Brevet FR2391131A1 — publié le 19781215

La présente invention concerne les appareils de manipulation de paquets. Elle trouve une application importante dans les ensembles de tri postal automatique-qui doivent comporter une installation mettant les paquets dans une orientation telle que ltétiquette soit sur une face déterminee, la face inférieure par exemple, avant que les paquets n'arrivent à un dispositif de lecture des indications portées par l'étiquette. L'invention vise notamment à-fournir un tel appareil permettant de saisir.des paquets successifs et de les faire tourner, à volonté, de 900, 180 ou 27û0, Dans ce but, l'invention propose un appareil de-manipulation de paquets comprenant un plateau rotatif autour d'un axe vertical et portant plusieurs manipulateurs disposes à intervalles angulaires réguliers autour de l'axe, chacun des manipulateurs comportant au moins un couple d'organes de préhension disposés face à face suivant une direction tangentielle au cercle parcouru par lesdits organes lors de la rotation du plateau, des moyens pour régler simultanément la h-auteur des deux organes de prehension, des moyens permettant de rapprocher lesdits organes de préhension pour ståppliquer contre deux faces opposées d'un paquet et saisir celui-ci, puis d'écarter lesdits organes pour déposer le paquet, et des moyens pour faire tourner les deux organes d'un angle égal à 900 ou à un multiple de 900 autour de I'axe.d'alignement desdits organes entre la saisie et la dépose du paquet. L'appareil comprend avantageusement, de plus, des moyens pour régler la dimension desdits organes en fonction des dimensions du paquet. Dans un mode particulier de réalisation, chaque manipulateur comprend un bâti muni de colonnes verticales de guidage d'un équipage déplaçable verticalement par lesdits moyens de réglage en hauteur, ledit équipage comportant une glissière disposée suivant l'axe de rapprochement et d'écartement des organes de préhension dont l'un est porté par un bras fixé à la glissière et ltautre par un bras déplaçable le long de la gl-issière par lesdits moyens de rapprochement et d'ecartement des organes, chacun des bras étant muni d'un palier de réception d'un axe de rotation de l'organe de préhension correspondant L'invention propose également une installation de manutention de paquets utilisant un appareil de manipulation du genre ci-dessus.Cette installation comprend des moyens d'amenée des paquets successifs à un poste d'enlèvement dans une orientation telle que le paquet ait deux faces opposées perpendiculaires à la direction d'avancement du paquet, et l'appareil de manipulation, rotatif en broc autour d'un axe vertical décalé par rapport au trajet des paquets Cet appareil comprend au moins un couple d'organes de préhension disposés face à face sur l'appareil de façon à s'aligner avec le trajet des paquets en encadrant le poste d'enlèvement lors de la rotation de l'appareil, des moyens pour régler la hauteur des organes de préhension, des moyens permettant de rapprocher les organes pour saisir le paquet lorsque lesdits organes encadrent le poste d'enlèvement puis de les écarter pour déposer le paquet, -et des moyens pour faire tourner les deux organes d'un angle égal à 900 ou un multiple de 90" autour du'un axe tangent au cercle entre la saisie et la dépose du paquet. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une installation constituant un mode particulier de réalisation de l'invention. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 montre l'installation en vue de dessus - la figure 2 montre l'appareil de manipulation de l'installation de la figure 1, vu en élévation dans la direction de la flèche Il, un seul des manipulateurs étant représenté, - la figure 3 est un schéma en perspective montrant les constituants principaux du manipulateur de la figure 2. L'installation montrée en figures 1 et 2 peut etre regardée comme comprenant des moyens A d'amenée des paquets, des moyens B d'évacuation de ces paquets et un appareil de manipulation de paquets C constitué, dans l'exemple illustré, par un -carrousel comportant cinq manipulateurs. Les moyens A, destinés à amener des paquets successifs, à intervalles de temps réguliers à un poste de prise ou d'enlèvement, comportent un convoyeur à rouleaux 10 à vitesse variable d'un type qui centre les paquets successifs tels que 11 par rapport au plan médian. Ainsi, les paquets 11 se présentent au poste d'enlèvement avec deux faces parallèles à leur direction de déplacement, indiquée par la flèche Fg. Les moyens d'évacuation ou d'enlèvement B sont de leur côté destines à transporter vers une machine de lecture d'étiquettes (non représentée les paquets successifs placés dans liorientation convenable par l'appareil de manipulation C0 Ces moyens B peuvent etre de types très divers.Dans le mode de réalisation illustré en figure -1,- ils sont constitués par un convoyeur à rouleaux, Ce convoyeur peut titre équipé d'un poussoir éjecteur 12 qui rejette latéralement ( dans la direction de la flèche Les paquets démunis d'étiquettes, qui sont envoyés à un centre de traitement manuel L'appareil de manipulation C (figures et 2) est constitué par un carrousel de cinq manipulateurs identiques tels que celui désigné par 13. Ce carrousel comporte un socle 14 sur lequel est monté une plaque support 15 rotative autour d t un axe vertical Lors du fonctionnement de l'installation-, cette plaque est entratnée en rotation à vitesse constante~par un moteur 160 La plaque est-en forme d'étoile à cinq branches, chaque branche supportant un manipulateur Tous les manipulateurs étant identiques, seul le manipulateur 13 sera maintenant décrit. Ce manipulateur comprend-un bati 17 muni de colonnes verticales 18 de guidage d'un équipage mobile Celui comporte deux traverses 19 qui coulissent sur les colonnes 18 et sont dirigées radialement vers l'extérieur à -partir de l'axe de rotation-de la table 15. Ces traverses portent une glissière 20 placée dans une direction tangentielle par rapport à l'axe de rotation du plateau 15. Cette glissière vient successivement se placer au-dessus du poste d'enlèvement des paquets et au-dessus du poste de dépose de ces-paquets sur les moyens B lors du fonctionnement, L'une des traverses 19 Cà gauche suer les figures) porte un bras vertical 21. Un coulisseau 22 déplaçable le long de la glissière 20 porte de son côté un bras 23 similaire au bras 21e Chacun des bras 21 et 23 est muni à sa partie inférieure d'un palier 24 dans lequel est monté rotatif l'axe d'un organe de préhension 25. Ces deux axes sont coaxiaux et parallèles à la glissière 20. A cette structure sont associés des moyens moteurs permettant de régler la hauteur des organes de préhension 25 (qu'on dénommera dans la suite par le terme de "mains" pour plus de simplicité), leur dimension, leur écartement et leur. orientation, puis de les appliquer contre un paquet pour le saisir. Le mécanisme destiné à régler la hauteur de l'équipag L'orientation des mains 25 est commandée par la rotation d'une tige 32 maintenue parallèlement à l'axe de rotation des mains 25 par des guides 33 dont sont munis les bras 21 et 23. Cette tige 32 porte deux poulies 34 qui entrainent, par llintermé- diaire de courroies, des poulies portées par des arbres porteurs des mains 25 La tige 32 est ~entraînée à son tour par un moteur 35, porté par l'équipage mobile, par l'intermédiaire d'une trans omission à poulie et courroie 36. Enfin, le mouvement final de serrage des mains sur un paquet est effectué, non pas par déplacement du bras 23 et de la main qui le porte, mais par déplacement de l'autre main 25 par rapport au bras 21. te déplacement de la main 25 de serrage est commandé par un vérin 37, - dont la pression maximum est choisie pour ne pas risquer d'endommager un paquet et qui attaque, par un levier coudé 38 muni d'une fourchette, une poulie 39 solidaire de ltarbre de la main 25 et qui emprisonne la fourchette. A l'ensemble mécanique qui vient d'etre décrit, est associé un système de détection et de mesure qui examine chacun des paquets Il amenés successivementau poste de prise par le convoyeur 10. Ce système détermine la face du paquet qui poftel'étiquette 40 et les dimensions approximatives L (longueur dans le sens de la flèche Fg) 1 (largeur) et h (hauteur) du paquet. il commande, en fonction de ces éléments, celui des manipulateurs qui va se saisir du paquet. Ce système n'est pas représenté en détail sur les figures. I1 peut comporter, pour identifier la face du paquet 11 qui porte l'étiquette 40, un jeu de quatre capteurs optiques tels que. 41 et42 placés de telle façon que, lorsque la face arrière du paquet arrive dans une position déterminée indiquée par la ligne 43 sur la figure 1, chacun des capteurs 41 voit trois faces du paquet (par exemple les faces supérieure, droite et arrière pour le capteur 41. Quant aux dimensIons du paquet, elles sont mesurées par trois systèmes optiques qui forment l'image des trois dimensions du paquet sur des barrettes de photodétecteurs, le nombre de photodétecteurs recouvertspar l'image donnant la dimension. Les sorties des quatre capteurs tels que 41 et 42 sont appliquées à un circuit combinatoire - 44 qui indique la face du paquet qui porte l'étiquette. S'il s'agit d'une des faces gauche et droite, lue circuit -44- comma-nde --un mécanisme qui fait tourner le paquet Il de 90 autour d'un axe vertical Le fonctionnement de l'installation sera maintenant décrit Lorsque l'installation est en-m-arche, le carrousel tourne à vitesse constante et chacun des manipulateurs a son tour vient se placer au-dessus du poste de prise.Le convoyeur 10 est de son c8té entraSné à une vitesse moyenne telle que la face arrière des paquets successifs 11 arrive au poste de prise en même temps que le bras fixe 21-. Ce résultat est atteint en dé versant sur le convoyeur 10 les paquets à intervalle sensi blement constant (1,40 mpar exemple) De plus, on détecte le passage de la face arrière des paquets à- l'emplacernént 43 ct, si la distance entre la face arrière de deux paquets successifs est excessive, on accélère le convoyeur et inversement. Les dimensions-de chaque paquet à son tour sont mémorisées ainsi que la position-de l'étiquette 40 qu'il porte Suivant le cas, le paquet devra être laissé dans son orientation d'origine - (si par exemple l'étiquette est portée par -la face inférieure) ou basculé de 90 , 180 ou 27D" avant dépose. Les lnformations-mémorisées sont utilisées pour commander le manipulateur qui va saisir le parquet, les opérations ayant lieu dans l'ordre suivant 1 ) Le bras mobile 23 est déplacé par le moteur 31 de façon que la distance entre les mains 25 corresponde à la longueur L du paquet plus un jeu déterminé, autorisant le pas sage de la main arrière derrière le paquet (100 mm par exemple). 2 ) L'équipage-mobile est réglé en hauteur par le moteur 28 : ce réglage sera avantageusement tel que les axes des mains 25 soient à une hauteur au-dessus du plan de travail du convoyeur 10 égale à h/2. 3 ) Suivant la valeur deh et de l, les-mains sont laissées dans l'orientation où elles sont représentées en figure 3 ou réorientées de 90" par le moteur 35. 4 ) Alors que les mains 25 encadrent déjà le paquet, le bras mobile 23 est avancé davantage vers le paquet jusqu'à l'amener à une distance plus faible, 20 mm par exemple, correspondant à la course de la main portée par le bras fixe 21. 5 ) Enfin, le vérin 37 est alimenté et applique la main 25 du bras mobile 21 contre le paquet. Toutes ces opérations s'effectuent à la volée, le carrousel et le convoyeur étant en déplacement. Une fois que le manipulateur a dégagé le paquet du convoyeur 10, le moteur 35 (avantageusement un moteur pas à pas) est excité pour déplacer de l'angle nécessaire le paquet. Toujours pendant la rotation du carrousel, l'équipage mobile est de nouveau réglé en hauteur soit parce que le plan de travail des moyens B est à une hauteur différente de celui des moyens A, soit parce que le paquet a été basculé de 90 ou de 1700, ce qui fait que la hauteur des mains doit être déterminée en fonction de 1 et non plus de h. Enfin, le paquet est déposé sur les moyens B d'enlèvement par écartement simultané du bras 23 et de la main 25 portée par le bras 21. Une fois le paquet libéré, l'équipage est ramené dans une position initiale d'attente déterminée. Dans la pratique, on peut utiliser un carrousel dont la rotation Complète s'effectue en quatre à cinq secondes, la vitesse d'avance du convoyeur etant de l'ordre de 1,20 m/s. Le carrousel proprement dit peut etre placé dans une zone de sécurité de diamètre inférieur à 3 m. L'invention ne se limite évidemment pas au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend aux variantes restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Appareil de manIpulation de paquets comprenant un plateau rotatif autour d'un axe vertical et portant plusieurs manipulateurs disposés à intervalles angulaires réguliers autour de l'axe, caractérisé en ce que chacun des manipulateurs comporte au moins une couple d'organes de préhension disposés face à face suivant une direction tangentielle au cercle parcouru par lesdits organes lors de la rotation du plateau, des moyens pour régler simultanement la hauteur des deux organes de préhension, des moyens permettant de rapprocher lesdits organes de préhension pour s'appliquer contre deux faces opposées d'un paquet et saisir celui-ci, puis d'écarter lesdits organes pour déposer le paquet, et des moyens pour faire tourner les deux organes d'un angle égal à 90" ou à un multiple de 900 autour de l'axe d'allgnement desdits organes entre la saisie et la dépose du paquet. 2. Appareil de manipulation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque manipulateur comprend un bati muni de colonnes verticales de guidage d'un équipage déplaçable verticalement par lesdits moyens de réglage en hauteur, ledit équipage comportant une glissière disposée suivant l'axe de rapprochement et d'écartement des organes de-préhension dont 11un est porté par un bras fixé à la glissière et l'autre par un bras déplaçable le long de la glissière par lesdits moyens de rapprochement et dtécartement des organes, chacun des bras étant muni d'un palier de réception d'un axe de rotation de l'organe de préhension correspondant. 3 Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque organe de préhension présente une forme allongée suivant une direction perpendiculaire à son axe de rotation et en ce qu'il est muni de moyens moteurs permettant de 1 'orienter horizontalement ou verticalement. 4. Appareil suivant la revendication 2 ou 3,-caractérisé en ce que l'organe de préhension porté par le-bras fixé à la glissière est déplaçable vers l'autre organe par des moyens moteurs exerçant une force limitée 5. Installation de manutention de paquets de forme parallélépipédique, comprenant un appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à -2, caractériséeen ce qu'elle comprend des moyens d'amenée de paquts successifs à un-poste d'enlèvement balayé par lesdits organes de préhension, prévus pour mettre chaque paquet dans une orientation telle qu'll ait ses deux faces opposées perpendiculaires à la direction d'avancement du paquet, et des moyens dtéuacuation de paquets à partir dlun poste de dépose également balayé par lesdits organes de préhension 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée par des moyens pour determiner, sur chaque paquet aitené à son tour au poste de prise, celle des faces qui porte une étiquette et commander un manipulateur correspondant pour amener Laditp face dans une orientation déterminée avant dépose 7.Installation suivant la revendlcation 5 ou 6, caractérisée par des moyens pour déterminer la longueur, la largeur et la hauteur approximatives de chacun des paquets amené à son tour au poste de prise et pour régler la hauteur des organes de préhension, leur écartement et, éventuellement, leur orientation en fonction des dimensions du paquet 8.Installation de manutention de paquets de forme parallélépipédique, comprenant des moyens d 1amenée de paquets successifs à un poste d'enlèvement dans une orientation telle que le paquet ait deux faces opposées perpendiculaires à la direction d'avancement du paquet, et un-- appareil de manipulation rotatif en bloc autour d'un axe vertical décale par rapport au trajet des paquets, caractérisée en ce que ledit appareil comprend un couple d'organes de préhension disposés face à face sur appareil de façon à sraligner avec le trajet des paquets en encadrant le poste d'enlèvement lors de la rotation de l'appareil, des moyens pour régler la hauteur des organes de préhension, des moyens permettant de rapprocher les organes pour saisir le paquet lorsque lesdits organes encadrent le poste d'enlèvement puis de les écarter pour déposer le paquet, et des moyens pour faire tourner les deux organes d'un angle égal à 90 ou un multiple de 90 autour dwun axe tangent au cercle entre la saisie et la dépose du paquet.