Brevet FR2564422A1 — publié le 19851122

POSTE ROBOTISE ET FLEXIBLE POUR L'ENCARTONNAGE DE LOTS D'ARTICLES PARALLELEPIPEDIQUES DE DIMENSIONS VBRIEES. La présente invention se rapporte au domaine de l'em-- ballage robotisé et vise plus particulièrement un poste robotisé et flexible pour former des cartons et les remplir de lots d'articles parallélépipédiques de dimensions variées à la sortie des différentes lignes de fabrication. Les cellules robotisées d'encartonnage existantes ne sont pas flexibles, c'est-à-dire ne prennent pas en compte de façon programmable les différentes caractéristiques dimensionnelles des articles à emballer, des lots d'articles et des cartons d'emballage. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient majeur. Elle propose à cet effet un tel poste robotisé et flexible, du type comprenant une table de préparation d'assemblages de lots d'articles, un magasin de cartons, un robot et ses préhensions assurant notamment la fonction de formage de cartons , un dispositif d'aide au formage du carton, un système d'évacuation des cartons pliés, au moins une palette portant l'ensemble des matériels, un système de protection mécanique du poste, une armoire électrique incorporant un automate programmable de commande-contrôle du poste et une partie de commande-contrôle de la -puissance des différents moteurs du poste à l'exception du robot, et des équipements pneumatiques pour les préhensions, vérins et ventouses du poste. Suivant une particularité de l'invention, la table de préparation d'assemblages de lots d'articles comporte: - un convoyeur à tapis de type accumulation et vitesse variable - au moins une équerre fixe pour former des assem blages de lots - une goulotte d'amenée de lots sur le tapis en posi tion de mise en carton - un déviateur programmable pour positionner les lots dans l'équerre fixe ; et - un dispositif à butée escamotable monté sur le dévia teur pour accumuler les lots, réglable pour s'adapter à différentes dimensions de lots et dont le pilotage est assuré au moyen des informations issues d'une barrière optique (cellules) commandant les sorties des lots du déviateur. La constitution d'un assemblage de lots d'articles consiste donc simplement à envoyer séquentiellement les différents lots dans l'équerre fixe. Une simple modification du programme permet de passer d'un type de lot à un autre et d'un assemblage de lots à un autre. Suivant une autre particularité de l'invention, le dispositif d'aide au formage du carton comporte: - une équerre à dépression adaptée à toute la gamme de formats de carton - des moyens réglables pour assurer la fermeture des rabats inférieurs du carton et la rigidité du fond du carton pendant le remplissage de celui-ci - un dispositif à poste fixe pour déposer des points de colle sur deux rabats inférieurs présentés par le robot ; et - des moyens réglables pour assurer l'ouverture des rabats supérieurs du carton pour le remplissage de celui-ci, tout en prenant en compte différents for mats de carton ; le carton étant stocké à plat sur champ dans le magasin à cartons pour etre saisi par le robot et présente à une branche de l'équerre, cette équerre exerçant ensuite une première dépression sur une grande face latérale du carton pour la maintenir en position de référence, puis une seconde dépression sur la face latérale du carton adjacente à celle qui est déjà positionnée, et amenée en contact avec l'autre branche de l'équerre par une rotation décrite par le robot, pour ouvrir et maintenir le carton en position de référence avant la fermeture des rabats inférieurs et l'ouverture des rabats supérieurs du carton. Cette équerre à dépression permet une obtention rapide d'un carton prêt à etre rempli à partir d'un carton stocké à plat dans un magasin, avec la prise en compte simultanée de différents formats de carton. Suivant une autre particularité de l'invention, le robot utilisé pour le formage de cartons est un robot six axes qui assure également la fonction d'encartonnage des assemblages de lots constitués. Un robot unique assure donc avantageusement lbs fonctions de formage de cartons et d'encartonnage d'assemblages de lots. Suivant une autre particularité de l'invention, le poste robotisé d'encartonnage repose entièrement sur une plate-forme mobile composée d'au moins une palette. Cette mobilité du poste permet de positionner ce dernier à la sortie des différentes lignes de fabrication. Ces particularités permettent à un tel poste robotisé d'encartonnage d'assurer toutes les fonctions essentielles suivantes - la prise en compte de lots d'articles et le formage d'assemblages de lots - la mise en place de ces lots dans des cartons par un robot - le formage des cartons par un robot - l'évacuation des cartons pleins vers un poste aval de fermeture - la gestion totale du poste, indépendamment des postes amont et aval ; et - la mobilité du poste complet pour pouvoir être dis posé en sortie des différentes lignes de fabrication avec une flexibilité totale pour prendre en compte différentes dimensions de cartons et différents lots d'articles. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1, 2 et 3 représentent des vues d'en semble respectivement de face, de dessus et de gauche d'un poste robotisé d'encartonnage conforme à l'in vention - les figures 4 à 7 représentent des vues schématiques destinées à illustrer le principe de formage des assemblages de lots d'articles suivant l'invention ; et - les figures 8 à 12 représentent des vues schématiques destinées à illustrer le principe de formage des cartons d'emballage suivant l'invention. Comme le montrent les figures 1, 2 et 3, un poste robotisé et flexible pour l'encartonnage d'articles parallélépipédiques de dimensions variées, conforme à l'invention, comprend - une table de préparation 2 d'assemblages de lots d'articles - un magasin de cartons 4 -un robot 6 et ses préhensions; - un dispositif 8 d'aide au formage du carton - une palette 10 portant l'ensemble du matériel pré cité - une palette 12 portant une armoire 14 du robot 6 et une armoire électrique 16 du poste incorporant un automate programmable de commande-contrôle du poste et une partie de commande-contrôle de la puissance des différents moteurs du poste à ltexception du robot - un système de protection mécanique 18 du poste - un bornier électrique 20 ; et - des équipements pneumatiques dont une platine pneu matique 22 pour des préhensions, vérins et ventouses du poste. Conformément à l'invention, la table de préparation 2 des assemblages de lots d'articles comporte essentiellement - un convoyeur à tapis -201 de type accumulation et vitesse variable - une équerre fixe 202 pour former des assemblages de lots - une goulotte 203 d'amenée de lots sur le tapis en position de mise en carton ; - un déviateur programmable 204 pour positionner les lots dans l'équerre 202 ; et - un dispositif 205 à butée escamotable monté sur le déviateur 204 pour accumuler les lots d'articles. Le dispositif 8 d'aide au formage du carton comporte principalement - une équerre à dépression 801 adaptée à toute la gamme de formats de carton - un ensemble 802 de poussoirs et de tables mobiles ; et - un ensemble 803 de ventouses à soufflets, à posi tionnement réglable par vérins. En référence aux figures 1, 2 et 3, et particulièrement aux figures 4 à 7, le poste robotisé précédemment décrit fonctionne de la manière suivante La préparation des assemblages de lots d'articles consiste en l'accumulation de ces lots dans une équerre fixe 202 par le convoyeur à tapis 201 de type accumulation et vitesse variable, le déviateur 20,4 étant chargé d'amener le lot au droit de sa place dans l'équerre 202. Les figures 4 à 7 illustrent schématiquement et respectivement une trajectoire de mise en place d'un premier lot d'articles, une trajectoire d'un lot quelconque, une accumulation d'un assemblage complet de lots, et différentes positions du déviateur 204 pour la constitution d'un assemblage complet. Le déviateur est mu par un actionneur à commande numérique donc programmable. La constitution d'un assemblage consiste donc à envoyer séquentiellement les différents lots dans l'équerre. La commande numérique est programmée par apprentissage pour chaque type de lot et d'assemblage de lots. Une simple modification du programme permet de passer d'un type de lot à un autre et d'un assemblage de lot à un autre. Afin de ne pas altérer les temps de cycle du robot par des attentes de formage des assemblages, la table 2 présente deux équerres permettant le formage d'un assemblage pendant la mise en carton de l'autre par le robot (formage d'assemblages en temps masqué). Le déviateur 204 est constitué d'un couloir dont la largeur empêche le basculement des lots. Pour permettre le passage des différents lots, la largeur du couloir est réglable, éventuellement de façon automatique. L'arrivée des lots sur le tapis est réalisée par une goulotte en interface avec le poste amont de fardelage. Cette goulotte est constituée d'une vrille 203 permettant le basculement des lots afin de les amener dans leur position de mise en carton. L'avancement des lots dans la goulotte est gravitaire. Le dispositif à butée escamotable205permet l'accumula- tion des lots en amont de l'aiguillage. Ce dispositif est réglable pour permettre son adaptation aux différentes dimensions de lots. Son rôle est double et consiste en une accumulation en amont du rangement des lots permettant le cadencement des assemblages de lots en accord avec le robot, et en une synchronisation des lots avec les mouvements du déviateur proqrammable 204. Les figures 8 à 12 montrent clairement la solution retenue pour le formage du carton d'emballage. Elle consiste à former le carton dans un trièdre correspondant à un coin du carton fermé. Le carton plat est pris par le robot qui vient le positionner dans un des quarts de plan du trièdre. Celui-ci est mis en dépression pour maintenir un côté du carton (fig. 8 et 9). Le robot exécute ensuite un mouvement de translation circulaire pour ouvrir le carton (fig. l0), Lorsque le carton est complètement ouvert, le deuxième quart de plan en contact avec le carton est mis en dépression maintenant ainsi le carton ouvert et en référence (fig. 11). Un jeu 802 de poussoirs et de tables mobiles vient assurer la fermeture des quatre rabats inférieurs, et former déf-i- nitivement le fond du carton car un dispositif à poste fixe a préalablement déposé des points de colle sur deux rabats inférieurs présentés par le robot. Les ventouses à soufflets 803 viennent tirer vers l'extérieur les deux rabats supérieurs en interface avec le trièdre (figure 12). Le carton est alors prêt à être rempli. Afin d'assurer la flexibilité de l'équerre à dépression pour différents formats de carton , ces ventouses à soufflets sont installées sur un support réglable en multiples positions au moyen de vérins. Les cartons sont empilés sur tranches et maintenus par un presseur de façon sensiblement horizontale dans une équerre assurant la flexibilité du magasin 4 pour différents formats de carton. Un jeu de petites pattes tient le premier carton en référence pour la présent a tion au robot. Le remplissage du magasin s'effectue par l'arrière de celui-ci. De ceci découlent - un seul point d'accostage du robot quel que soit le pourcentage de remplissage du magasin 4 - une implantation judicieuse de la zone de remplis sage du magasin en dehors de la zone de travail du robot - un remplissage du magasin sans arrêt du poste d'en cartonnage ; et - un stockage important de cartons plats obtenu avec ce magasin qui peut être prolongé en dehors du poste. Le carton rempli et fermé est d'abord évacué après suppression de la dépression dans l'équerre, par l'intermédiaire d'un vérin qui le fait glisser sur la table de préparation 2 jusqu'à un convoyeur gravitaire à rouleaux qui l'achemine ensuite vers un poste aval. Les préhensions des lots d'articles équipant le robot six axes 6 sont du type à dépression. Il s'agit de boîtes à air équipées de plaques perforées. Les dimensions des plaques doivent permettre de saisir les assemblages de lots d'articles et d'introduire ensuite dans le carton l'ensemble constitué par l'assemblage et la préhension. Des joints à lèvres peuvent être utilisés pour étancher la liaison préhension-assemblage de lots et faciliter la prise. L'aspiration est assurée par une turbine au sol reliée à chaque type de préhension par une gaine d'alimentation. Cette turbine ou une seconde alimente également en vide l'équerre à dépression 801. L'ensemble du poste d'encartonnage est rendu mobile par deux palettes convenablement équilibrées 10 et 12 dont l'une 12 supporte exclusivement les armoires électriques 14 et 16 du robot et du poste d'encartonnage respectivement. REVENDICATIONS 1. Poste robotisé et flexible pour l'encartonnage d'articles parallélépipédiques de dimensions variées, du type comprenant une table de préparation (2) d'assemblages de lots d'articles, au moins un magasin à cartons (4), un robot (6) assurant notamment la fonction de formage de cartons et ses préhensions, un dispositif (8) d'aide au formage du carton, un système d'évacuation des cartons pliés, au moins une palette (10, 12) portant l'ensemble des matériels, un système de protection mécanique (18) du poste, une armoire électrique (16) incorporant un automate programmable de commande-contrôle du poste et une partie de commande-contrôle de la puissance des différents moteurs du poste à l'exception du robot, un bornier électrique (20) et des équipements pneumatiques pour des préhensions, vérins et ventouses du poste, caractérisé en ce que la table de préparation d'assemblages de lots d'articles comporte - un convoyeur à tapis (201) de type accumulation et vitesse variable - au moins une équerre fixe (202) pour former des assemblages de lots - une qoulotte (203) d'amenée de lots sur le tapis en position de mise en carton - un déviateur programmable (204) pour positionner les lots dans l'équerre fixe (202) ; et - un dispositif (205) à butée escamotable monté sur le déviateur (204) pour accumuler les lots, réglable pour s'adapter à différentes dimensions de lots et dont le pilotage est assuré au moyen des informations issues d'une barrière optique (cellules) commandant les sorties des lots du déviateur. 2. Poste robotisé et flexible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le déviateur programmable (204) est mû par un actionneur à commande numérique, et comporte un couloir à larqeur réglable. 3. Poste robotisé et flexible suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la goulotte d'amenée de lots sur le tapis est constituée par une hélice (203) permettant le basculement des lots pour les amener par gravité dans leur position de mise en carton. 4. Poste robotisé et flexible suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif (8) d'aide au formage du carton comporte - une équerre à dépression (801) adaptée à toute la gamme de formats de carton - des moyens réglables pour assurer la fermeture des rabats inférieurs du carton et la rigidité du fond du carton pendant le remplissage de celui-ci - un dispositif à poste fixe pour déposer des points de colle sur deux rabats inférieurs présentés par le robot; et - des moyens réglables pour assurer l'ouverture des rabats supérieurs du carton pour le remplissage de celui-ci, tout en prenant en compte différents formats de carton le carton étant stocké à plat sur champ dans le magasin à cartons pour être saisi par le robot et présenté à une branche de l'équerre, cette équerre exerçant ensuite une première dépression sur une grande face latérale du carton pour la maintenir en position de référence, puis une seconde dépression sur la face latérale du carton adjacente à celle qui est déjà positionnée, et amenée en contact avec l'autre branche de l'équerre par une rotation décrite par le robot, pour ouvrir et maintenir le carton en position de référence avant la fermeture des rabats inférieurs et l'ouverture des rabats supérieurs du carton. 5. Poste robotisé et flexible suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens réglables de fermeture des rabats inférieurs du carton sont constitués par un ensemble (802) de poussoirs et de tables mobiles. 6. Poste robotisé et flexible suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens réglables d'ouverture des rabats supérieurs du carton sont constitués par des ventouses à soufflets(803) dont le positionnement est réglable au moyen de vérins. 7. Poste robotisé et flexible suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le robot utilisé pour le formage de cartons est un robot(6) six axes qui assure également la fonction d'encartonnage des assemblages de lots constitués. 8. Poste robotisé et flexible suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il repose entièrement sur une plate-forme mobile composée d'au moins une palette (10, 12). 9. Poste robotisé et flexible suivant l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que le magasin (4) à cartons est rempli par l'arrière de cartons plats posés sur la tranche, empilés de façon sensiblement horizontale dans une équerre assurant la flexibilité du magasin pour différents formats de carton. 10. Poste robotisé et flexible suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérise en ce que les préhensions des lots d'articles équipant le robot six axes (6) sont constituées par des boîtes à air équi puées de plaques perforées, et reliées chacune par une gaine à une turbine.