TITRE : PREHENSEUR, SYSTEME ET PROCEDE DE PALETTISATION / DEPALETTISATION

Domaine de l’invention

L’invention appartient au domaine de l’intralogistique et porte sur un préhenseur et un système de palettisation/dépalettisation. Il porte également sur un procédé automatisé de déchargement de paquets utilisant un tel système.

Etat de la technique

Les systèmes de palettisation/dépalettisation connus mettent en oeuvre un robot pour déposer ou enlever, dans un certain ordre, un ensemble de paquets.

Un paquet (ou colis) peut être tout type d’objet de forme régulière susceptible d’être transporté dans un contenant, par exemple en forme d’une boite cubique ou cuboïde ou encore sous forme d’une marchandise, par exemple un ensemble de sacs ou de bouteilles soudés les uns aux autres par un film plastique.

Un contenant peut être, par exemple, une palette, un chariot du type appelé « roll » en anglais ou une caisse.

Dans les systèmes de dépalettisation connus, une palette comprenant un ensemble de paquets arrangés en couches superposées est amenée au poste de déchargement. Un robot muni d’un préhenseur est configuré pour venir au contact d’un paquet pour le prendre par aspiration puis le déplace jusqu’à une zone de réception tel qu’un convoyeur, et le dépose. Le préhenseur peut également prendre plus d’un article à la fois. Cette opération est souvent délicate lorsque les paquets sont de tailles variables et lorsque le système ne connaît pas d’avance les dimensions des paquets à décharger. Des moyens de vision et de calculs associés estiment le temps nécessaire à la prise et à la dépose des paquets afin de limiter le risque de chocs.

Cependant, lorsqu’un paquet n’est pas présenté dans une position ordinaire, par exemple incliné lors du chargement ou bien suite au déplacement du conteneur, il existe un risque que le paquet soit abîmé si le préhenseur utilisé est un préhenseur ordinaire. Dans ce cas, le processus peut être interrompu afin de prendre manuellement le paquet incliné ou de le remettre dans une position ordinaire permettant au robot de poursuivre le chargement ou le déchargement.

Il est donc nécessaire de trouver une solution automatique pour éviter de prendre le risque d’abîmer de tell paquet arrivant dans une position incliné ou de perdre un temps précieux à chaque fois que le système détecte un paquet présenté dans une position non ordinaire.

La présente invention a donc pour objectif de proposer un système de palettisation et/ou de dépalettisation permettant de régler le problème décrit ci-dessus.

Résumé de l’invention

A cet effet, selon un premier aspect, l’invention porte sur un préhenseur destiné à être monté sur un robot d’un système de chargement/déchargement pour saisir lorsqu'il est actionné un paquet à déplacer depuis ou vers un contenant, ledit préhenseur comprenant un châssis portant une pluralité de dispositifs de préhension ayant chacun une première extrémité fixée au châssis et une deuxième extrémité portant une ventouse, ladite ventouse étant reliée à un dispositif de dépression.

Selon l’invention :

- chaque ventouse est actionnable individuellement pour saisir le paquet par aspiration, et un dispositifs de préhension comprend un axe linéaire mobile par rapport au châssis et apte à déplacer la ventouse dudit dispositif de préhension entre une position reculée et une position avancée.

Avantageusement, deux dispositifs de préhension ou plus comprennent un axe linéaire mobile respectif. Dans certains modes de réalisation, chaque dispositif de préhension comprend un axe linéaire mobile.

Grâce au déplacement d’une ou plusieurs ventouses, il devient possible d’adapter la position de prise du préhenseur à la position d’un paquet incliné.

Avantageusement, l’axe linéaire peut être un cylindre (appelé aussi plongeur) creux, par exemple sous forme d’une vis à billes, présentant une extrémité supérieure reliée au dispositif de dépression et une extrémité inférieure portant la ventouse.

Le cylindre creux permet de réaliser la liaison fluidique avec le dispositif de dépression sans nécessiter des tuyauteries supplémentaires, réduisant ainsi l’encombrement et la maintenance et augmentant la robustesse.

Avantageusement, le dispositif de préhension comprend une rotule reliant la ventouse audit cylindre.

Grâce à la rotule la ventouse peut s’adapter à l’inclinaison du paquet et assurer donc une bonne prise par aspiration.

Avantageusement, le dispositif de préhension comprend un moyen de redressement configuré pour coopérer avec la rotule pour rétablir la position de la ventouse par rapport à l’axe linéaire. Ceci permet de redresser le colis dans une position facilitant son dépôt sur le contenant ou la zone de réception. Cela permet aussi d’avoir des ventouses avec une orientation régulière, par exemple horizontale, au moins dans la position reculée. Avantageusement, le dispositif de préhension peut comprendre un moteur annulaire dans lequel passe l’axe linéaire, ledit moteur étant configuré pour déplacer ledit axe linéaire pour porter la ventouse de la position reculée à la position avancée et inversement.

Cela permet d’avoir un préhenseur compact. En effet, il ne nécessite pas de transmission par courroie, ni par engrenages, ce qui réduit considérablement l’espace occupé par chaque dispositif de préhension.

Avantageusement, le dispositif de préhension peut comprendre un codeur configuré pour mesurer la position de l’axe linéaire et la transmettre à un moyen de contrôle externe au préhenseur.

Ceci permet au moyen de contrôle de déduire la position de la ventouse dans l’espace et contrôler son déplacement par les moyens de déplacement, par exemple par le moteur annulaire.

Avantageusement, le dispositif de préhension peut comprendre un frein apte à être piloté pour bloquer l’axe linéaire selon certaines positions de la ventouse. Le frein peut par exemple être activé pour bloquer l’axe linéaire lorsque le moteur n’est pas alimenté électriquement pour économiser l’énergie et éviter une surchauffe du moteur. Le frein permet donc de sécuriser le dispositif de préhension ainsi que l’intégrité des colis déplacés.

Le moyen de contrôle comprend par exemple un variateur apte à piloter le moteur et à recevoir les informations du codeur et également à commander le frein.

Avantageusement, la pluralité des dispositifs de préhension peut être agencée selon deux rangées parallèles mobiles l’une par rapport à l’autre de manière que la distance entre elle puisse être variée selon la dimension du paquet à saisir. Cela permet d’adapter la prise par le préhenseur selon une première direction du paquet, par exemple pour l’adapter à la largeur du paquet. Cela permet aussi d’écarter les dispositifs de la deuxième rangée si la prise peut se faire avec la première rangée seule.

Avantageusement, une rangée peut comprendre deux dispositifs de préhension séparés par une distance apte à être variée selon les dimensions du paquet à saisir.

Cela permet d’adapter la prise par le préhenseur selon une deuxième direction, par exemple pour l’adapter à la longueur du paquet. Cela permet aussi d’écarter les dispositifs de la même rangée qui ne participent à la prise du paquet.

L’invention porte également sur un système de chargement ou de déchargement comprenant un préhenseur tel que décrit précédemment.

Avantageusement, le système de chargement/déchargement selon l’invention tel que décrit ci-dessus peut comprendre en outre un moyen de vision aptes à détecter un colis incliné et des moyens de contrôle aptes à contrôler le déplacement d’au moins une ventouse selon l’inclinaison du paquet déduite d’une information transmise par le moyen de vision.

L’invention porte aussi sur un procédé de dépalettisation ou de palettisation dans lequel on décharge ou on charge des paquets d’un contenant en utilisant un système de déchargement ou de chargement décrit ci-dessus.

Brève description des figures

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquelles : [Fig.1 ] la figure 1 représente un robot muni d’un préhenseur selon un premier exemple de réalisation de l’invention ;

[Fig.2] la figure 2 représente un robot muni d’un préhenseur selon un deuxième mode de réalisation ;

[Fig.3] la figure 3 représente un dispositif de saisie selon la figure 2 en position reculée et en position avancée ;

[Fig .4] la figure 4 représente une vue de coupe de la zone IV montrée sur la figure 3.

Description détaillée

La figure 1 représente partiellement un système 1 de chargement ou de déchargement de paquets 4 selon un premier exemple de réalisation de l’invention. Le système 1 comprend un robot 2 sur lequel est monté un préhenseur 3 selon l’invention.

Le contenant à partir duquel le paquet 4 est pris n’est pas représenté, mais il peut être par exemple une palette ou un chariot du type appelé « roll » en anglais. Un tel contenant peut comprendre un ensemble de paquets 4, par exemple des colis, de formes et dimensions hétérogènes. Ils peuvent aussi être partiellement ou totalement homogènes. Certains des paquets 4 sont présentés inclinés, par exemple, suite à leur transport.

Dans cette situation, un système de palettisation/dépalettisation du type connu de l’état de la technique serait arrêté pour permettre une prise manuelle des colis inclinés ce qui constitut une perte de temps considérable.

Pour résoudre ce problème, le préhenseur 3 selon l’invention tel que montré par la figure 1 comprend une pluralité de dispositifs de préhension 31 portés par un châssis 30, à titre d’exemple le nombre de dispositifs de préhension 31 peut être de 8 comme sur la figure 1 , mais le nombre peut être différent dans exemples de réalisation non illustrés. Chaque dispositif 31 comprend une ventouse 33 reliée à un dispositif de dépression non montré sur la figure 1 . La ventouse 33 sert à saisir par aspiration le colis 4 ou une partie de celui-ci comme cela se voit sur la figure 1 . Pour permettre la prise d’un colis incliné comme c’est le cas pour le colis 4, les dispositifs de préhension 31 ont des axes linéaires 32 mobiles par rapport au châssis 30. Par exemple, sur la figure 1 les 8 dispositifs de préhension 31 comprennent chacun un axe linéaire 32 mobile pouvant déplacer la ventouse 33 respective selon l’inclinaison du colis 4.

L’axe linéaire, peut être sous forme d’un tube ou cylindre agencé de manière à coulisser pour déplacer la ventouse 33 selon une distance donnée par rapport au châssis 30.

Pour piloter le préhenseur 3 et les dispositifs de préhension 31 , le système 1 peut par exemple comprendre des moyens de vision pouvant détecter l’inclinaison du paquet 4. Le système peut également comprendre des moyens de contrôle, par exemple un logiciel apte à traiter l’information reçue des moyens de vision et à piloter le déplacement des ventouses 33 selon l’inclinaison déterminée. Le logiciel peut également contrôler le déplacement du colis 4 après la saisie par les ventouses.

La figure 2 représente un deuxième exemple de réalisation dans lequel le système de chargement/déchargement 100 comprend un robot 200 sur lequel est monté un préhenseur 300 comprenant un châssis 310 qui porte des dispositifs de préhension 301 .

Le fonctionnement de ce système de chargement/déchargement est similaire au système de la figure 1 .

Comme pour le système 1 décrit précédemment, le système 100 peut comprendre des moyens de vision pouvant détecter l’inclinaison du paquet 400. Le système 100 peut également comprendre des moyens de contrôle, par exemple un logiciel apte à traiter l’information reçue des moyens de vision et à piloter le déplacement des ventouses 303 selon l’inclinaison déterminée. Le logiciel peut également contrôler le déplacement du colis après la saisie par les ventouses.

La particularité du système 100 montré par la figure 2 est que le préhenseur 300 est beaucoup plus compact grâce à la forme des dispositifs de préhension 301 . Deux rampes 304A, B sont fixées au châssis 310, portant chacune une pluralité, par exemple 4, de dispositifs de préhension 301.

Avantageusement, les deux rampes 304A, B peuvent être mobiles l’une par rapport à l’autre de manière que la distance entre elle puisse être variée selon la dimension du paquet 400 à saisir.

Avantageusement, au sein de la même rangée, au moins deux dispositifs de préhension 301 sont séparés par une distance apte à être variée selon les dimensions du paquet à saisir. Par exemple, la rampe 304A peut être pilotée de sorte que la distance entre chaque deux dispositifs de préhension 301 puisse être écartée ou resserrée.

La figure 3 montre un dispositif 301 du préhenseur 300 en position reculée P1 et en position avancée P2. La figure 4 représente une vue de coupe de la zone IV montrée sur la figure 3.

Comme cela se voit sur les dessins, le dispositif de préhension 301 est compacte et globalement cylindrique. Dans la partie supérieure est agencée une tige creuse 31 1 reliée au bloque de dépression 305 (appelé bloc venturi), le tube assurant la liaison n’est pas montré sur la figure 3. Dans la partie inférieure un axe linéaire sous forme d’un cylindre 302 creux pouvant coulisser par rapport au tube 31 1 sans perte d’étanchéité. Le cylindre 302 (appelé aussi plongeur) est par exemple une vis à billes. L’axe 302 porte une ventouse 303 en partie inférieur. De manière avantageuse, la ventouse 303 peut être reliée au cylindre 302 par une rotule 312. Cela permet d’adapter la position de la ventouse à l’inclinaison du colis 400. Une telle rotule peut aussi être associé au mode de réalisation de la figure 1 .

Dans la partie centrale, le dispositif de préhension 301 peut comprendre un moteur annulaire 306 dans lequel passe l’axe linéaire 302 (qui est dans l’exemple une vis à bille). Le moteur peut être piloté pour déplacer l’axe 302 pour porter la ventouse de la position P1 à la position P2 et inversement.

Ce moteur présente l’avantage, par rapport à l’exemple précédent qu’il ne nécessite pas de transmission par courroie, ni par engrenages, ce qui réduit considérablement l’espace occupé par chaque dispositif de préhension 301. Il en résulte que grâce à ce moteur le préhenseur est très compacte.

Le dispositif de préhension 301 peut comprendre aussi un codeur 307 et un frein 308, qui sont également annulaires dans l’exemple des figure 2 à 4. Le codeur permet de mesurer à tout moment la position de l’axe linéaire 302 et la transmettre au moyen de contrôle. Le frein 308 peut être piloté pour bloquer l’axe linéaire selon certaines positions de la ventouse 303.

Le moyen de contrôle comprend par exemple un variateur apte à piloter le moteur et à recevoir les informations du codeur et également à commander le frein.

Un cycle de chargement ou de déchargement mettant en oeuvre le système conforme à la description ci-dessus, peut comprendre tout ou partie des étapes suivantes :

Un contenant, par exemple une palette, est amené à un poste de chargement/déchargement par un moyen de convoyage.

Le contenant est optionnellement placé sur une table élévatrice.

Un moyen de détection détecte les colis situés en partie supérieur et transmis les images au système de contrôle ;

Le système de contrôle détermine le colis le plus haut qui sera pris en premier par le préhenseur ; Le dispositif de contrôle peut sélectionner le nombre de dispositifs de préhension qui participent à la prise du colis selon les dimensions de ce dernier.

L’écartement entre dispositifs de préhensions 301 peut être ajust selon la taille du colis et le nombre de dispositifs de préhension 301 participants ;

Si le colis le plus haut est incliné, le moyen de contrôle commande le moteur d’un ou plusieurs dispositifs de préhensions 31 , 301 pour déplacer la ou les ventouses respectives conformément à l’inclinaison du colis ;

Le préhenseur descend pour saisir le colis, puis remonte, les ventouses sont déplacées à la position reculée P1 de sorte que le colis soit horizontal et prêt à être déplacé jusqu’à la zone de réception.

Ces étapes sont renouvelées pour tous les paquets.