Activités d'Investigation Professionnelle
Contrôle d'un tapis roulant, freinage de chariot élévateur et vitesse d'un robot de soudage.
Vitesse d'un Convoyeur Tapis Roulant d'Atelier
Situation Professionnelle
Un régleur de ligne d'assemblage vérifie la vitesse d'avance d'un tapis roulant d'atelier. Une pièce posée sur le tapis parcourt en ligne droite une distance $d = 12{,}0\text{ mètres}$ pendant une durée $t = 24{,}0\text{ secondes}$. La consigne de sécurité exige une vitesse maximale $v_{max} = 2{,}0\text{ km/h}$.
Travail à réaliser
1. Calcul de la Vitesse en m/s (Compétence Réaliser) : Calculer la vitesse moyenne $v$ de la pièce en mètres par seconde ($\text{m/s}$) à l'aide de la formule $v = \frac{d}{t}$.
2. Conversion en km/h (Compétence Réaliser) : Convertir cette vitesse en kilomètres par heure ($\text{km/h}$) en multipliant par 3,6.
3. Validation de la Sécurité (Compétence Valider) : La vitesse du tapis est-elle conforme à la norme de sécurité d'atelier ($v \le 2{,}0\text{ km/h}$) ? Justifier.
Voir le corrigé de l'Activité 1
1. $v = \frac{12{,}0}{24{,}0} = 0{,}50\text{ m/s}$.
2. $v_{km/h} = 0{,}50 \times 3{,}6 = 1{,}80\text{ km/h}$.
3. Oui, la vitesse du tapis ($1{,}80\text{ km/h}$) est inférieure à la limite autorisée de $2{,}0\text{ km/h}$. Le tapis est conforme.
Analyse du Freinage d'un Chariot Élévateur
Situation Professionnelle
Un cariste circule en atelier à la vitesse de $v = 18\text{ km/h} = 5\text{ m/s}$. Apercevant un obstacle, il freine d'urgence. Une caméra analyse les positions successives du chariot toutes les 0,5 secondes ($\Delta t = 0{,}5\text{ s}$).
Travail à réaliser
1. Nature du Mouvement (Compétence S'approprier) : Les points de repère de la caméra se rapprochent de plus en plus au cours du freinage. Qualifier la nature de ce mouvement (accéléré, uniforme ou décéléré).
2. Distance de Réaction (Compétence Réaliser) : Pendant le temps de réaction du cariste ($t_r = 1{,}0\text{ s}$), le chariot parcourt $d_r = v \times t_r$. Calculer $d_r$ avec $v = 5\text{ m/s}$.
3. Distance d'Arrêt Totale (Compétence Valider) : Si la distance de freinage des roues est $d_f = 4{,}0\text{ m}$, calculer la distance d'arrêt totale $d_{arrêt} = d_r + d_f$ et valider si le chariot s'arrête avant un obstacle situé à $10\text{ m}$.
Voir le corrigé de l'Activité 2
1. Mouvement **rectiligne décéléré (ou ralenti)** car la vitesse diminue et les positions se rapprochent.
2. $d_r = 5\text{ m/s} \times 1{,}0\text{ s} = 5{,}0\text{ mètres}$.
3. $d_{arrêt} = 5{,}0 + 4{,}0 = 9{,}0\text{ mètres}$. Comme $9{,}0\text{ m} < 10\text{ m}$, le chariot s'arrête à 1 mètre de l'obstacle. La collision est évitée !
Vitesse d'Avance d'un Robot de Soudage
Situation Professionnelle
Un technicien roboticien régle la vitesse d'avance de la torche d'un robot de soudage MIG/MAG. Le cordon de soudure s'étend sur une longueur $d = 600\text{ mm} = 0{,}60\text{ m}$. Le robot effectue ce trajet rectiligne à vitesse constante en $t = 30\text{ secondes}$.
Questions & Réglage Métier
1. Vitesse en m/s (Compétence Réaliser) : Calculer la vitesse d'avance du bras robotisé en m/s avec la formule $v = \frac{d}{t}$.
2. Vitesse en mm/s (Compétence Réaliser) : Exprimer cette vitesse d'avance en mm/s ($600\text{ mm} / 30\text{ s}$).
3. Régularité de Soudage (Compétence Valider) : Expliquer pourquoi le mouvement doit être rigoureusement rectiligne uniforme pour garantir la qualité de la soudure.
Voir le corrigé de l'Activité 3
1. $v = \frac{0{,}60}{30} = 0{,}020\text{ m/s}$.
2. $v = \frac{600}{30} = 20\text{ mm/s}$.
3. Une vitesse uniforme constante garantit un apport de chaleur et de métal d'apport parfaitement régulier tout au long du cordon, évitant les surépaisseurs ou les trous.