Brevet FR2581629A1 — publié le 19861114

4.. SYSTEME D'ALIMENTATION AUTOMATISE POUR DELIVRER DES MATERIAUX DE PRODUCTION ET/OU D'EMPAQUETAGE A DES CHAINES DE FABRICATION A PARTIR D'UN STOCK La présente invention concerne un système d'alimentation automatisé pour délivrer des matériaux de production et/ou d'empaquetage à des chaînes de fabrication à partir d'un stock. En particulier, la présente invention concerne un système d'alimentation automatisé pour délivrer des matériaux d'emballage (rouleaux de papier et/ou d'un matériau transparent ou piles de carton préformé) à des chaînes de fabrication et/ou d'empaquetage (de manière appropriée,à deschaines de fabrication et d'empaquetage de cigarettes). On sait que des chaînes de fabrication comprennent un certain nombre de machines de travail, dont certaines, au moins, doivent être alimentées périodiquement en matériaux de production et/ou d'empaquetage destinés aux produits fabriqués sur la chaîne. Compte tenu du fait que prévoir un stock spécifique pour chaque machine de travail comporte de nombreux inconvénients, par exemple, encombrement de la zone proche de la machine, obstacle à l'approvisionnement des différents stocks destinés aux machines et, dans le cas d'une alimentation automatisée de chaque machine à partir du stock correspondant, coût d'installation considérable dû au fait que chaque machine possède son propre système de chargement automatique, un certain nombre de systèmes d'alimentation automatisés ont été proposés pour délivrer lesdits matériaux de production et/ou d'empaquetage auxdites chaînes de fabrication. Cependant, ces systèmes peuvent comporter de nombreux inconvénients en termes de capacité et de souplesse d'alimentation, en particulier dans les cas o la chaîne est alimentée en matériaux présentant une assez grande variété, ou lorsque la zone de stockage est située à une distance assez importante, allant même, par exemple, jusqu'à un kilomètre,de la zone de la chaîne de fabrication. Le but de la présente invention est de proposer un système d'alimentation automatisé pour délivrer des matériaux de production et/ou d'empaquetage à des chaînes de fabrication, ce système constituant un perfectionnement par rapport à des systèmes d'alimentation automatisés antérieurs et permettant de pallier aux inconvénients susmentionnés, tout en offrant des avantages importants en termes de -2- capacité et de souplesse de fonctionnement entièrement automatique. Dans ce but, il est proposé, selon la présente invention, un système d'alimentation automatisé pour délivrer des matériaux de production et/ou d'empaquetage à des chaînes de fabrication, ledit système comportant des moyens pour stocker lesdits matériaux; des moyens de guidage pour permettre le déplacement de moyens mobiles entre ledit stock et lesdit chaînes de fabrication, lesdits moyens de guidage définissant des voies parcourues sélectivement, en fonctionnement, par lesdits moyens mobiles pour transporter et délivrer lesdits matériaux auxdites chaines de fabrication; et des moyens informatiques pour commander la position et le fonctionnement des moyens mobiles; caractérisé en ce qu'un certain nombre desdits moyens mobiles possèdent une alimentation électrique indépendante et sont conçus pour alimenter des éléments formant bras de manipulation reliés au moins temporairement auxdits moyens mobiles. La présente invention va être décrite à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente une vue en plan schématique d'un système d'alimentation automatisé conformément aux enseignements de la présente invention; la Figure 2 représente une vue en perspective du stock prévu dansle système automatisé représenté sur la Figure 1; les Figures 3 et 4 représentent respectivement des vues latérale et en plan d'un chariot de transport de matériaux relié à un élément formant bras de manipulation utilisé dans le système d'alimentation automatisé représenté sur la Figure 1; Sur la Figure 1, la référence 1 désigne un certain nombre de chaînes de fabrication disposées dans une zone de fabrication 2 reliée, par l'intermédiaire d'une voie 3,à unezone de stockage 4 qui peut être située à une distance relativement importantepar exemple, quelques centaines de mètres ou même quelques kilomètres, de la zone de fabrication 2. Dans le cas o lesdites chaînes de fabrication 1 sont des chaînes de fabrication et d'empaquetage de cigarettes, chaque chaîne 1 comporte, se succédant les uns aux autres, une machine à confectionner des cigarettes, une machine d'assemblage de filtres, un dispositif de transport et de regroupement, et une machine d'empaquetage, dont la 258 1629 -3- sortie est reliée, par l'intermédiaire d'un convoyeur, à une machine destinée à appliquer une enveloppe en Cellophane et à une machine qui, ultérieurement, fait des boites. Les sorties de différentes machines à faire des boîtes sont reliées, par l'intermédiaire de convoyeurs, à une machine d'encartonnage destinée à former des cartons contenant un certain nombres de boltes de cigarettes. Chaque machine à confectionner des cigarettes doit être alimentée en rouleaux de papier dans lequel le tabac est enveloppé pour former les cigarettes; chaque machine d'assemblage de filtres doit être alimentée en rouleaux de bandes de papier pour assembler les filtres aux cigarettes; chaque machine d'empaquetage doit être alimentée en rouleaux de papier métallisé pour empaqueter les cigarettes, en rouleaux d'étiquettes en papier imprimées pour envelopper les paquets constitués par le papier métallisé, et (éventuellement) en rouleaux de vignettes de monopole d'état. Si les machines d'empaquetage sont conçues pour fabriquer des paquets durs, lesdits rouleaux d'étiquettes sont remplacés par des rouleaux de carton pour former la manchette, et des piles de carton préformé pour confectionner les paquets durs. Chaque machine à appliquer l'enveloppe de Cellophane doit être alimentée en rouleaux de matériau transparent pour envelopper les paquets, et en rouleaux de bandes à détacher pour ouvrir en la déchirant l'enveloppe formée par ledit matériau transparent. Chaque machine a faire des boites doit être alimentée en piles de carton préformé pour former des boites contenant les paquets, tandis que chaque machine ad'encartonnage doit être alimentée en piles de carton préformé. Comme le montre plus clairement la Figure 2, le stock 4 possède un stock principal 5 comportant un certain nombre d'éléments verticaux 6 pourvus de compartiments 7, chaque compartiment 7 contenant respectivement un type de matériau d'emballage destiné à une machine correspondante de la chaîne de fabrication qui a déjà été décrite. Comme illustré sur la Figure 1, des éléments de préhension automatiques 8 se déplacent entre les éléments 6 le long d'axes cartésiens horizontaux et verticaux et avecla possibilité de tourner autour de leurs axes verticaux. A l'aide de signaux de commande provenant -4- de moyens informatiques comprenant une unité centrale de traitement 9 située dans la zone de fabrication 2, lesdits éléments 8 retirent automatiquement de chaque compartiment spécifique 7 un groupe homogène 11 desaits matériaux, lesquels, pour plus de commodité, se présentent sous la forme de rouleaux ou de piles de carton préformé,etqui sont plaés à l'exterif des éléments 6 d'o ils sont ramassés automatiquement par des chariots 12, également commandés par l'unité centrale de traitement 9, qui transportent lesdits groupes 11, disposés de manière pratique sur une base support, le long de rangées 14 d'un stock provisoire 15 contigu au stock principal 5. Entre les rangées 14 du stock 15, sont prévus des moyens de guidage constitués de pistes magnétiques 16 qui, outre le fait qu'elles guident les chariots 12, guident également des moyens mobiles constitués de chariots 18 qui sont chargés, comme il sera décrit ultérieurement, par un élément mobile 19 muni d'un bras de manipulation (robot) 20, pour ensuite transporter les matériaux depuis la zone de stockage 4 jusqu'à la zone de fabrication 2 le long de la voie 3. Ledit élément mobile 19 se déplace en permanence dans les limites du stock provisoire 15 et peut être raccordé automatiquement au chariot 18 par lequel il est alimenté électriquement. Comme le montre la Figure 1, la zone de fabrication 2 est également pourvue de pistes magnétiques 16 définissant des voies d'accès aux différentes chaînes de fabrication 1, en vue d'un acheminement sélectif ces chariots i8. Dans ladite zone de fabrication 2, circule également, de façon permanente à l'intérieur des limites de la zone 2, un élément mobile formant bras de manipulation 19' semblable à l'élément mobile 19 qui se trouve dans le stock 15. Si la voie 3 n'est pas très longue, lesdits chariots 18 peuvent être remplacés par un chariot 18' (Figures 3 et 4)lequel, outre qu'il comporte une plateforme de chargement 22, est équipé en permanence d'un bras de manipulation 20, qui, comme illustré sur les Figures 3 et 4, présente, d'une manière connue, une plateforme support 23 sur laquelle peut tourner, autour de l'axe vertical, une tourelle 24, ladite tourelle 24 étant équipée d'un premier bras mobile 26 monté sur un arbre horizontal 25 et pourvu, au moyen d'un arbre 27, au niveau de son extrémité supérieure, d'un -5- second bras mobile 28 ayant, au niveau de son extrémité,une tête de manipulation 30 raccordée au moyen d'un arbre horizontal 29 et munie de manière commode de moyens de préhension connus. Le chariot 18' est équipé de moyens limiteurs de sécurité définissant le rayon d'action autorisé du bras de manipulation 20. En termes plus détaillés, lesdits moyens de sécurité sont constitués par des commutateurs miniatures 32 disposés de manière appropriée sur la tourelle 24 et le bras mobile 28. En outre, le périmètre du chariot 18' est pourvu de tiges verticales 33 qui sont également munies de manière appropriée de commutateurs miniatures et qui, si elles sont heurtées par le bras de manipulation 20, provoquent l'arrêt dudit bras de manipulation 20 sur unebutée de sécurité. De même, lors du chargement et du déchargement de matériaux sur et à partir de la plateforme de chargement 22 et lors de leur délivrance ultérieure aux chaînes de fabrication 1, la tête de manipulation 30 du bras de manipulation 20 ne peut se mouvoir que dans les limites de la plateforme de chargement 22, et dans les limites d'une zone faisant saillie vers l'extérieur 34 (représentée en pointillés sur la Figure 4) définie par l'emplacement desdits commutateurs miniatures. Dans le but d'améliorer encore la sécurité de fonctionnement du bras 20, la plateforme 23 est munie d'un commutateur 36, lequel doit, pour permettre le déplacement du chariot 18', être maintenu en position enfoncée par la tête de manipulation 30 du bras 20, assurant ainsi que, pendant le déplacement du chariot 18', le bras de manipulation 20 est en position de retrait. Le chariot 18' (ainsi que le chariot 18) est pourvu d'une alimentation électrique indépendante constituée par une batterie d'alimentation 40, laquelle alimente également les moteurs qui commandent le bras de manipulation 20. L'unité centrale de traitement et de commande9,qui comprend ces mémoires morte (ROM) et à accès sélectif (RAM), commande le prélèvement, par des éléments de préhension 8, de différents types ce matériaux (différents types de rouleaux et de piles de carton préformé) à partir des différents compartiments 7 des éléments verticaux 6 du stock principal 5, lesquels matériaux sont -6- disposés à l'entrée du stock 5 en groupes homogènes 11 et, à l'aide de l'unité de commande automatique 9 et des chariots 12, sont placés dans les rangées 14 du stock provisoire 15. Lorsqu'un chariot 18 entre dans le stock provisoire 15, il est guidé le long des pistes 16 par l'unité centrale de traitement 9 et accroché temporairement à un élément mobile 19 pourvu d'un bras de manipulation 20, ledit élément mobile 19 circulant en permanence à l'intérieur du stock 15 et étant positionné le long des rangées 14. Le bras de manipulation 20, qui est également commandé par l'unité centrale de traitement 9, retire des différents groupes homogènes de matériaux 11 un assortiment de différents types desdits rouleaux et piles de carton préformé correspondant à un demande totale moyenne programmée au cours d'une période de temps donnée des chaines de fabrication 1. Ces matériaux sont ensuite chargés sur la plateforme de chargement 22 du chariot 18 par le bras de manipulation 20 qui opère à l'intérieur de la zone de sécurité 34. Une fois chargé, le chariot 18 se déplace automatiquement le long de la voie 3 en direction de la zone de fabrication 2o il est automatiquement accroché à l'élément mobile 19' qui circule en permanence à l'intérieur de ladite zone 2. Contrôlé par l'unité centrale de traitement 9, ledit chariot 18, ainsi que l'élément 19', se dirige, ensuivent les pistes magnétiques 16, vers la cha5ne de fabrication 1 qui a besoin d'être alimentée en matériaux. Après un positionnement précis au chariot 18, par exemple, au moyen de dispositifs à cellules photoélectriques 37, le bras de manipulation 20 est actionné pour décharger du chariot 18 le type de matériau à fournir à la chaîne 1. Les machines desdites chalnes 1 possèdent, de préférence, des détecteurs qui, en plus d'actionner des dispositifs d' alimentation automatiques, par exemple des dispositifs destinés à remplacer automatiquement le rouleau usagé par un rouleau de réserve habituellement monté sur la machine elle-même, transmettent à l'unité centrale de traitement 9 des signaux indiquant l'état d' alimentation desdits matériaux et leur remplacement ultérieur. Une fois les matériaux d' alimentation entièrement déchargés du chariot 18, ledit chariot 18 retourne à la zone de stockage 4. Le nombre de chariots 18 utilisés est directement proportionnel à la longueur de -7- ladite voie 3. Cependant, comme il a déjà été précisé, si la voie 3 est de relativement courte longueur, on peut utiliser un seul chariot 18' pourvu d'un bras de manipulation permanent 20, auquel cas il n'est pas prévu d'éléments mobiles 19 et 19' circulant en permanence dans la zone de stockage 4 et la zone de fabrication 2, et le chariot 18' est chargé par le bras de manipulation 20 dans la zone de stockage provisoire 15 et le tout est acheminé vers la zone de fabrication 2. Pour des raisons de sécurité, la tête de manipulation 30, pendant le transfert dudit chariot 18', actionne le commutateur 36,ce qui permet la mise en marche des moteurs prévus sur le chariot 18' et du bras de manipulation 20. Les avantages du système d'alimentation automatisé selon la présente invention apparaîtront clairement à partir de la description précédente. En particulier, il permet la suppression d'un stock spécifique pour chaque machine prise individuellement, le seul stock 4 pouvant être situé de manière à ne pas gêner le fonctionnement des différentes chaînes de fabrication concernées. De plus, grâce au fait qu'il est prévu un stock principal 5 et un stock provisoire 15, l'approvisionnement en matériaux du stock 5 se fait sans problème, tout en permettant une alimentation très souple des chaînes de fabrication enmatériauxen fonction des besoins spécifiques de chaque cha ne à tout moment. Cette automatisation et cette souplesse de fonctionnement peuvent être considérablement augmentées en adoptant des bras de manipulation 20 (robots) montés sur des éléments mobiles aptes à être accrochés,de façon permanente ou temporaire,à des chariots correspondants transportant des assortiments appropriés de matériaux et alimentant les bras 20. Enfin, le fait de prévoir des dispositifs de sécurité contrôlant un fonctionnement dans toutes les directionsdu bras de manipulation 20 constitue une caractéristique importante. Il apparaîtra de façon évidente à l'homme de l'art que des modifications peuvent être apportées au système décrit ici sans, toutefois,sortir du cadre de la présente invention. On peut, par exemple, 258 1629 -8- prévoir des dispositions différentes de la zone de stockage 4, du bras de manipulation 20 et des chariots 18 et 18'. De même,lesdites chaines de fabrication 1 paeuvent être des chaînes de fabrication et/ou d'empaquetage de produits autres que des cigarettes. 258 1629 -9- REVENDICATIONS 1. Système d'alimentation automatisé pour délivrer des matériaux de production et/ou d'empaquetage (11) à des chaînes de fabrication (1), le- dit système comportant des moyens (4) pour stocker lesdits matériaux (11), des moyens de guidage (16) pour permettre le déplacement de moyens mobiles (18,18') entre ledit stock (4) et lesdites chaînes de fabrication (1), les- dits moyens de guidage (16) définissant des voies parcourues sélectivement, en fonctionnement, par lesdits moyens mobiles (18,18') pour transporter et délivrer lesdits matériaux (11) auxdites chaînes de fabrication (1); et des moyens informatiques (9) pour commander la position et le fonctionnement des moyens mobiles (18,18'), caractérisé en ce qu'un certain nombre desdits moyens mobiles (18,18') possèdent une alimentation électrique indépendante (40) et sont conçus pour alimenter des éléments formant bras de manipula- tion (20) reliés au moins temporairement auxdits moyens mobiles (18,18'). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage (4) comportent un premier stock principal (5) desdits matériaux (11) et un second stock provisoire (4) desdits matériaux (11), ledit système comprenant au moins un élément formant bras de manipu- lation (20) pour retirer les matériaux (11) du stock provisoire (15) et les charger sur lesdits moyens mobiles (18,18'). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le stock principal (5) comporte au moins un élément de stockage vertical (6) pourvu de compartiments (7), et de premiers éléments automatiques (8) se déplaçant le long d'au moins deux axes cartésiens perpendiculaires pour retirer lesdits matériaux (11) desdits compartiments (7). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds éléments automatiques (12) pour transporter lesdits matériaux (11) retirés dudit stock principal (5) jusqu'à des positions respectives, spécifiques à chaque type de matériaux (11), dudit stock pro- visoire (15), lesdits moyens de stockage (4) comprenant un certain nombre de types différents de matériaux (11). 5. Système selon l'une quelconque des revendications préce- dentes, caractérisé en ce que ledit élément formant bras de manipulation (20) se déplace de manière solidaire avec un chariot (18') correspondant desdits moyens mobiles pour transporter lesdits matériaux (11) entre ledit -10- stock (4) et lesdites chalnes de fabrication (1). - 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux éléments (19,19') respective- ment pourvus de bras de manipulation (20), lesdits éléments circulant respectivement en permanence à l'intérieur de la zone du stock provisoire (15) et des chaînes de fabrication (1), et se déplaçant respectivement automatiquement entre un chariot (18) desdits moyens mobiles pour trans- porter lesdits matériaux (11) et entre ledit stock provisoire (15) et lesdites chatnes de fabrication (1). 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un certain nombre desditschariots (18) conçus pour se déplacer, indépendamment desdits éléments (19,19') formant les bras de manipulation (20), entre ledit stock provisoire et lesdites chaînes de fabrication (1). 8. Système selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que ledit élément formant le bras de manipulation (20) possède des moyens (32,33) limitant le rayon d'action dudit bras (20) . 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens limiteurs comprennent des commutateurs miniatures (32,33) actionnés lorsque sont atteintes des positions limites contrôlant le fonctionnement de parties (24,26,28) dudit bras (20). 10. Système selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur (36) conçu pour être actionné en permanence par une tête terminale (30) dudit élément formant le bras de manipulation (20), afin de permettre la mise en marche de moyens contrôlant un déplacement dudit élément. 11. Système selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la distance entre les moyens de stockage (4) et les chaînes de fabrication (1) est relativement longue. 12. Système selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que lesdits matériaux (11) comprennent un cer- tain nombre de types différents de matériaux d'emballage.