traçabilité, et la gestion des comptes d’utilisateurs. A l’issue de ces trois mois de travail, nous avons concouru les différentes étapes de réalisation d’un projet industriel, et ceci partant de l’établissement du cahier des charges pour effectuer l’étude et la conception. Ensuite nous avons contacté différents fournisseurs pour l’achat du matériels afin d’implémenter notre solution. En guise de conclusion, nous sommes fières de voir LEAR CORPORATION adopter notre solution et nous espérons que notre nouveau système sera d’une grande utilité pour les perspectives d’optimisation.

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Projet de fin d’étude

Bibliographie 

[Visual C#] Visual C# [Logiciel], version Express, Microsoft, www.microsoft.com, Disponible sur http://www.microsoft.com/fr-fr/download/details.aspx?id=5555, 24 Juin 2013



[Proteus] Proteus [Logiciel], v7.8, Labcenter Electronics, www.labcenter.com, Disponible sur http://www.labcenter.com/download/prodemo_download.cfm, 24 Juin 2013



[MikroC] MikroC [Logiciel], v6.0, MikroElektronika, www.mikroe.com, Disponible sur http://www.mikroe.com/mikroc/pic/, 24 Juin 2013



[EFKA dc 15XX, 2008] EFKA dc 15XX,schwetzingen, EFKA, 2010, 104p



[Projet de fin d’étude, 2012] Développement d'une application Web pour le calcul des pertes des réseaux de transport et de distribution, Casablanca, ENSEM, 92p

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Annexes

Annexes

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Annexes

Annexe A

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Annexes

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Annexe B

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Annexe C

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Annexes

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Annexe D Promotion 2013

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Annexes

Annexe E

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Annexes

Annexe F Microcontrôleur PIC 16F876A

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Annexes 16F876 dont le numéro 16 signifie qu'il fait partie de la famille "MID-RANGE", est la famille de PIC qui travaille sur des mots de 14 bits. La lettre F indique que la mémoire programme de ce PIC est de type "Flash". Les trois derniers chiffres permettent d'identifier précisément le PIC, ici c'est un PIC de type 876. La référence 16F876 peut avoir un suffixe du type "-XX" dans lequel XX représente la fréquence d'horloge maximal que le PIC peut recevoir.

Plan mémoire Il existe trois blocs de mémoire dans un PIC :  La mémoire programme.  La mémoire de données.  Et la mémoire EEPROM. Elle est constituée de 4 plages de 2 Ko, soit 8 K mots de 14 bits. Deux adresses sont réservées aux vecteur RESET (adresse $0000) et INTERRUPTION (adresse $0004).

Brochage

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Annexes Le PIC 16F876A possède 28 broches et 3 ports à savoir : port A, port B et port C. On constate sur le schéma concernant le 16F876A, que deux broches « VSS » sont reliées à la masse. En fait, en interne, ces pins sont interconnectés. L’alimentation doit être comprise entre 4.2V et 5.5V.

Les interruptions Une routine d’interruption est un sous-programme particulier, déclenché par l’apparition d’un événement spécifique. L’ordinogramme d’une interruption :  Le programme se déroule normalement.  L’événement survient.  Le programme achève l’instruction en cours de traitement.  Le programme saute à l’adresse de traitement de l’interruption.  Le programme traite l’interruption.  Le programme saute à l’instruction qui suit la dernière exécutée dans le programme principal. Il va bien sûr de soi que n’importe quel événement ne peut pas déclencher une interruption. Il faut que 2 conditions principales soient remplies :  L’événement en question doit figurer dans la liste des événements susceptibles de provoquer une interruption pour le processeur sur lequel on travaille.  L’utilisateur doit avoir autorisé l’interruption, c’est à dire doit avoir signalé que l’événement en question devait générer une interruption.

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Annexes

Annexe G Caractéristiques techniques des capteurs Capteur du point de couture Schéma de câblage

Caractéristiques techniques Tableau 11: Caractéristiques techniques du détecteur de point Distance de détection 50mm à 2m Type d’émetteur

LED, lumière infrarouge

Tension d’alimentation V

10 à 30V dc ± 10%

Sorties de commutation

Bipolaire NPN/PNP

Température ambiante T

-20 à +70°C

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Annexes Détecteur de la zone critique Schéma de câblage

Caractéristiques techniques Tableau 12: Caractéristiques techniques du capteur SUNXSH22 Marge de détection 0,3mm à 300mm Type d’émetteur

LED, lumière infrarouge

Tension d’alimentation V

12 à 24V DC ±10%

Sorties de commutation

Bipolaire NPN

Température ambiante T

-20 à +70°C

Détecteur de position de bobine de fil et de la plaque glissière Type de mouvement

Caractéristiques

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techniques

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Annexes Tableau 13: Caractéristiques techniques du capteur de présence bobine symbole

Portée nominale Tension d'alimentation

Contact direct 24V DC

Détecteur de longueur de point Types de potentiomètres rotatifs Il existe trois types des potentiomètres :  Potentiomètre rotatif simple  Potentiomètre 10 tours  Potentiomètre à rotation infinie La course du bouton rotatif est enivrent 10 tours, donc le potentiomètre 10 tours est le plus adapter pour notre projet. Le modèle que nous proposons est le potentiomètre CW 7288.

Caractéristiques techniques Tableau 14: Caractéristiques techniques du capteur de longueur de point Résistance 1K ±5% Puissance

2.0 watts à 70°C

Tension

10 à 30V dc ± 10%

Course totale

3600° +15° -0°

Linéarité indépendante

±0.25%

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