Brevet FR2338201A1 — publié le 19770812

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour leprélèvement d'un objet au moyen d'un système de préhension, dans un stock d'approvisionnement dans lequel les objets se trouvent au moins en partie à l'état désordonné. Il est fréquent que l'on doive prélever un objet dans un stock d'approvisionnement qui est au moins en partie désordonné et le transporter en un autre endroit. Ce problème se pose par exemple pour l'exécution de commandes chez les grossistes en produits pharmaceutiques où les médicaments emballés doivent être prélevés dans des caisses d'approvisionnement et réunis dans un récipient affecté à la commande. Jusqu'ici ces opérations étaient assurées par une main d'oeuvre humaine. Cette façon de procéder est très coûteuse. Pour le prélèvement et le transport d'objets rangés, par exemple de dalles de construction, de feuilles ou similaires, on connaît par ailleurs le procédé consistant à soulever et transporter à l'aide de têtes aspirantes l'objet plat situé sur le dessus d'une pile. Mais ce procédé n'est pas applicable lorsque les objets sont au moins en partie désordonnés. D'autre part, pour le transport d'elements de machines, on connaît le procédé consistant à les observer à l'aide d'une caméra qui est reliée à une calculatrice dans laquelle est mémorisé le profil d'une multiplicité d'objets en question. Puis à l'aide de l'image formée par la caméra, l'objet est identifié dans une unité hiérarchique de la calculatrice pour être saisi et transporté par un organe de préhension mécanique ou électromagnétique. Mais ce procédé connu est très coûteux, Y en particulier du fait des frais qu'il entraîne pour identifier un objet parmi un grand nombre de ceux-ci; L'invention évite ces inconvénients. Elle a pour but de fournir un procédé avec lequel un objet puisse être prélevé de manière simple dans un stock d'approvisionnement dans lequel les objets se trouvent au moins en partie à l'état désordonné. Pour atteindre ce but, l'invention est caractérisée par le fait que le système de préhension saisit au moins un objet et le soulève, après quoi il laisse retomber tous les objets saisis à l'exception de l'un d'entre eux ou d'un nombre défini de ceux-ci. De la sorte, on est assuré qu'un nombre défini des objets sera exactement saisi avec le système de préhension à chaque opération. Un mode de réalisation intéressant de l'objet de l'invention est caractérisé par le fait que le système de préhension est positionné au moyen d'un système optique de repérage au-dessus de l'objet qui occupe, dans le stock d'approvisionnement, la position la plus éleviez Au moment où le système de préhension s'abaisse, il entre en contact, du fait de son positionnement mentionné, au moins grossier, avec l'objet le plus élevé dans le stock d'approvisionnement et il le soulève, le cas échéant, avec d'autres objets du stock d'approvisionnement. Plusieurs possibilités s'offrent pour fixer le ou les objets au système de préhension. Le choix de celui de ces systèmes que l'on utilisera dépend du genre des objets à prélever. Une préhension par dépression convient particulièrement bien pour la vente en gros de produits pharmaceutiques, car ce mode de préhension ménage les marchandises. En outre, les produits pharmaceutiques sont en majeure partie contenus dans des emballages à cotés plats, ce qui facilite le prélèvement par dépression. Si l'on doit soulever des objets ferreux, il peut être à conseiller de les fixer au système de préhension au moyen de forces électromagnétiques. I1 est également concevable d'utiliser des organes de préhension mécaniques. Le système de repérage optique doit repérer l'objet qui se trouve le plus haut dans stock d'approvisionnement. Là encore, il s'offre plusieurs possibilités. Un procédé relativement coûteux consiste à utiliser deux caméras qui prennent en perspective l'image du stock d'approvisionnement, de sorte que l'objet situé le plus haut puisse être déterminé au moyen d'une calculatrice à partir de 1 image en perspective. Un procédé étonnamment simple par rapport à celui-ci est caractérisé par le fait qu'un faisceau de raies est projeté sur le stock d'approvisionnement et que la distance entre des segments du faisceau de raies et une ligne de référence est mesurée. En effet, on peut démontrer géométriquement d'une manière simple que c'est l'objet qui est le plus haut dans un stock d'approvisionnement qui donne lieu à la plus grande distance entre une ligne du faisceau de raies projetée sur cet objet et la ligne de référence. Dans ces conditions, la ligne de référence est celle que suivrait le faisceau de raies s'il était projeté sur une surface plane. Les distances en question peuvent être comparées entre elles à l'aide d'une calculatrice de structure très simple. Pour la mesure de cette distance, une caméra observe le faisceau de raies sous un certain angle par rapport à la direction de projection des raies. De préférence, cet angle est de l'ordre de 300 environ. Lorsque les angles sont plus grands ou plus petits, la distance recherchée rediminue.Un dispositif pour ltexécution du procédé est caractérisé par le fait que le système de préhension comprend plusieurs éléments de préhension disposés côte à côte à distance les uns des autres et susceptibles d'être dotés de la force de retenue, individuellement ou par groupes. Ces éléments de préhension sont dotés de la force de retenue dès qu'au moins l'un d'entre eux est entré en contact avec l'un des objets. De la sorte, cet objet et, le cas échéant, d'autres objets, sont fixés au système de préhension qui peut être ensuite souleyé quelque peu. Puis la force de retenue est supprimée pour tous les éléments de préhension à l'exception de l'un d'entre eux ou dlun groupe de ces éléments, si bien que les objets saisis en trop se détachent et retombent. On parvient de la sorte de manière très simple à l'isolement voulu de l'objet ou des objets. Au cas où les éléments de préhension sont fixés à une plaque susceptible d'être soulevé, abaissée et inclinée par rapport à l'horizontale, l'inclinaison de la plaque et, par suite, des éléments de préhension, se règle automatiquement par rapport à la disposition précise dans l'espace des objets du stock d'approvisionnement, au moment où la plaque est abaissée sur ce stock, ce qui facilite la fixation de objet ou des objets aux éléments de préhension. L'invention est ci-après expliquée de façon plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation qui font apparaître d'autres caractéristiques importantes. La figure 1 est une vue latérale d'un dispositif pour l'exécution du procédé, cette vue montrant les éléments essentiels de ce dispositif. La figure 2 est une vue du dispositif représenté sur la figure 1, dans:la direction de la flèche A. La figure 3 représente à échelle agrandie le système de préhension proprement dit dans une autre forme de réalisation, en une vue d'élévation qu correspond à celle de la figure 1. La figure 4 est une vuz correspondant à celle de la figure 3 et représentant une autre forme de réalisation. La figure 5 représente schématiquement une image telle que la voit la caméra représentée sur la figure 1 lorsqu'elle est dirigée vers le récipient d'approvisionnement dans lequel se trouvent plusieurs objets parallélépipédiques, un faisceau de raies étant projeté sur les objets pour mesurer ceux de ceux-ci qui se trouvent le plus haut dans le stock en question. Un grand nombre d'objets 1, qui seront des boites paral lèlépipédiques dans le cas de l'exemple de réalisation décrit ci-après, sont situés à l'état au moins en partie désordonné dans un récipient de réserve 2 ouvert vers le haut. Le récipient de réserve est appliqué contre une butée 3 sur une voie transporteuse 4 à rouleaux 5, légèrement inclinée. Un système de préhension, destiné à soulever et transporter chaque fois l'un des objets 1, comprend une plaque 6 sur la face inférieure de laquelle sont fixés de multiples éléments de préhension 7 disposés en rangées et en colonnes. Dans les exemples de réalisation ici considérés, ces éléments de préhension sont des ventouses qui sont raccordées individuellement à une source de vide par des conduites et des éléments de commutation particuliers. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, la plaque 6 est montée sur un soufflet 8, de telle manière qu'elle puisse être déplacée, avec ses éléments de préhension 7, à partir de la position abaissée qui est représentée sur la figure 1 et dans laquelle elle peut être en outre inclinée par rapport à l'horizontale, vers la position soulevée qui est indiquée en traits discontinus.Dans cette position soulevée, elle s'applique contre une plaque supérieure 9. A son tour, celle-ci est fixée par une tête de raccordement 10 à l'extrémité libre d'un bras extensible 11. Le bras est étendu et rétracté en direction longitudinale par des moyens classiques appropriés, par exemple à l'aide d'une crémaillère 1 qui coopère avec une roue dentée 13 entraînée. L'autre extrémité du bras 11 est montée dans une tête 14 qui est mobile en direction verticale le long de guides 15. Dans l'exemple de réalisation représenté, les guides 15 compor- tent des crémaillères avec lesquelles coopèrent des roues dentées qui n'ont pas été représentées et sont également entraînées. Grâce à cette disposition, on parvient à ce que le système de préhension peut être utilisé pour plusieurs stocks d'approvisionnement d'objets 1 situés les uns au-dessus des autres. Les guides 15 avec-la tête 14 et l'ensemble du système de préhension peuvent être également déplacés dans une direction perpendiculaire au bras 11, par exemple sur des rails inférieur et supérieur 16, un mécanisme d'entraînement approprié classique étant également prévu à cet effet. Pour le positionnement, au moins grossier des éléments de préhension 7 au-dessus de l'objet 1 qui se trouve le plus haut dans le stock d'approvisionnement, il est prévu un système de repérage avec une caméra 17 qui observe l'intérieur du récipient d'approvisionnement 2. En outre, il est projeté, sur le stock des objets 1, un faisceau de raies qui se compose-alternativement de raies claires 18 et de raies foncées 19. La largeur des raies claires doit être constante, de même que la largeur des raies foncées. Mais les raies claires n'ont pas besoin d'avoir la meme largeur que les raies foncées (voir figure 5). Si l'on observe les objets 1 avec le faisceau de raies dans la direction de projection 30, ces raies s'étendent d'un bout à l'autre en ligne droite. Mais si l'on observe les objets 1, en ce qui concerne les raies 18, 19, par le côté (direction de la prise de vue 32), ces raies ont un tracé brisé plusieurs fois en raison des objets 1. Chacun des objets- sur lesquels les raies sont projetées donne lieu à de semblables brisures, à moins que deux objets soient appliqués étroitement l'un contre l'autre. Cela signifie que les raies 18 et 19 s'écartent dlune distance 20 par rapport à une ligne de référence 31, dès qu'elles ne sont plus sur le fond plat 21 et qu'elles tombent sur l'un des objets 1. Ces distances 20 sont d'autant plus grandes que le côté supérieur illuminé de l'objet concerné se trouve plus haut audessus du fond 21. Sur la figure 5, cette distance la plus grande est indiquée par 22. Il s'effectue un positionnement au moins grossier par rapport à cet objet le plus élevé. Le numéro 33 désigne la paroi arrière du récipient et le numéro 34 l'arête entre la paroi arrière et le fond 21. L'angle entre l'arête 34 et la direction de projection 30 mesure 90 environ. Pour le prélèvement de l'objet le plus haut du stock d'approvisionnement, le bras 11 est donc étendu, sous la commande du système de repérage comportant la caméra 17, jusqu'à ce que les éléments de préhension 7 se trouvent au-dessus de l'objet le plus haut repéré. Il peut aussi y avoir plusieurs objets dont le niveau est le plus élevé. La commande peut être également effectuée de telle manière que les éléments de préhension soient posi tionnés, non seulement dans le plan du papier sur la figure 1, mais aussi perpendiculairement à ce plan. Puis, les éléments de préhension 7 sont abaissés, ce qui s'effectue, dans la forme de réalisation selon la figure 1, par le fait qu'une surpression est établie dans le soufflet 8. Dans ces conditions, la plaque inférieure 6 peut s'incliner selon la disposition des objets 1 les plus élevés, comme cela est indiqué sur la figure 1. Dès que les éléments de préhension 7 s'appliquent sur les côtés supérieurs des objets, ils sont mis sous dépression et aspirent ainsi l'un au moins des objets. On supposera ciaprès que plusieurs objets ont été aspirés. Les éléments de préhension sont alors déplacés vers le haut de quelques millimètres et les objets sont soulevés en même temps. Un système logique approprié détermine ceux des éléments de préhension 7 qui retiennent un objet. I1 peut arriver que l'orifice d'aspiration de quelques uns de ces éléments de préhension ne soit recouvert qu'en partie par un objet, si bien que de l'air est aspiré par un passage étranglé. Le système logique peut également déceler cette circonstance. En une phase ultérieure, il interrompt la force de retenue de tous les éléments de préhension 7, à l'exception d'un élément de préhension ou d'un groupe d'éléments de préhension qui continue à aspirer, c'est-à-dire qu'il exerce la pleine forcie retenue. La force de retenue des autres éléments de préhension est inter rompue, si bien que d'autres objets soulevés en même temps retombent dans le récipient d'approvisionnement 2. Ensuite, la plaque.6 est amenée dans la position représentée en traits discontinus sur la figure 1, puis le bras 11 est rétracté jusqu'à ce qu'il se trouve au-dessus d'un autre récipient collecteur 23, selon ce qui est indiqué en pointillés sur la figure 1. L'objet isolé est déposé dans ce récipient collecteur par interruption de la force de retenue, les éléments de préhension 7 pouvant avoir été préalablement abaissés dans le récipient collecteur 23. Dans le cas où, avec le dispositif décrit, on doit expédier des médicaments emballés conformément à des commandes, le récipient collecteur 23 peut, à la suite du transport d'objets qui se trouvent à portée de l'installation représentée, être vidé dans un récipient collecteur principal (non représenté), d'exécution d'une commande, en ce sens par exemple que le récipient collecteur 23 peut être basculé sur un plan incliné audessous duquel se trouve le récipient collecteur principal. Le basculement du récipient collecteur 23 a été indiqué sur la figure 2. Les figures 3 et 4 illustrent d'autres- formes de réalisation du système de préhension. Sur la figure 3, le mouvement d'élévation et d'abaissement de la plaque inférieure 6, avec les éléments de préhension 7 qui sont fixés sur elle, est effectué au moyen d'un bras télescopique 24. En outre, la figure 3 montre que chaque élément de préhension 7 est muni de sa propre conduite 25 par laquelle il peut être doté de sa force de retenue. Du fait que dans cette forme de réalisation, les éléments de préhension 7 sont des ventouses, les conduites 25 sont des tuyaux d'aspiration. La plaque 6 est suspendue à une articulation sphérique 26 et, de ce fait, elle peut pivoter dans la direction des flèches 27. Dans la forme dhréalisation de la figure 4, les éléments de préhension 7 sont suspendus à des fils métalliques 28 autour desquels les conduites 25 sont enroulées en spirale. La plaque 6 est supprimée. A sa place, un poids 29 est prévu au-dessus de chaque élément de préhension 7. Â Au lieu de la forme de réalisation décrite des éléments de préhension 7 a la manière de ventouses, ces éléments peuvent être également des électroaimants ou des organes de préhension mécaniques individuels, commandés individuellement ou par groupes. L'emballage des objets 1 ou ces objets eux-mêmes n'ont pas besoin de présenter nécessairement des surfaces planes. Par des éléments de préhension de forme correspondante, des objets ayant unie forme différente peuvent être également soulevés et isolés, par exemple des petits tubes, des éléments de construction de n'importe quelle forme, etc.. La commande peut être effectué aussi de telle manière que non seulement l'un des objets soulevés, mais un nombre prédéterminé de ces objets reste suspendu aax éléments de préhension 7. Tout cela dépend des circonstances particulières. Le procédé décrit convient particulièrement bien pour l'exécution de commandes de médicaments chez un grossiste en produits pharmaceutiques. Mais il existe de nombreux autres domaines d'application. Le procédé décrit et le dispositif peuvent être adoptés avantageusement partout où des objets doivent être isolés d'un stock d'approvisionnement. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le prélèvement d'un nombre prédéterminé d'objets à partir d'un stock d'approvisionnement, avec prélève 'ment d'un nombre indéterminé des objets, nombre qui est supérieur ou égal au nombre prédéterminé et à partir duquel est déterminé le nombre prédéterminé qui est alors prélevé et transporté hors du stock d'approvisionnement, caractérisé en ce que le nombre indéterminé des objets est séparé du stock d'approvisionnement par soulèvement, puis un système logique détermine le nombre des objets séparés et les objets éventuellement séparé s en surnombre sont amenés à retomber dans le stock d'approvisionnement, après quoi les objets séparés et compté sont transportés à distance. 2.- procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un faisceau de raies 18, 19 est projeté sur le stock d'approvisionnement et en ce que la distance 20, 22 entre des segments du faisceau de raies et une ligne de référence est mesurée. 3.- Dispositif pour l'exécution du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un système de préhension qui est mobile en direction verticale au-dessus du stock d'approvisionnement. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé-en ce que le système de préhension comporte plusieurs éléments de préhension 7 disposés côte à côte qui peuvent être dotés individuellement d'une force de retenue. 5.- Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le système de préhension peut être positionné au moyen d'un système de repérage optique 17 au-dessus de l'objet 1 du stock d'approvisionnement qui occupe la position la plus haute dans ce stock.