Brevet FR2548948A1 — publié le 19850118

Système automatique pour l'alimentation d'un matériau d'emballage d'une ligne de fabrication et/ou d'emballage, notamment pour la fabrication et le conditionnement de cigarettes " La présente invention concerne un système automatique pour assurer l'alimentation d'un matériau d'emballage d'une ligne de fabrication et/ou d'emballage. De façon particulière, l'invention concerne un système automatique pour fournir un -matériau d'emballage (généralement un rouleau de papier et/ou de matière transparente ou encore des piles de carton préformé) à des lignes de fabrication et/ou d'emballage, (dans ce cas, il s'agit de lignes de fabrication et de conditionnement de cigarettes). Il est connu que les lignes ci-dessus comportent différentes machines dont au moins certaines nécessitent une alimentation régulière d'un matériau d'emballage sous la forme de bandes et/ou de carton préformé. Toutefois ce matériau d'emballage est pris manuellement par le personnel à partir d'un moyen de stockage pour alimenter généralement chacune des machines. Le fait d'avoir un moyen de stockage par25 ticulier pour chaque machine présente un certain nombre d'inconvénients tels que l'encombrement de la zone au voisinage des machines, l'alimentation compliquée des différents moyens de stockage concernés et si une alimentation à partir de chaque moyen de stockage vers sa machine devait être automatisée, il y a des frais d'ins5 tallation très élevés pour le système de chargement automatique de chaque machine à desservir. La présente invention a pour but de créer un système complètement automatique pour fournir du matériau d'emballage à des lignes de fabrication et/ou d'em10 ballage, remédiant aux inconvénients ci-dessus résultant de ce que chaque machine est alimentée à partir de son moyen de stockage particulier. A cet effet, la présente invention concerne un système automatique d'alimentation en matériau d'embal15 lage des lignes, ce système se composant d'un certain nombre de machines de fabrication et/ou d'emballage, système caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de stockage pour plus d'un type de matériau d'emballage, au moins un chariot, avec au moins un bras de manoeuvre sur le chariot, 20 un moyen prévu sur chaque bras de manoeuvre pour saisir le matériau d'emballage, un moyen de guidage pour chaque chariot, le moyen de guidage définissant des chemins parcourus sélectivement par chaque chariot pour fournir le matériau d'emballage à chaque machine, et un moyen de cal25 cul pour commander la position et la mise en oeuvre de chaque chariot mobile et par rapport au bras en fonction des signaux fournis par les machines. Suivant un montage préférentiel de l'invention, telle que décrite cidessus, le moyen de stockage 30 se compose d'au moins un magasin mobile relié au chariot de façon à être transporté avec celui-ci le long des chemins. Le moyen de stockage se compose de préférence d'un certain nombre de magasins mobiles susceptibles 35 d'être reliés sélectivement au chariot. En variante, le moyen de stockage se compose d'un magasin principal fixe et d'au moins un chariot mobile associé au magasin principal et relié à ce chariot. Suivant une variante, le moyen de stockage se compose d'un magasin fixe et les chemins relient le magasin fixe et les machines. Enfin, le moyen de guidage se compose de façon préférentielle d'un rail ou en variante d'un che10 min magnétique correspondant aux chemins cidessus. La présente invention sera décrite cidessus à l'aide d'un exemple non limitatif se reportant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un 15 système d'alimentation automatique selon l'invention. la figure 2 est une vue partiellement en perspective d'un composant du système de la figure 1. la figure 3 e'st un schéma-bloc du moyen de commande du système de la figure 1. la figure 4 est une vue en perspective en détail d'une première variante de la figure 1. la figure 5 est une vue de détail d'une seconde variante de la figure 1. Selon la figure 1, la référence 1 désigne 25 un certain nombre de lignes ou de chaînes identiques, de type connu, pour fabriquer et conditionner des cigarettes Chaque ligne 1 se compose successivement d'une machine de fabrication de cigarettes, portant la référence 2, d'une machine de montage de filtres 3, d'un con30 voyeur 4, d'un dispositif de collecte 5 et d'une machine de conditionnement 6 dont la sortie est reliée parl'intermédiaire d'un canal de convoyeur 7 à une machine de pose de cellophane 8 et à une machine de conditionnement 9 en paquet de dix. Par les canaux de convoyeur 10, les 2548948; machines de conditionnement en paquet de dix, 9 sont reliées à une machine de mise en botte de carton 12, pour faire des boîtes de carton contenant un certain nombre de paquets de dix. Pendant le fonctionnement, chaque machine de fabrication 2 doit recevoir du papier sur rouleau pour envelopper le tabac et former des cigarettes; chaque machine de mise en place de filtres 3 doit recevoir des bandes enroulées de papier pour réunir les filtres aux 10 cigarettes; chaque machine d'emballage 6 doit recevoir du papier argent, sous forme de rouleau pour envelopper les cigarettes, du papier imprimé, enroulé, avec le nom du type de cigarette, pour envelopper les paquets de papier d'argent et des timbres fiscaux, sur bande (le 15 cas échéant) Sur les machines d'emballage en paquets rigides, les bobines d'étiquette de type de cigarettes, ci-dessus, sont remplacées par des bobines de carton pour fabriquer les dessus et de piles de cartonspréforméspour réaliser les paquets rigides. Chaque machine de mise sous cellophane 8 doit recevoir de la matière transparente, sous forme de bobine pour enrouler les paquets et les rubans d'ouverture, enroulés, pour ouvrir l'emballage formé à l'aide de la matière transparente Puis, chaque machine d'em25 ballage de paquet de dix, 9, doit recevoir le papier sous forme de rouleau pour former les paquets de dix ou encore une sous-couche de papier enroulée pour former les paquets de dix, suivie d'une étiquette de couverture; en variante, chaque machine de conditionnement de paquet de dix, 9 doit 30 recevoir des cartons préformés provenant d'une pile La machine de mise en boîte 12 reçoit les piles de cartons préformés. La référence 14 désigne un magasin avec un certain nombre de compartiments 15, 15 ', 15 " etc, chacun 35 contenant un type déterminé de matériau d'emballage pour une machine respective de la ligne 1 Le compartiment 15 contient par exemple des bobines 16 pour fournir le papier d'enroulement de tabac aux machines de fabrication 2 Le compartiment 15 ' contient les bobines 17 fournissant les extrémités de jonction filtres-cigarettes aux machines d'assemblage de filtres 3 Le compartiment 15 " contient des enroulements 18 pour alimenter les machines d'emballage 6 avec du papier argent pour conditionner les cigarettes Le compartiment 15 "' contient des bobines 19 pour alimenter les machines d'emballage 6 avec du carton pour réaliser les dessus rigides Le compartiment 15 "" contient des piles 20 pour alimenter les machines d'emballage 6 avec du carton préformé à partir duquel on fait les emballages rigides etc pour tous les autres types de matériau 15 alimentant les autres machines Au-dessus du magasin 14, entre les compartiments 15, 15 ', 15 ", 15 "' etc, il y a un rail supérieur formé d'un rail 22 proprement dit (également représenté à la figure 2) et porté par des piliers 23. Le rail 22 comporte différentes dérivations allant au voisinage des différentes machines des lignes 1 telles que la machine de mise en boite 12 au voisinage des compartiments contenant les bobines, sur les machines et au voisinage des compartiments des piles 25 de cartons préformés. Comme représenté à la figure 2, un chariot mobile 24 est monté sur le rail supérieur 22; ce chariot comporte un moyen de déplacement formé des galets et 26 disposés de façon que leur axe vertical soit de 30 chaque côté du rail 22 et s'adaptant dans les cavités 27 du rail 22 lui-même. Le galet 25 est entraîne par un moteur 29 du chariot 24 Ce chariot comporte également un ensemble électronique 30 pour commander le moteur 29 et une unité 35 31 pour commander le fonctionnement du bras 32 sur le 2548948)t chariot 24 proprement dit. Le bras 32 comporte un certain nombre de segments 33, 34, 35, chacun étant prévu pour se déplacer par rapport à l'autre à l'aide d'un couplage rotatif moto5 risé respectif. De façon plus détaillée, le segment 33 se déplace par rapport au chariot 24 sous l'effet d'un moyen de liaison 36 tournant autour de l'axe X alors que le segment 34 se déplace par zapport au segment 33 sous l'effet du moyen de liaison 37 qui tourne également autour de l'axe X Le segment 34 comporte une extrémité 39 faisant un angle obtus par rapport à la section précédente et qui est reliée à la partie supérieure 40 du segment 35 par l'intermédiaire d'un moyen de liaison 41 tournant autour de l'axe Y Le segment 35 comporte une autre partie d'extrémité 42 faisant un angle de 90 par rapport à la partie supérieure 40 et portant un moyen de liaison 43 tournant par rapport à l'axe X et qui par ailleurs porte un moyen de prise formé par une pince 44 destinée à saisir 20 les bobines et les piles de cartons préformés placées dans le magasin 14. Les moyens de liaison 36, 37, 41 et 43 seront décrits ci-après comme des moyens de déplacement pour le moyen de prise 44 ou de rotation et/ou de moyens 25 de translation relative entre les segments 33, 34 et 35 constituant le bras 32 La référence 50 de la figure 3 désigne une unité centrale de traitement du moyen de calcul, recevant les signaux 51 des capteurs respectifs 52 indiquant que la bobine ou la pile de cartons préformés 30 de la machine correspondante est terminée L'unité 50 reçoit également les signaux 53 des capteurs respectifs 54 détectant le remplacement d'une bobine vide ou d'une nouvelle pile de cartons préformés. Cette unité centrale de traitement 50 se 30 compose de façon connue d'une mémoire morte (ROM) et d'une mémoire vive (RAM) pour la routine de fonctionnement. Un transmetteur ou moyen 56 pour transmettre les signaux radioélectriques 57 est relié à cette unité, signaux reçus par un récepteur 58 prévu sur le chariot mobile 24 et relié à l'ensemble électronique 30 commandant à son tour le moteur 29 et l'unité 31 du bras de commande 32. La partie supérieure du rail 22 contient deux conducteurs ou chemins conducteurs 47 coopérant avec les contacts électriques de glissement, respectifs du chariot 24 pour 10 assurer l'alimentation électrique des différents ensembles et des différentes pièces du chariot 24 lui-même. Le fonctionnement du système d'alimentation automatique selon la présente invention est le suivant. Lorsque l'une des bobines de manoeuvre de l'une des machines de la ligne 1 est terminée, en plus d'un signal activant un dispositif connu (non représenté) pour remplacer automatiquement la bobine vide avec une bobine en attente placée généralement sur la machine, un 20 signal 51 respectif est également généré par un capteur respectif 52 pour détecter la fin de la bobine (la même remarque s'applique à une pile de cartons préformés et qui est épuisée). L'unité centrale de traitement recevant 25 le signal 51 commande par l'intermédiaire des signaux 57 la mise en oeuvre du chariot mobile 24 (en commandant le moteur 29 et l'unité 31 commandant le bras 32) En consequence, le chariot 24 se déplace vers le magasin 14, jusqu'au compartiment 15 ou 15 ', 15 " etc, suivant le type de 30 matériau d'emballage qu'il faut prendre La pince 44 prend la bobine ou la pile adéquate de cartons préformés et en suivant la route choisie par l'unité centrale de traitement 50, le long du rail 22, la pince transporte cette bobine ou cette pile vers la machine qui a envoyé le 35 signal 51. Le capteur respectif 54 fournit alors un signal 53 pour informer l'unité centrale de traitement qu'un changement a été fait. Le temps dont dispose le système pour ce remplacement est essentiellement le même temps qu'il faut pour consommer la bobine puisque la bobine fournie par le chariot 24 est toujours en attente pour le changement suivant. L'unité centrale de traitement 50 peut 10 être programmée avantageusement pour attribuer une priorité de remplacement à la machine dont le cycle d'utilisation de bobine est le plus court (dans le cas de plus d'un signal 51 émis par plus d'un capteur 52 et provenant de différentes machines pour indiquer le nombre de bobines 15 qui se terminent simultanément). Cette priorité peut dépendre de la position du chariot mobile 24 sur le rail supérieur 22 A cet effet, on peut prévoir des capteurs adéquats le long du rail 22 pour informer l'unité centrale de traitement 20 50 d'une indication plus précise relative à la position du chariot 24 au lieu de l'informer seulement de la position de commande fournie par le moteur 29. Des points de commutation appropriés, et éventuellement différentes positions peuvent également 25 être prévus au niveau des aiguillages sur le rail supérieur 22. Le long de sections déterminées du rail supérieur 22 des moyens peuvent être prévus pour stocker provisoirement, pour permettre au bras 32 de décharger la bobine qu'il porte à ce moment et qui est moins urgente qu'une autre bobine pour laquelle il a reçu un signal d'épuisement 51, ultérieurement Comme le mouvement du bras 32 peut uniquement être commandé par l'unité 31, le remplacement de la bobine est détecté par le signal 53 35 fourni à l'unité centrale de traitement 50. q En variante, on peut prévoir des transducteurs sur le bras 32 pour commander sa position et fournir des signaux d'information transmis par radio à partir du chariot 24 vers l'unité centrale de traitement 50. Les avantages du système d'alimentation automatique selon la présente invention découlent clairement de la description. En premier lieu, on supprime non seulement 10 le stockage au niveau de chaque machine, et le seul moyen de stockage 14 prévu peut se trouver dans une position qui ne gène pas le fonctionnement des lignes 1 ou qui comporte son moyen de remplissage propre. La disposition en hauteur du rail 22 ne 15 gène par l'alimentation en matériau d'emballage vers les différentes machines. Un autre avantage réside dans l'unique chariot mobile 24 qui peut alimenter toutes les machines de différentes lignes 1. L'unité centrale de traitement 50 donne également une souplesse très importante à l'alimentation en matériau d'emballage pour satisfaire à tout instant aux différentes demandes particulières. I 1 est clair pour les spécialistes que des 25 changements peuvent être faits au système d'alimentation automatique décrit sans toutefois sortir du cadre de l'invention. En premier lieu, les lignes 1 peuvent être réalisées différemment, avec un nombre et des types de machines différents de ceux décrits; les machines ellesmêmes peuvent présenter des combinaisons différentes de bobines, de paires de bobines et/ou de cartons préformés en pile La forme et la disposition du rail supérieur 22 peuvent être différentes et l'alimentation électrique peut 35 être assurée non par des chemins conducteurs 47 mais par 2548948,' des câbles électriques à l'extérieur du rail 22, câbles reliés au moteur 29 et à l'unité 31 par une antenne sur le chariot 24. Si l'alimentation électrique est assurée par des chemins conducteurs 47, le chariot mobile 24 peut comporter des moyens de chargement de batterie (non représentés) assurant une alimentation en continu en électricité du moteur 29, du circuit électronique 30 et de l'unité de commande 31 même au niveau des points de commutation 10 des aiguillages du rail 22. Le bras 32 peut le cas échéant être conçu différemment. A la place de signaux radio-électriques 57, on peut également utiliser des signaux de type photo15 électrique et/ou des rayonnements infrarouges etc. L'unité centrale de traitement 50 peut être embarquée sur le chariot mobile 24 et être reliée directement au circuit électronique 30 commandant le moteur 29 et le bras 32. Enfin, les lignes 1 peuvent être des lignes de fabrication et/ou d'emballage de produits autres que des cigarettes. Dans la variante représentée à la figure 4, le rail 22 est remplacé par un chemin magnétique 60 25 noyé dans le sol des bâtiments logeant les lignes 1 et comportant des dérivations (non représentées) s'étendant le long des lignes 1 elles-mêmes. Un chariot mobile 61,avec des roues motrices 62 entraînées par un moteur (non représenté), comman30 dé comme le moteur 29 par l'unité centrale de traitement 30, est prévu le long de 1 l piste 60 Le chariot 61 se compose d'un panneau supérieur 63 muni d'une tourelle 64 tournant autour d'un axe essentiellement vertical étant entraînée par un moteur 65. A sa partie supérieure la tourelle 64 comprend un moyeu d'axe 66 essentiellement horizontal qui porte de façon rotative une broche 67 commandée par un moteur 68 et dont une extrémité est reliée solidairement au contrepoids 69. A son autre extrémité, la broche 67 est reliée à un bras de manoeuvre 70, articulé formé de trois segments 71, 72, 73 tournant l'un par rapport à l'autre autour d'articulations 74 et 75, l'entraînement se faisant par des moteurs respectifs 76 et 77 commandés par l'unité 10 centrale de traitement 50 Le segment d'extrémité 73 est relié par une extrémité à une pince 78 analogue à la pince 44. Comme représenté à la figure 4, le chariot 61 comporte un moyen de couplage rapide 79 pour le branche15 ment sélectif sur un certain nombre de magasins 80 alignés dans une zone de parc 81, chacun comportant une plaque de chargement 82, avec des roues 83 et porte des compartiments pour empiler dans des positions déterminées un lot de bobines de différents types et le cas échéant un lot de cartons préformés, pour alimenter les machines de la ligne 1 sous la commande de l'unité centrale de traitement 50. Dès qu'une bobine est vide ou plus exactement dès que les bobines et/ou le carton préformé, quelconque, sont épuisés, le magasin mobile 80 est renvoyé à la zone de parc 81 et est remplacé par un autre magasin 80 complètement chargé. Dans la variante représentée à la figure 5, le chariot 61 fait corps avec le magasin mobile 80 de façon à former une unité de magasin mobile 84 commandée 30 par l'unité centrale de traitement 50 et associée à un magasin principal fixe 85 analogue au magasin 14 Il est à remarquer qu'un certain nombre de chariots 61 peut fonctionner simultanément. Dans la variante représentée à la figure 35 5, le rôle du bras 70 consiste essentiellement à prendre les bobines et des cartons préformés du magasin 85 selon un programme prédéterminé, à les charger sur le chariot mobile 80 et à les fournir sur demande aux machines. RE V E N D I C A T I O N S 1 ) Système automatique pour alimenter des lignes ( 1) formées d'un certain nombre de machines de fabrication et/ou d'emballage, avec du matériau d'emballa5 ge ( 16, 17, 18, 19, 20), système caractérisé en ce qu'il se compose d'un moyen de stockage ( 14, 80, 85) pour plus d'un type de matériau d'emballage, au moins un chariot ( 24, 61), au moins un bras de manoeuvre ( 32, 70) sur le chariot ( 24, 61), un moyen ( 44, 78) sur chaque bras de 10 manoeuvre ( 32, 70) pour saisir le matériau d'emballage, un moyen de guidage ( 22, 60) pour chaque chariot ( 24, 61), le moyen de guidage ( 22, 60) définissant des chemins parcourus sélectivement par chaque chariot ( 24, 61) pour fournir le matériau d'emballage à chaque machine de ma15 noeuvre et un moyen de calcul ( 50) pour commander la position et le fonctionnement de chaque chariot mobile ( 24, 61) et le bras relatif ( 32, 70) sur la base des signaux fournis par les machines de manoeuvre. 2 ) Système selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que les chemins sont définis par des rails ( 22). 3 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins sont définis par des chemins magnétiques au niveau du sol ( 60). 4 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de stockage se compose d'un magasin principal fixe ( 14, 85) et les chemins relient ce magasin aux machines. ) Système selon la revendication 4, 30 caractérisé en ce qu'il comporte un autre magasin ( 80) relié au chariot ( 61) et mobile avec celui-ci le long des chemins. 6 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de 35 stockage comporte au moins un magasin ( 80) relié au chariot ( 61) et se déplaçant avec celui-ci le long des chemins. 7 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de stockage se compose d'un certain nombre de magasins mobiles ( 80) susceptibles d'être reliés de façon sélective au chariot ( 61). z