Brevet FR2548158A1 — publié le 19850104

L'invention concerne un procédé d'empilage automatique sur palettes de pièces notamment de pièces délivrées à une cadence élevée par une machine située en amont, elle concerne également une machine permettant la mise en oeuvre du procédé. I1 existe actuellement des machines, par exemple des raboteuses quatre faces qui débitent des pièces de bois à une cadence telle qu'un problème d'évacuation de ces pièces à cette même cadence se pose aux utilisateurs. I1 faut en aval de la raboteuse (prise à titre d'exemple) que l'empileur soit capable d'assurer le rangement des pièces de bois sans ralentir la production de la machine située en amont. Or la vitesse de défilement des tasseaux est alors de plusieurs mètres par minute De plus, une telle machine doit disposer de moyens qui permettent son adaptation très rapide aux caractéristiques diverses des produits à empiler telles que la hauteur, la largeur, la longueur etc... Ce qui est vrai pour des tasseaux l'est également pour un très grand nombre d'autres éléments, qu'ils s'agissent de fabrication mécanique, de conserveries, de condition nement et de stockage en général. Un des inconvénients majeurs rencontré dans les paletiseurs actuellement connus est le manque de flexibilité et de vitesse et surtout le fait que les hauteurs d'empilage sur les palettes ne peuvent que difficilement dépasser la hauteur de la machine située en amont. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne un procédé et une machine capable de prendre en charge des pièces arrivant à une cadence élevée d'une machine située en amont pour les empiler sur des palettes sans limitation de hauteur tout au moins imposée par la structure de l'empileur. L'invention concerne plus précisément un procédé d'empilage automatique de pièces provenant d'une machine située en amont, caractérisé en ce qu'il consiste, dans une ame Z1, à translater d'un plateau fixe situé dans le Prolongement de la machine amont, les pièces vers un plateau mobile coopérant avec des moyens capables de lui assurer un déplacement vertical vers le haut, puis un mouvement horizontal pour les amener dans une zone 2 jusqu'à ce qu'elles se trouvent à l'aplomb d'une palette réceptrice ; à déplacer vers le bas le plateau mobile jusqu'au niveau supérieur de cette palette et à les libérer pour les ranger sur celle-ci le plateau mobile refaisant alors le chemin arrière pour retrouver sa place dans la zone Z1. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications et des figures jointes parmi lesquelles La figure 1 est un schéma d'ensemble d'une machine destinée à la aise en oeuvre du procédé selon l'invention Les figures 2 à 9 sont des schémas illustrant les principales étapes du procédé selon l'invention. Les figures 10 à 13 sont des variantes de l'invention La figure 14 est un schéma synoptique illustrant les étapes de l'invention et leurs interactions. Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les $mes références-dans toutes les figures. Comme le montre les figures 1 à 5, un empileur auto mastique conforme à l'invention comporte essentiellement un plateau 2 de réception et d'attente des éléments à empiler. On a pris comme exemple des pièces de bois ou tasseaux 22. Oiles-ci arrivent d'une machine (non représentée sur la figure) située en amont, qui les débite à une cadence déterminée. Elles abordent donc le plateau 2 avec une certaine vitesse V1. Un tapis roulant 224 défilant à une vitesse V2 très légèrement supérieure à la vitesse V1 de la machine située en amont, prend en charge ces pièces de bois. Ce tapis roulant peut être remplacé par un ensemble de rouleaux entraîneurs.Cette fonction est schématisée par la flèche F représentative de la trajectoire suivie à l'entrée de la machine par la pièce de bois. La pièce de bois 22 progresse ainsi sur le plateau 2 jusqu'à ce qu'elle occulte un capteur M. La position de ce dernier est réglable en fonction de la longueur des pièces de bois concernées. Ce capteur M délivre un signal capable de commander le mouvement d'un poussoir P dont la fonction est de translater la pièce de bois qui se présente devant lui dans une direction perpendiculaire à sa direction d'arrivée F.Ce poussoir P a deux fonctions : soit il translate la pièce de bois sur un plateau mobile 4 placé de manière contigüe au plateau fixe 2 et à ce stade du fonctionnement, au même niveau que lui ; soit il translate la pièce de bois toujours dans la direction perpendiculaire à la direction d'arrivée F mais sans l'amener jusqu'au plateau 4. En fait, il la positionne alors en attente sur le plateau fixe 2. Dans les deux cas, la course du poussoir P est réglable mais, où bien sa fin de course correspond à une position quelconque de la pièce de bois sur le plateau mobile 4, il s'agit alors d'une course dite longue, représentée par la flèche 3, ou bien, sa fin de course correspond à une position quelconque d'attente sur le plateau fixe 2 et il s'agit alors d'une course dite réduite représentée par la flèche 3'.En tout état de cause, une butée 40 est prévue sur le plateau mobile 4, et correspond à une fin de course longue 3 maximale du poussoir P. Selon une caractéristique importante de l'invention, ce plateau mobile 4 peut être translaté dans un plan horizontal et dans un plan vertical. Dans un premier temps, (phase de translation), ce plateau 4 est placé en position horizontale telle que la surface portante des deux plateaux fixe 2 et mobile 4 soit dans un même plan (c'est le cas de la figure 1). Dans un second temps, se produisent les les étapes qui correspondent à la phase de déchargement des pièces de bois sur une palette 41 destinée à les recevoir et à permettre leur transport. Sur la figure 1 donc, le plateau mobile 4 est dans la première position (phase de translation) et est située dans une zone Z1. Dans la deuxième position (phase de déchargement) le plateau 4 est translaté dans la zone Z2 Dans le plan vertical, le plateau est déplaçable de bas en haut et de haut en bas (flèche 7) de telle sorte que, comme cela sera expliqué plus loin, son positionnement soit ajustable en fonction de la hauteur du plan de la palette 41 au moment du déchargement. Pour cela le plateau mobile 4 est par exemple placé sur deux rails 101 et 102 d'un chassis 100 sur lequel il peut coulisser dans un plan horizontal (flèche 70) grâce à tout moyen d'entraînement de type connu et non représenté sur la figure. Ce chassis 100 est par exemple rendu solidaire d'un support 105 capable de coulisser le long d'un portique 106 grâce à des moyens élévateurs 107 de telle sorte qu'il puisse être translaté dans un plan vertical comme le montre la flèche F2f- > F3. Enfin, une barrière 8 est également prévue dont la fonction sera définie plus loin. Selon une caractéristique essentielle de ?invention une combinaison de capteurs de position, dont le capteur M, déjà décrit, coopère avec les éléments de structure définie précédemment pour permettre la réalisation de la succession des étapes du procédé conforme à l'invention et qui sont illustrés au moyen des figures 2 à 5. Sur la figure 2 on retrouve, vue en plan, une pièce de bois (A) en position d'occultation du capteur de position M sur le plateau fixe 2. Immédiatement derrière, suit une nouvelle pièce de bois B arrivant à travers un guide 52 de la machine amont dont la limite est schématisée par un trait mixte 53. Le poussoir P est en attente. La figure 3 illustre une étape transitoire du procédé durant laquelle trois pièces de bois A, B, C, ont déjà été translatées du plateau fixe 2 sur le plateau mobile 4,grâce au poussoir P dont la course 3 est réglable mais qui, en tout état de cause, en fin de course, aura translaté la pièce de bois concernée jusqu'à ce qu'elle se trouve sur le plateau mobile, avant de revenir chercher une nouvelle pièce de bois D sur le tapis roulant 220 du plateau fixe 2 pour le translater à nouveau sur le plateau mobile 4.Le poussoir est représenté en fin de course en pointillés et dans sa position dite de repos (en trait pleins). La figure 4 illustre schématiquement une étape correspondant à.la fin du chargement du plateau mobile 4 qui porte A, B, C, D... autant de pièces de bois qu'il peut recevoir. Le poussoir P est en fin de course longue 3. Deux capteurs entrent en action. D'une part un détecteur de proximité P1 qui détecte l'arrivée de la première pièce de bois translatée durant cette phase de translation. Puisqu'elle est en butée c'est que le plateau mobile 4 est plein. D'autre part, un capteur de force P2 par exemple à jauge de contrainte délivre un signal dès c. que l'effort de résistance opposée au poussoir P atteint une valeur prédéterminée. A la simultanéité de deux signaux émis respectivement par le détecteur de proximité P1 et le capteur de force P2 correspond un signal de fin de remplissage du plateau mobile 4. Il faut noter que, si seul le capteur P2 emet un signal, cela signifie qu'un incident s'est produit, par exemple, qu'une pièce de bois est mal disposée. Le poussoir P revient à sa position de retrait pour prendre en charge une nouvelle pièce de bois F. CoJe le montre la figure 5, dès que le plateau mobile est chargé, le signal de fin de chargement commande le mouvement de translation vers le haut (flèche F2). C'est le commencement du cycle de déchargement. En effet, le plateau mobile 4 après cette translation verticale vers le haut, est translaté dans un plan horizontal le long des rails {flèche 70 de la figure 1) jusqu'à ce qu'il se trouve à l'aplomb de la palette sur laquelle son chargement doit être déposé. Le plateau mobile est alors abaissé comme le montre sur la figure 1, la flèche 7. Puis le plateau mobile est à nouveau translaté sur ses rails dans un plan horizontal.La barrière 8, solidaire du support 105 et déplaçable le long du portique, bloque la rangée de bois disposée sur le plateau mobile 4, de sorte que celui-ci s'escamotant progressivement, les pièces de bois se posent sur la palette. Les figures 7 et 8 illustrent un exemple de realisation d'une telle barrière 8. Durant la phase de recul du plateau mobile 4, cette barrière 8 est en position verticale : elle bloque la pièce de bois. Un verin 800 actionne un système d'articulation qui ramène cette barrière 8 en position escamotée {horizontalel lorsque le plateau mobile 4 avance. Les points O1, 02, 03 sont fixes. On obtient ainsi (Fig 6) me succession de (n) couches de pièces de bois, par exemple (cn - 2), (c n - 1), cn, ainsi déposées sur la palette. Le nombre de couches (n) est un nombre entier supérieur à 1 et est déterminé par des paramètres tels que les conditions de transport qui sont indépendantes de la machine conforte à l'invention. Pendant cette opération de transfert des pièces de bois du plateau moible 4 sur la palette 41, une opération de translation en position d'attente se réalise au niveau du plateau fixe 2 (figure 4). Le poussoir P agis sant selon son cycle de course réduite 3' pousse les pièces de bois qui se présentent à lui sur ce plateau mobile sans leur faire dépasser les limites de celui-ci. Pour des raisons de sécurité, un moyen de comptage (non représenté) du nombre des allers et retours du poussoir P permet de s'assurer que celui-ci n' excède pas une valeur donnée au delà de laquelle l'opérateur doit s'assurer du bon fonctionnement du cycle de déchargement sur la palette. Une alarme est éventuellement prévue. Selon une variante de l'invention, illustrée par la figure 9, lors de sa course de retour le poussoir P s'escamote et exerce une légère pression réglable sur la pièce de bois. Ceci a pour effet d'améliorer la mise en position correcte de cette dernière. Il faut cependant noter que cette double possibilité de va et vient dans un plan horizontal et dans un plan vertical du plateau mobile 4 permet d'effectuer un empilage sur une palette 41 à une hauteur supérieure à la hauteur de sortie des pièces de bois de la machine amont. Il s'agit là d'une caractéristique extrêmement importante de l'invention. Les mouvements de montée et de descente sont aussi obtenus grâce à un jeu de détecteurs de proximité placé sur le portique 106 et, par exemple, du type à cellules photo-électriques. Ces capteurs servent notamment à - l'arrêt du mouvement de translation verticalede la table mobile 4 dès qu'elle se trouve en position de déchargement par rapport à la base de la palette 41 ou à la couche supérieure de bois déjà déposée sur celle-ci, - l'arrêt de l'opération d'empilage sur le plateau lorsque l'avant dernière couche programmée est en place. A la fin de l'opération d'empilage, le plateau mobile est ramenée dans la zone Z où s' effectue la translation des pièces de bois du plateau fixe 2 vers le plateau mobile 4 par un nouveau mouvement de translation horizontale arrière et de translation verticale vers le haut ou vers le bas qui amène à nouveau la surface utile de réception des pièces du plateau mobile 4 dans le même plan que la surface utile du plateau fixe 2. Selon une variante de réalisation de l'invention, une opération de baguettage est interposée dans la suite des étapes du procédé conforme à l'invention. Cette opération est illustrée au moyen des figures 10 à 12. Un chargeur 90 de baguettes 91 est solidaire du portique 106 et-avant l'opération d'empilage sur la palette 41, le plateau mobile 4 est amené face à ce chargeur qui libère les baguettes 91. Le plateau mobile 4 peut alors continuer sa course et venir empiler la combinaison pièces de bois plus baguettes sur la palette en attente. Un exemple de réalisation d'un chargeur 90 de baguette 91 est représenté sur les figures 10 et 11. Un système de levier 92,capable grâce à l'action d'un verin 93 et de bielettes de commande B1 et B2 d'occuper deux positions, présente un profil qui coopère avec le profil des extrémités des baguettes 91. En position d'attente (figure 11) toutes les baguettes 91 sont retenues par le système de levier 92. En revanche, en position de dépose" une baguette est libérée et vient, comme le montre la flèche 95,se poser sur la couche de pièces de bois (C) concernée. On peut ainsi réduire la hauteur de chute de 15 à 20 mm, par exemple. Les pièces de bois étant, conformément à l'invention, posées sur un plateau plein, peuvent avoir des dimensions quelconque. Dans certains cas, il est utile de pouvoir les décharger en vrac sur une palette muni de ridelles 95 comme le montre la figure 13. Ici encore, un jeu de détecteurs P5-P6 de niveau détermine la fin du chargement de la palette. Pour résumer et clarifier les différentes étapes du procédé conforme à l'invention, leur succession est représentée sur la figure 14 sous la forme d'un schéma synoptique. Les références et les définitions de chacune des étapes sont les suivantes a) niveau de référence de la machine ; b) conditions initiales nécessaires à la mise en marche automatique de la machine, c'est-à-dire présence d'une pièce détectée par le capteur M c) avance du poussoir P d) course longue du poussoir P, silence du détecteur de proximité P1 et du capteur de force P2 ; e) recul du poussoir P f) le poussoir est en position arrière et le capteur M détecte la présence d'une pièce ; R1 il en résulte le retour à l'étape (b) et le cycle continu ; g) le plateau 4 est chargé : une indication est fournie par le détecteur de proximité P1 et le capteur de force P2 h) le poussoir revient en position AR ; L'étape de translation du plateau fixe 2 des pièces vers le plateau mobile 4 est terminée. Suivent alors deux actions simultanées A1 et A2. Du côté A1 (a1) opération de montée du plateau mobile 4 dans le plan vertical (a11)le plateau 4 est en position haute dans la zone Z. (b1) translation vers la zone Z2 du plateau mobile 4, dans un plan horizontal (b11)le plateau mobile 4 est arrivé à l'aplomb de la palette receptrice en attente dans la zone Z2 ; (c1) descente du plateau mobile 4 et descente de la barrière 8 (c11)détection du niveau de la palette ; (d1) arrêt de la descente du plateau mobile 4 et son escamotage ; (d11)le plateau 4 est en position totalement escamotée dans la zone Z1 ; (e1) montée ou descente du plateau mobile 4 et montée de la barrière 8 (e11)la surface utile du plateau mobile 4 est dans le même plan que la surface utile du plateau fixe 2 (f1) arret du plateau mobile 4 (s1) signal d'arrêt du plateau mobile 4. Du c & é A2 (a22) présence d'une pièce détectée par le capteur M ; (b2) avance du poussoir P (b22) course réduite 3' du poussoir P pour stockage des pièces sur la plateau fixe 2 ; recul du poussoir P ; (52) signal de fin de recul du poussoir P t R2 retour à l'étape a22 si absence concomitante de signal sl et recommencement de cycle (S2) poussoir en position arrière, signal de fin de recul du poussoir -P R3 retour à l'étape b et recommencement du cycle ; (X) arrêt demandé ; (R4) retour à l'étape initiale (a). Ce schéma met bien en évidence également les moyens assurant l'asservissement des différentes fonctions qu'accomplie la combinaison des moyens mis en oeuvre selon l'invention. Une telle machine peut s'adapter à un grand nombre d'applications dans des domaines aussi variés que la fabrication mécanique, les conserveries, le conditionnement et le stockage. Il s'agit d'une machine qui permet une adaptation très rapide aux caractéristiques (hauteur, largeur, longueur, section) diverses des produits. L'agencement des moyens se prête parfaitement à une commande programmée. REVENDICATIONS 1. Procédé d'empilage automatique de pièces provenant d'une machine située en amont ; caractérisé en ce qu'il consiste : dans une première zone (Z1)' à translater d'un plateau fixe (2) situé dans le prolongement de la machine située en amont, les pièces (22), vers un plateau mobile (4) coopérant avec des moyens capables de lui assurer un déplacement vertical vers le haut ; puis un mouvement horizontal, pour les amener dans une seconde zone tZ2), jusqu'à ce qu'elles se trouvent à l'aplomb d'une palette receptrice (41), à déplacer vers le bas le plateau mobile (4) jusqu'au niveau supérieur de cette palette (41) et à les libérer pour les ranger sur celle-ci ; le plateau mobile (4) refaisant alors le chemin inverse pour retrouver sa place dans le zone (Z1) 2.Procédé d'empilage selon la revendication 1 ; caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir un stockage sur le plateau fixe (2) des pièces (22) durant l'étape pendant laquelle le plateau mobile (4) accomplit l'aller vers la zone (Z2) et le retour dans le zone (Z1) 3. Procédé d'empilage selon l'une des revendications 1 et 2 ; caractérisé en ce que chaque déplacement dans le plan horizontal et dans le plan vertical est contrôlé par un jeu de capteurs de positions et de pressions. 4. Procédé d'empilage selon l'une des revendications précédentes ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire assurant la mise en place de baguettes entre chaque rangée (C n - x), (C n - 2), (C n - 1)... C n de pièces déposées sur la palette. réceptrice. 5. Machine destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes ; caractérisée en ce qu'elle comprend - un plateau fixe (2) recevant les pièces (22) arrivant en amont selon une direction (F) ; - un plateau mobile (4) - des moyens de translation horizontale et verticale de ce plateau mobile, capables de l'amener au niveau du plateau fixe (2) d'une part, et au niveau d'une palette (41) destinée à recevoir les pièces (22) d'autre part - un poussoir (P) capable de translater ces pièces (22) dans une direction perpendiculaire à la direction (F), soit uniquement sur le plateau fixe (2), soit d'abord sur le plateau fixe (2),puis sur le plateau mobile (4) lorsque celui-ci est positionné à son niveau - des moyens d'asservissement permettant le contrôle de fin de chargement du plateau mobile (4) de fin de courses verticale et horizontale de ce dernier. 6. Machine selon la revendication 5 ; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (90) permettant le positionnement de baguettes (91) destinées à séparer chaque couche de pièces (22). 7. Machine selon l'une des revendications 5 et 6 ; caractérisée en ce que ces moyens d'asservissement comportent également des moyens capables de contrôler la course du poussoir (P) de telle sorte que, tant que le plateau mobile (4) n'est pas en position pour recevoir les pièces (22), celui-ci accomplit une course dite réduite qui limite la translation des pièces (22) au seul niveau du plateau fixe (2). 8. Machine selon l'une des revendications 5, 6 et 7 ; caractérisée en ce que le plateau mobile (4) étant chargé dans la zone (Z1) est translaté vers le haut, puis horizontalement vers la zone (Z2) de déchargement, puis à nouveau verticalement vers le bas, jusqu'au niveau de la palette réceptrice (41), puis à nouveau horizontalement vers la zone (Z1),une barrière (8) obligeant alors les pièces à quitter le plateau fixe (4) et à se positionner sur la palette réceptrice (41). 9. Machine selon l'une des revendications 5 à 8 caractérisée en ce que des moyens d'asservissement supplédentaires permettent d'arrêter la machine,si le temps du cycle correspondant au transfert du plateau mobile (4), dans la zone de déchargement (Z2) et son retour dans la zone (Z1) dépasse un temps prédéterminé, temps au delà duquel le plateau fixe (2) se trouve complètement chargé de pièces (22) en attente d'être translatées sur le plateau mobile (4) alors absent. 10. Machine selon l'une des revendications 5 à 9 t caractérisée en ce que la plateau mobile (4) est fixé sur un chSssis (100) comportant un système de rails (101 et 102) le long duquel il peut coulisser, ce châssis (100) étant solidaire d'un support (105) capable de coulisser le long d'un portique (106) grâce à des moyens élévateurs (107).