Tour à commande numérique : Num 1040 Analyse de la gestion de l’arrêt du moteur broche lors d’une intervention de diagnostic

Demande d’intervention   Support : tour num 1040   degré d’urgence 1 2 3    ordre de Travail: La mise en énergie du tour est impossible, veuillez remettre en état de fonctionnement le système.     Message diagnostic sur l’écran de la num: arrêt d’urgence enclenché Information provenant de l’opérateur: néant

AUTORISATION DE TRAVAIL   Établissement : Lycée Monge Les chargés d'exploitation Mrs Rouxel /Pépin autorisent Mrs étudiant à effectuer les travaux décrits sur l'ordre de travail. Niveau d’habilitation BR. Autorisation délivrée le : ___ / septembre / 2005 à 14 H 00 min. Durée des travaux : 3 heures Signatures : Le chargé d'exploitation Le chargé de travaux

Méthodologie 1-Indiquer les règles de sécurité à suivre. 2-Caractériser le mode de défaillance (effets par lesquels la défaillance est constatée) 3-Isoler la chaîne fonctionnelle élémentaire (si une fonction élémentaire n’est pas réalisée) => à partir du système et des éléments du dossier, indiquer la nature de chaque constituant et les grandeurs échangées 4-Énumérer et hiérarchiser les causes probables de défaillance 5-Établir une procédure de tests

1- Indiquer les règles de sécurité. Présentation de la zone d’intervention Balisage Car c’est une zone de passage 1- Indiquer les règles de sécurité. Zone de passage Je suis dans la zone système, alimentée par des canalis 400 volts triphasés. J’utilise du matériel de mesure respectant la norme : Catégorie III 600 volts. armoire Tour num 1040 armoire

Contrôler et mettre les équipement individuels de sécurité lorsque c’est nécessaire (norme CE)   Intervention du domaine BT. - Lorsqu'il existe des risques d'arcs électriques et de contacts directs en cas de faux mouvements : Le port du casque avec visière de protections anti-UV et de gants isolants est la protection individuelle minimale pour toute approche de pièces nues sous tension. Gants homologués (norme CE) attention à la date limite d’utilisation. - Vérifier le matériel et l’outillage.

Constitution du système visu Arrêt d’urgence Pupitre de commande Mise en énergie Partie opérative

Constitution du système Tourelle porte outil Déplacement axe X Déplacement axe Z Rotation broche

Armoire électrique Variateur broche Variateur axe Z Variateur axe X

Constat de défaillance 2- Caractériser le mode de défaillance (effets par lesquels la défaillance est constatée). Voyant « sous tension » allumé Constat de défaillance Voyant « marche » éteint Appui sur BP marche inefficace Infos pupitre Système d’initialisation CN ok Message « arrêt d’urgence enclenché », On le contrôle aussitôt.

Constat de défaillance Infos matériels Constat de défaillance Certains voyants sont éclairés, pas de contacteur de puissance enclenché, les led du PNOZ sont éteintes.

Mise en énergie impossible (bouton S2 inefficace)      CONSTATATIONS 1ère constatation 2ème constatation 3ème constatation Mise en énergie impossible (bouton S2 inefficace) Système d’initialisation CN ok Certains voyants sont éclairés, pas de contacteur de puissance enclenché, les led du PNOZ sont éteintes.

Départ de l’information arrêt d’urgence enclenché Folio 4 Module de sécurité Folio 4 Bouton poussoir marche L’action sur ce BP est inefficace: KB1 n’est pas alimenté Départ de l’information arrêt d’urgence enclenché

Rappel La fonction d’arrêt d’urgence est la fonction de sécurité la plus répandue sur les équipements de machines. Il existe une norme spécifique aux arrêts d’urgence EN 418. Les normes spécifient que c’est en logique câblée que le circuit d’arrêt d’urgence est réalisé (EN292-EN 60204)

La norme EN60204 distingue trois types d’arrêts: catégorie 0 : arrêt par suppression immédiate de la puissance sur les actionneurs. catégorie 1 : arrêt contrôlé en maintenant la puissance sur les actionneurs pour obtenir l’arrêt de la machine, puis coupure de la puissance quand l’arrêt est obtenu. catégorie 2 : arrêt contrôlé en maintenant la puissance sur les actionneurs. Le choix de la catégorie doit être évalué en fonction du risque de la machine  voir CDROM Mi seconde année

Schémas conceptuels Catégorie 0 : Module de sécurité

Catégorie 1 : deux modules de sécurité La méthode consiste à freiner le mouvement dangereux sur déclenchement de l’arrêt d’urgence. La fonction de freinage est assurée par le variateur de vitesse La fonction de freinage est assurée par l’injection de courant continu dans les enroulements du moteur. L’arrêt total est donné par la fin d’une temporisation ou une détection de vitesse nulle.

Analyse du schéma du tour

Modules de sécurité 2 modules de sécurité PSWZ et PNOZ (PILZ)

PSWZ A1 L1 L2 L3 13 14 23 24 Y1 A2 Y2 42 41 PSWZ

PSWZ Alimentation Boucle de retour UB Y1-Y2 13-14 23-24 rotation arrêt temps Y1-Y2 13-14 23-24 rotation arrêt A1 L1 L2 L3 13 14 23 24 Y1 A2 Y2 42 41 PSWZ UL1 / UL3 Uab Uan Uab : valeur de retombée Uan : valeur d’enclenchement hystérésis t < tg (synchronisation temporelle)

Boucle de retour pour autocontrôle des relais externes PNOZ Relais de sécurité pour circuit d’arrêt d’urgence. A2 A1 X1 X2 13 14 23 24 T33 T34 PNOZ L1 N Boucle de retour pour autocontrôle des relais externes alimentation Un canal (un seul contact de l’arrêt contrôlé). Deux sorties : 2F Une boucle de retour. validation

Contacteur des circuits puissance des variateurs des axes X et Z Folio 2 Folio 2 Contacteur des circuits puissance des variateurs des axes X et Z

Folio 4b l’information arrive sur une entrée automate elle est transcrite en message diagnostic : arrêt d’urgence enclenché Folio 4b

Contacteur du circuit puissance du variateur de la broche Folio 5 Contacteur du circuit puissance du variateur de la broche Folio 5

Mesure de la tension aux bornes du moteur broche Folio 6 Folio 6

3 Isoler la chaîne fonctionnelle élémentaire Gestion de l’arrêt du tour à commande numérique num 1040 3 Isoler la chaîne fonctionnelle élémentaire PNOZ+PSWZ KE1 KE2 KB1 Q1 variateur broche Variateurs axes X et Z Bloqueur porte KB1 KA11 Fonction défaillante : chaîne de sécurité S3 S1 moteur S2 KE1 KE2 KB1 KA1B KA25 A2 A1 X1 X2 13 14 23 24 T33 T34 PNOZ A1 L1 L2 L3 13 14 23 24 Y1 A2 Y2 42 41 PSWZ KE2 KE1 i0.09 2 4 4b 5 6

hypothèses Arrêt d’urgence enclenché 1ertest Contrôle visuel 4   HYPOTHESE DE DYSFONCTIONNEMENT POUR CHAQUE CONSTATATION Constatations Hypothèses Numéros   1 1ère constatation 2 3 4 2ème constatation 5 6 7 3ème constatation 8 9 4- Énumérer et hiérarchiser les causes probables de défaillance. hypothèses Arrêt d’urgence enclenché 1ertest Contrôle visuel 4 Arrêt d’urgence déconnecté Mise en énergie impossible Le contrôle nécessite de démonter la façade avant. Certains contrôles électriques sont réalisables sans démonter. 3 Circuit de commande de KB1 1er test pour la rapidité de contrôle. 2nd test pour la probabilité, en effet les led du PNOZ sont éteintes. 3ième le bouton marche est sans action. Le contrôle demande un démontage Hiérarchisation : Tenir compte de - la probabilité de défaillance - la facilité de réaliser le test - la rapidité (un coup d’œil ne coûte rien, démonter une face avant, c’est plus long). Système d’initialisation CN ok Les informations arrivant à la num sont correctement interprétées Certains voyants sont éclairés, pas de contacteur de puissance enclenché , les led du PNOZ sont éteintes. La tension de commande est présente. Les contacteurs de puissances sont alimentés par l’intermédiaire des modules de sécurité Contrôle électrique un contrôle avec la Num permet de tester la sortie 14 du PNOZ. + ==Le PNOZ est défectueux ou bloque l’enclenchement des contacteurs. 2d test

valeur attendue en fonctionnement normal 1 Valeur lue 0 5-Établir une procédure de tests 5- Etablir une procédure de tests. %i0.09 = valeur attendue en fonctionnement normal 1 Valeur lue 0 Opération à effectuer Risque Bien, personnes Moyen de prévention Matériel utilisé Caractéristique du matériel Procédure d’utilisation Vérif Hypo 1 Arrêt d’urgence enclenché non visuel Hypo 2 Sortie 14 du PNOZ Contrôle avec la Num Alimentation PNOZ Mesurage de tension une partie seulement de l’ armoire est ip2x La carte n’est pas ip2X. Mettre en place une nappe, ou utiliser les EPI en permanence Contrôleur Avec pointes de touches de sécurité Cat III 600volts Faire un dessin La sortie i0.09 n’est pas validée  le PNOZ ne valide pas sa sortie Pour installer une nappe, il faut impérativement mettre les EPI. La nappe est fixée avec des épingles. Dès que la ou les nappes sont en place, on peut ôter les EPI afin de réaliser les mesures sur la zone IP2X

Caractéristique du matériel Procédure d’utilisation Opération à effectuer Risque Bien, personnes Moyen de prévention Matériel utilisé Caractéristique du matériel Procédure d’utilisation Vérif Hypo 2 Boucle de retour pour auto-contrôle des relais externes Mesurage de tension une partie seulement de l’ armoire est ip2x La carte n’est pas ip2X. Mettre en place une nappe, ou utiliser les EPI en permanence Contrôleur Avec pointes de touches de sécurité Cat III 600 volts Faire un dessin Hypo 3 Circuit de commande de KB1

Le module est alimenté normalement Contrôle de l’alimentation et de la boucle de retour pour auto-contrôle des relais externes KE1 et KE2 PNOZ+PSWZ KE1 KE2 KB1 Q1 variateur broche Variateurs axes X et Z Bloqueur porte KB1 KA11 S3 Valeur attendue 24 volts Valeur mesurée 24 volts S1 moteur S2 KE1 KE2 KB1 KA1B KA25 A2 A1 X1 X2 13 14 23 24 T33 T34 PNOZ A1 L1 L2 L3 13 14 23 24 Y1 A2 Y2 42 41 PSWZ Le module est alimenté normalement V~ KE2 KE1 i0.09

PNOZ+PSWZ PNOZ PSWZ Valeur attendue 24 volts Valeur mesurée 0 volts Contrôle de l’alimentation et de la boucle de retour pour auto-contrôle des relais externes KE1 et KE2 PNOZ+PSWZ KE1 KE2 KB1 Q1 variateur broche Variateurs axes X et Z Bloqueur porte KB1 KA11 S3 S1 Valeur attendue 24 volts Valeur mesurée 0 volts moteur S2 KE1 KE2 KB1 KA1B KA25 A2 A1 X1 X2 13 14 23 24 T33 T34 PNOZ A1 L1 L2 L3 13 14 23 24 Y1 A2 Y2 42 41 PSWZ Valeur attendue 24 volts Valeur mesurée 24 volts V~ Le contact KE1 n’est pas retombé ou est défectueux, la boucle de retour n’est pas validée =les sortie 2F ne sont pas fermées. On consigne pour vérifier le contacteur et son additif KE2 KE1 i0.09

Rappels si vous avez une chaîne importante à contrôler. KB1 S3 S2 KA1B KA25 KE1 KE2 Q1 variateur broche Variateurs axes X et Z Bloqueur porte Permet de vérifier son appareil Si la chaîne à contrôler est longue, il faut procéder par dichotomie et choisir les points les plus faciles d’accès pour la mesure. V~

Afin de remplacer le contact additif, il faut consigner le système. Mon statut de BR me permet de consigner le système sur lequel j’interviens.

2- Condamnation en position d'ouverture (cadenas). 6- Indiquer les procédures de consignation et de sécurité à suivre pour réaliser cette intervention. Procédure : 1- Séparation de l’ouvrage : Ouverture du sectionneur (pas de contrainte d’exploitation, j’effectue une consignation totale).  2- Condamnation en position d'ouverture (cadenas).  3- identification : cette machine outil est alimentée par un seul câble directement relié au sectionneur.  4- Vérification d'absence de tension (ne pas oublier de vérifier le fonctionnement du VAT avant et après la mesure). Il n’y a pas de risque de réalimentation, je ne fais pas de MALT.

Tripolaire / Tétrapolaire VAT Tripolaire / Tétrapolaire Comment faire :

VÉRIFICATEUR D’ABSENCE DE TENSION • Les vérificateurs d'absence de tension et détecteurs unipolaires doivent répondre aux prescriptions des normes en vigueur (NF C 18-310 et NF C 18-311). • Les appareils de mesurage ne doivent pas être utilisés à cet usage, pas plus que les vérificateurs d'absence de tension ne peuvent être considérés comme des appareils de mesurage. • Ils peuvent être du type lumineux ou du type sonore, mais dans tous les cas ils doivent être adaptés à la tension des installations sur lesquelles ils sont utilisés.

• Immédiatement avant chaque opération, effectuée avec ce matériel et immédiatement après cette opération, il est indispensable de vérifier son bon fonctionnement,soit à l'aide de parties actives restées sous tension à proximité, soit à l'aide d'un dispositif à source indépendante prévue par le constructeur. • Lors de l'utilisation de ces appareils en BT, l'emploi de gants isolants est obligatoire lorsque l'opérateur opère à proximité de pièces nues présentant des risques notables de contact direct en cas de faux mouvement. • L'utilisation d'une lampe montée sur douille à bouts de fils est formellement interdite.

VAT Mesure n° 1 Consignation d’un équipement : cas du départ tripolaire. 4 mesures Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Cette première mesure permet de contrôler que le PE n’est pas coupé. Il doit y avoir présence de tension. Mesure n° 1

Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Consignation d’un équipement : cas du départ tripolaire. Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Mesure n° 2

Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Consignation d’un équipement : cas du départ tripolaire. Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Mesure n° 3

Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Consignation d’un équipement : cas du départ tripolaire. Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Mesure n° 4

VAT Mesure n° 1 Consignation d’un équipement : cas du départ tétrapolaire. 6 mesures Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Cette première mesure permet de contrôler que le PE n’est pas coupé. Il doit y avoir présence de tension. Mesure n° 1

Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Consignation d’un équipement : cas du départ tétrapolaire. Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Mesure n° 2

Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Consignation d’un équipement : cas du départ tétrapolaire. Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Mesure n° 3

Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Consignation d’un équipement : cas du départ tétrapolaire. Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Mesure n° 4

VAT Mesure n° 5 Consignation d’un équipement : cas du départ tétrapolaire. Chaque conducteur actif est contrôlé par rapport au PE VAT Le neutre est aussi un conducteur actif. Mesure n° 5

Une dernière vérification… VAT Consignation d’un équipement : cas du départ tétrapolaire. Une dernière vérification… VAT Cette première mesure permet de contrôler que le contact du neutre n’est pas cassé en position fermé. Mesure n° 6

AVIS DE FIN DE TRAVAIL   Mrs étudiants , chargés d’intervention au lycée Monge, section TSMI avisent Mrs Rouxel / Pépin , chargés d’exploitation que les travaux : sont terminés le : ___ / septembre / 2005 à 17 H 00 min. Signature :

Comment est évalué votre diagnostic

Indicateur de performance Actions liées au TP Indicateur de performance   - - - ׀ + ++ Établir le constat de défaillance Identifier la fonction défaillante       La collecte des informations liées aux circonstances de la panne est correctement réalisée       La fonction défaillante est repérée Identifier et répertorier les composants liés à la non réalisation de la fonction et susceptibles d’être défaillants Les composants de la chaîne défaillante sont répertoriés Localiser la panne Hiérarchiser les hypothèses, définir les tests, mesures, contrôles permettant de valider ou non les hypothèses      La hiérarchisation est logique ;      Les points de test et de contrôle sont identifiés ;      La chronologie des tests, mesures, contrôles est pertinente et justifiée. Réaliser les tests, mesures, contrôles permettant de valider ou non les hypothèses      Les appareils de mesure et de contrôle sont correctement choisis et mis en œuvre ;      L’identification de l’élément défectueux est correcte. Identifier les phénomènes dangereux et les situations dangereuses Déterminer et appliquer les mesures de prévention      Les phénomènes dangereux et les situations dangereuses liés au bien, à son environnement et à l’activité de maintenance sont identifiés      Les mesures de prévention sont adaptées aux situations dangereuses identifiées      La mise en œuvre des mesures de prévention est correcte      Les procédures de mise en œuvre des équipements de sécurité et des outillages sont conformes

FIN