La présente invention se rapporte au domaine de la manutention et en particulier celui dit du « dévracage », qui consiste à séparer des objets alimentés en vrac pour les distribuer de manière ordonnée, et porte plus particulièrement sur une machine de dévracage ou distribution d'objets avec alimentation en vrac.

A l'heure actuelle, les machines de dévracage comprennent d'une manière générale un convoyeur rectiligne, un système de vision et un robot de transfert.

Des objets, reçus en vrac dans une trémie et qu'il s'agit de distribuer de manière séparée et éventuellement selon une position donnée, sont versés sur la surface supérieure, dite de transport, du convoyeur rectiligne, dans une première région de ce dernier, par exemple directement à partir d'une ouverture prévue dans le fond de la trémie qui dans ce cas se situe au-dessus de la surface de transport ou par l'intermédiaire d'un convoyeur de transfert. La vitesse d'entraînement de la surface de transport est définie, éventuellement avec d'autres paramètres tels que la vitesse d'alimentation des objets, de telle sorte que les objets versés sur celle-ci se répartissent en une seule couche.

Les objets sont ensuite transportés sur une certaine distance par la surface de transport, distance sur laquelle les objets, dans l'idéal, se stabilisent sur ladite surface de transport, de telle sorte que leur position par rapport à cette dernière est fixe.

Les objets arrivent ensuite dans une deuxième région du convoyeur rectiligne au niveau de laquelle est placé le système de vision qui détermine la position de chacun des objets par rapport à ladite surface de transport .

Après être passés par la deuxième région du convoyeur rectiligne, les objets sont transportés, toujours par la surface de transport, jusqu'à une troisième région du convoyeur linéaire au niveau de laquelle est placé un robot de transfert qui saisit un à un les objets au fur et à mesure qu'ils passent dans la troisième région, puis les pose sur un convoyeur de sortie à partir duquel les objets sont distribués, par exemple, à d'autres machines, telles que des machines de conditionnement, de remplissage, etc.

Il arrive parfois que le robot de transfert ne puisse saisir chaque objet, par exemple parce que l'objet non saisi s'est déplacé entre le moment où le système de vision a défini sa position et le moment où le robot de transfert tente de le saisir, ou parce que le robot de transfert doit saisir un nombre trop important d'objets en un temps trop court, par exemple du fait que l'on ait choisi une vitesse élevée de la surface de transport en vue de rendre maximal le débit de la machine.

Dans de tels cas, il est généralement prévu au bout du convoyeur rectiligne un bac dans lequel tombe les objets non saisis et qui, une fois rempli, doit être manutentionné par un opérateur pour ré-alimenter dans la machine de dévracage les objets non saisis.

Un autre inconvénient d'une telle machine de dévracage est son encombrement important, du fait du temps de stabilisation nécessaire à prévoir, et donc de la distance correspondante de la surface de transport.

La présente invention vise à surmonter les inconvénients mentionnés ci-dessus, en proposant une machine de dévracage dans laquelle le convoyeur est agencé pour ramener au-dessus de la trémie d'alimentation les objets non saisis dans la région de saisie pour qu'ils soient directement transférés à la trémie d'alimentation, ce qui permet non seulement d'éviter la manutention de ces objets non saisis, mais encore de réduire l'encombrement de la machine.

La présente invention a pour objet une machine de distribution d'objets avec alimentation en vrac, comprenant :

une trémie d'alimentation, destinée à recevoir des objets en vrac qu'il s'agit de distribuer ;

un dispositif de transport d'objets ayant une surface de transport d'objets entraînée par des moyens d'entraînement pour transporter les objets qu'il s'agit de distribuer et destinée, en utilisation, à recevoir sur celle-ci, dans une première région du dispositif de transport d'objets, dite d'entrée, des objets en vrac ; un dispositif de transfert des objets de la trémie au dispositif de transport d'objets, destiné à verser sur la surface de transport, dans la région d'entrée, les objets qui proviennent de la trémie d'alimentation ;

- un système de vision placé au niveau d'une deuxième région du dispositif de transport d'objets, dite de vision, en aval, par rapport au déplacement de la surface de transport, de la région d'entrée, et apte à déterminer la position, sur le dispositif de transport d'objets, de chacun des objets, la région de saisie et la région d'entrée étant séparées d'une distance définie, conjointement avec la vitesse d'entraînement de la surface de transport, pour que les objets soient répartis en une seule couche et stabilisés en position lorsqu'ils arrivent à la région de vision ; et

- au moins un robot de transfert placé au niveau d'une troisième région du dispositif de transport d'objets, dite de saisie, en aval, par rapport au déplacement de la surface de transport, de la région de vision et apte à saisir chaque objet, au moins sur la base de la position dudit objet fournie par le système de vision, et à le placer sur un convoyeur de sortie,

caractérisée par le fait que le dispositif de transport d'objets se prolonge, après la région de saisie, en revenant au-dessus de la trémie d'alimentation, où il définit une quatrième région, dite de récupération, à partir de laquelle les objets en vrac non saisis dans la région de saisie sont transférés directement à la trémie d'alimentation pour que lesdits objets non saisis soient de nouveau versés sur la surface de transport du dispositif de transport d'objets en vue d'une saisie par le robot de transfert .

La région de récupération peut se trouver au- dessus de la trémie d'alimentation en étant au voisinage de cette dernière, mais est, de préférence, à la verticale de la trémie d'alimentation.

On souligne ici que l'expression « surface de transport » mentionnée ci-dessus peut être formée, dans le cas d'un convoyeur à bande, par la surface de la bande, ou, dans le cas d'un convoyeur à rouleaux, par la surface du plan imaginaire formé par les lignes de contact entre les rouleaux et les objets, ou, dans le cas d'un convoyeur à maillons, par les surfaces supérieures des maillons, etc.

Par ailleurs, la présente invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un quelconque système de vision spécifique ou d'un quelconque robot de transfert spécifique. De plus, la machine selon la présente invention peut être utilisée avec tout type d'objets, tels que des flacons, des bouchons, des pièces mécaniques, des morceaux de viande, etc., quelle que soit la forme de l'objet à traiter, sans aucune modification à apporter au dispositif de transport d'objets. Ainsi, des objets de différentes tailles peuvent être saisis sans aucun changement de pièces sur la machine.

Le dispositif de transfert peut, par exemple, être un convoyeur élévateur.

De préférence, le dispositif de transport d'objets présente une ouverture centrale autour d'au moins une partie de laquelle s'étend la surface de transport et à travers laquelle passe le dispositif de transfert qui est agencé pour faire monter les objets en vrac au-dessus de ladite surface de transport et les verser sur cette dernière .

La présence de l'ouverture centrale, qui autorise le positionnement d'un dispositif de transfert dans les limites de l'empreinte au sol du dispositif de transport d'objets, permet de réduire encore davantage l'encombrement de la machine.

La surface de transport du dispositif de transport d'objets peut suivre un chemin ouvert, notamment en U ou en fer à cheval.

Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de transport d'objets est un carrousel définissant un circuit fermé.

Peuvent être prévus, de manière particulièrement avantageuse dans le cas d'un carrousel, dans la région de récupération des moyens pour dévier en direction de la trémie d'alimentation les objets non saisis dans la région de saisie, lesquels moyens de déviation sont notamment formés par un déflecteur placé en travers de la surface de transport .

De préférence, le carrousel se présente sous la forme d'un corps de forme circulaire, le cas échéant en anneau pour permettre le passage du dispositif de transfert à travers l'ouverture centrale de l'anneau, le corps étant monté rotatif autour d'un axe vertical et la surface supérieure du corps constituant la surface de transport d'objets .

Un tel carrousel formé d'un corps circulaire permet non seulement de réduire encore davantage l'encombrement de la machine, mais encore est d'une structure plus simple à mettre en œuvre qu'un convoyeur, par exemple à bande, ce qui fait diminuer les coûts de fabrication, tout en permettant de conserver une durée de stabilisation, à savoir entre le moment où un objet est versé sur la région d'entrée de la surface de transport et le moment où il arrive à la région de vision, qui est suffisamment longue pour que les objets puissent se stabiliser sur la surface de transport. En effet, pour un même encombrement, la durée de stabilisation avec un tel corps circulaire est n fois plus longue que celle avec un convoyeur rectiligne.

Avantageusement, un carter de protection forme un rebord le long du bord extérieur de la surface de transport, de la région d'entrée à au moins la région de saisie, et la surface de transport est inclinée vers l'extérieur du dispositif de transport d'objets de telle sorte que les objets peuvent être retenus sur la surface de transport par le carter de protection et se stabiliser contre ce dernier.

De préférence, la surface de transport du corps formant le carrousel appartient à un cône de révolution imaginaire dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation du corps et dont le sommet est au-dessus du corps, le demi- angle au sommet du cône étant avantageusement compris entre 1° et 45°. Utiliser un tel corps pour former le carrousel est également avantageux en ce qu'il permet de former de manière aisée une surface de transport inclinée, ce qui permet de stabiliser plus facilement certains objets mais ce qui est difficile à mettre en œuvre dans le cas d'un convoyeur rectiligne.

Utiliser un corps en cône permet en outre de stabiliser plus facilement et plus rapidement tout type d'objet .

La surface de transport peut néanmoins être horizontale, avec ou sans le carter de protection.

La machine peut comprendre en outre un convoyeur de sortie, sur lequel, en utilisation, les objets sont posés par le robot de transfert, une partie du convoyeur de sortie étant, de préférence, disposée au-dessus de la trémie d'alimentation.

Disposer le convoyeur de sortie au-dessus de la trémie permet aux objets qui viendraient à chuter du convoyeur de sortie au moment de la pose ou peu après, d'être immédiatement récupérés et ré-introduits dans le système de dévracage, sans moyens techniques intermédiaires particuliers .

De préférence, le convoyeur de sortie est disposé de telle sorte que l'espace au-dessus et autour du convoyeur de sortie est libre de tout obstacle au déplacement du robot de transfert, de façon à permettre à ce dernier d'accéder au convoyeur de sortie par l'un ou l'autre des côtés du convoyeur de sortie, par rapport à la direction de transport de ce dernier.

Etant donné que les objets peuvent être dans une orientation quelconque lorsqu'ils se trouvent sur la surface de transport dans la région de saisie, permettre l'accès du robot de transfert de chaque côté du convoyeur de sortie permet au robot de venir placer l'objet dans une position désirée sur le convoyeur de sortie, par exemple lorsque l'on souhaite que l'objet soit disposé selon une orientation spécifique sur le convoyeur de sortie.

Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après un mode de réalisation préféré avec référence aux dessins annexés.

Sur ces dessins : les Figures 1 et 2 sont des vues en perspective respectivement de l'avant et de l'arrière d'une machine de distribution d'objets avec alimentation en vrac selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; les Figures 3 et 4 sont des vues en perspective de dessus, respectivement de l'avant et de l'arrière, d'un ensemble formé de la trémie, du convoyeur élévateur, du carrousel, du système de vision et du convoyeur de sortie de la machine représentée sur les Figures 1 et 2 ;

- la Figure 5 est une vue en coupe verticale du carrousel selon le mode de réalisation préféré de la présente invention ; et les Figures 6 et 7 sont des vues respectivement de dessus et en perspective de l'ensemble représenté sur les Figures 3 et 4, un flacon à distribuer étant représenté dans chaque stade de son traitement par la machine . Si l'on se réfère aux Figures 1 à 5, on peut voir qu'une machine selon un mode de réalisation préféré de la présente invention comprend un châssis mécanosoudé 1 portant une trémie 2, un convoyeur élévateur 3, un carrousel 4, un système de vision 5, un robot de transfert 6 et un convoyeur de sortie 7.

Dans un souci de clarté des dessins, les portes et carters de protection fermant le châssis n'ont pas été représentés .

La trémie 2 possède une ouverture d'alimentation 8 qui débouche sur un côté du châssis et par laquelle sont introduits en vrac dans la machine les objets qu'il s'agit de distribuer de manière ordonnée, un fond incliné 9 le long duquel glisse les objets et s 'achevant en un entonnoir 10 (Figures 6 et 7) dont la direction est perpendiculaire à la direction d'introduction des objets et qui se termine en une ouverture de sortie.

Le convoyeur élévateur 3 est d'une structure classique, bien connue dans le domaine, et présente une partie horizontale disposée sous l'ouverture de sortie de la trémie 2 de telle sorte que les objets sortant de la trémie 2 par l'ouverture de sortie chute par gravité sur la partie horizontale du convoyeur élévateur 3, et une partie élévatrice par laquelle les objets sont remontés tout en haut du convoyeur élévateur 3 pour être versés sur le carrousel 4. Une partie du fond de la trémie 2 pourrait être constituée d'un convoyeur pour optimiser l'alimentation du convoyeur élévateur 3.

Dans le mode de réalisation représenté, le convoyeur élévateur 3 est un convoyeur à taquets, mais tout type de convoyeur élévateur peut être utilisé, pourvu qu'il permette de récupérer les objets en sortie de la trémie 2 et de les remonter au-dessus du carrousel 4. Le carrousel 4 est formé par un corps annulaire 11, monté rotatif autour d'un axe vertical présentant une surface supérieure 11 destinée à transporter les objets.

Le corps 11 est formé d'une plaque supérieure 12 et d'une plaque inférieure 13 annulaires et rendues solidaires l'une de l'autre par des entretoises 14 qui sont réparties circonférentiellement .

La plaque supérieure 12 est conformée pour que sa surface supérieure, tournée vers le haut et destinée à recevoir les objets transportés par le carrousel 4, est inclinée vers l'extérieur et plus particulièrement se situe sur un cône de révolution imaginaire dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation du corps 11 et dont le sommet est au-dessus du corps 11, le demi-angle au sommet du cône étant de 3° sur l'exemple représenté.

Le corps 11 est entraîné en rotation par tout moyen approprié, tel que par exemple un motoréducteur 15 faisant tourner un pignon 16 en prise avec une couronne à denture intérieure 17 solidaire de la sous-face de la plaque inférieure 13 et entourant l'ouverture centrale du corps 11.

Le corps 11 est supporté et guidé en translation par plusieurs ensembles galets concentriques 18 répartis circonférentiellement et dans lesquels est guidée une collerette 19 formée sur l'extérieur de la couronne 17, les galets 18, le motoréducteur 15, le carter de protection 22, etc., étant porté par un plateau 29 lui-même solidaire du châssis 1.

Des moyens de suivi de la position du corps 11 sont également prévus, tels que par exemple le codeur 20, cette fonction, dite de « tracking », est bien connue dans le domaine de la manutention. Dans le mode de réalisation représenté, le diamètre extérieur du corps 11 est de 1000 mm, la largeur de la surface de transport est de 400 mm et l'ouverture centrale est de dimension suffisante pour que la partie élévatrice du convoyeur élévateur 3 puisse la traverser, ce qui permet de placer le convoyeur élévateur 3 au centre du carrousel 4 et ainsi de réduire l'encombrement de la machine .

Il est prévu un capot 21 en regard de la région d'extrémité haute du convoyeur élévateur 3 et qui définit avec celle-ci un tunnel de décharge d'objets par lequel les objets sont versés dans la région, dite d'entrée, du corps 11 au-dessus de laquelle le capot 21 est en surplomb.

Un carter de protection 22 se présentant sous la forme d'une bande verticale de matériau rigide s'étend autour du corps 11, en formant un rebord à proximité immédiate du bord extérieur de la surface de transport et contre lequel vient se stabiliser des objets susceptibles de rouler sur la surface de transport, tels que des objets sphériques .

Le système de vision 5 est placé diamétralement opposé à la région d'entrée du carrousel 4, au niveau d'une deuxième région dite de vision, et détermine la position de chaque objet par rapport à la surface de transport, lorsqu'il passe dans la région de vision, par exemple sur la base d'images prises par le système de vision.

Le système de vision 5 comprend une caméra 23 et une hotte de vision 24 et un éclairage, dont certains flancs n'ont pas été représentés sur les Figures 3 à 6 afin que l'on puisse voir la caméra 23.

Les systèmes de vision assurant une fonction de définition de la position d'un objet sur un dispositif de transport, tel qu'un convoyeur, est très bien connu dans le domaine de la manutention et ne sera donc pas décrit en détail. On peut mentionner, à titre d'exemple seulement, la demande de brevet français FR 2 725 640, publiée le 19/04/1996, qui décrit un système de vision utilisé pour le tri d'objets mais qui est applicable sans difficulté à la présente invention.

Le robot de transfert 6 est placé en aval du système de vision 5, au niveau d'une troisième région dite de saisie, et est agencé pour venir saisir chaque objet dont la position a été déterminée par le système de vision et venir le placer sur le convoyeur de sortie 7.

Le robot de transfert 6 est formé d'un préhenseur 25 tenu par un ensemble de bras 26 déplaçant dans l'espace le préhenseur 25.

La encore, les robots de transfert étant très bien connus dans le domaine de la manutention, le robot de transfert 6 ne sera pas décrit plus en détail. On peut également se reporter, par exemple, à la demande de brevet FR 2 725 640 mentionnée ci-dessus, où est décrit un robot de transfert coopérant avec un système de vision.

On va maintenant décrire ci-après le fonctionnement de la machine selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, avec référence aux Figures 6 et 7, sur laquelle on a représenté un flacon dans chaque stade de son traitement par la machine de dévracage.

Le flacon est tout d'abord introduit, avec une multitude d'autres flacons non représentés, dans la trémie 2 dans laquelle il glisse jusqu'à arriver à l'entonnoir 10 (Flacon Fl) ou, le cas échéant, le convoyeur formant partie du fond de la trémie 2.

Arrivé à l'ouverture de sortie de la trémie 2, le flacon chute sur la partie horizontale du convoyeur élévateur 3 et est remonté le long de la partie élévatrice, par un taquet dans le mode de réalisation représenté (Flacon F2) .

Une fois au sommet du convoyeur élévateur 3, le flacon chute sur la surface de transport du carrousel 4 (Flacon F3), puis est transporté par la surface de transport, qui est entraînée en rotation de façon continue, en direction de la région de vision.

Entre sa chute sur la surface de transport et son arrivée à la région de vision, le flacon va se stabiliser sur la surface de transport, éventuellement à l'aide du rebord formé par le carter 22, c'est-à-dire que le flacon ne bougera plus par rapport à la surface de transport (Flacon F4) .

Le mouvement continu de rotation du corps 11 amène le flacon, qui s'est stabilisé, dans la région de vision où sa position par rapport à la surface de transport est déterminé par le système de vision 5 (Flacon F5), puis amène le flacon dans la région de saisie où il est saisie (Flacon F6) par le robot de transfert 6 (non représenté sur les Figures 6 et 7) qui dispose le flacon sur le convoyeur de sortie 7 en le redressant (Flacon F7) pour distribution pour traitement ou stockage.

On souligne ici l'intérêt d'agencer la machine pour que l'espace au-dessus du convoyeur de sortie 7 soit libre, car cela permet au robot de transfert 6 d'accéder au convoyeur de sortie 7 soit par la droite, soit par la gauche, ce qui permet au robot de transfert 6 de placer l'objet sur le convoyeur de sortie 7 dans toute orientation désirée .

Dans le cas où le robot de transfert 6 n'a pas pu saisir le flacon dans la région de saisie, le mouvement continu de rotation du corps 11 amène le flacon à venir heurter un déflecteur 27 placé de manière fixe en travers de la surface de transport, en amont de la région d'entrée et en aval de la région de saisie. Le flacon est alors dévié, par le déflecteur 27, vers la trémie d'alimentation 2 en passant par une ouverture 28 prévue entre les deux régions d'extrémité du carter de protection 22 qui n'entoure pas la totalité du corps 11 (Flacon F8) .

Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, avec les dimensions du corps 11 mentionnées ci-dessus et pour une application à des flacons, on peut par exemple faire tourner le corps 11 à une vitesse de 5 tr/min.

On souligne ici l'avantage d'avoir une surface de transport en anneau, car le flacon dispose, pour le même encombrement, d'un temps pour se stabiliser qui est plus grand que celui avec un convoyeur rectiligne. Ainsi, on obtient une stabilisation des objets qui est plus fiable, donc une détermination de leur position et une saisie par le robot de transfert qui sont également plus fiables, et par suite un débit plus élevé de la machine.

La machine selon la présente invention permet donc une distribution d'objets avec alimentation en vrac ayant un encombrement réduit au minimum, avec une remise en circulation des objets non saisis qui est intégrée à la machine et un débit plus élevé.

Il est bien entendu que le mode de réalisation qui a été décrit ci-dessus a été donné à titre indicatif et non limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention.

Ainsi, les dimensions et vitesses indiquées ci- dessus peuvent être choisies au besoin, en fonction par exemple des objets à distribuer, du débit souhaité, etc.