Brevet FR2608568A1 — publié le 19880624

"PROCEDE ET DISPOSITIF POUR AMENER UN ELEMENT TRANSPORTEUR EN UNE POSITION DONNEE La présente invention a trait à un procédé pour amener l'élément porteur de charges d'un véhicule de manutention à grande hauteur de levage en une position donnée par rapport un point donné, ledit véhicule étant du genre destiné à manutentionner des marchandises dans un entrepôt de grande hauteur, de préférence automatisé, comportant des structures de grande hauteur équipées de rayonnages ou de supports de palettes portés par des poteaux verticaux ou par des montants analogues, procédé dans lequel l'amplitude du mouvement latéral ou horizontal de l'élément porteur de charges le long des structures portant les rayonnages ou les supports de palettes est mesurée au moyen d'un dispositif mesureur de distance, des coordonnées prédéterminées sur la structure portant les rayon- nages ou les supports de palettes étant détectées au moyen de capteurs. L'invention a trait en outre à un arrangement d'appareil- lage et de dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé. Des véhicules ou machines du genre précité sont le plus souvent complètement automatiques et dépourvus de conducteur, et n'exigent pas une attention ou une surveillance constante. Ceci implique que le système de commande au moyen duquel le véhicule est guidé sur la position correcte devant un comparti- ment de rayonnage ou un emplacement de palette,o un chargement de marchandises doit être déposé ou repris,doit avoir une grande fiabilité. Dans un système connu le parcours du véhicule est mesuré précisément à l'aide de dispositifs de mesure purement mécaniques comportant une roue dentée montée sur le chassis du véhicule et une crémaillière située sur le plancher de la voie sur laquelle circule le véhicule. Mais quand il y a lieu d'agrandir de telles installations de stockage, ce système connu devient proportionnellement plus coûteux en ce qui concerne sa construction mécanique tout autant que son entretien. En outre, le système est relative- ment lent. Un autre système connu de ce genre pour position- ner un véhicule fonctionne à l'aide d'un compteur d'impulsiors ou dispositif analogue relié à un axe de roue du véhicule, tel qu'un chariot ou une grue, et qui aide à calculer la position approximative d'un compartiment de rayonnage, après quoi l'élément porteur de charges est amené en une position précise par rapport au compartiment de rayonnage ou à l'em- placement de palette, à l'aide de marques prévues sur chaque rayonnage ou emplacement de palette, ces marques étant détectées par exemple au moyen d'une photocellule montée sur l'élément porteur de charges. Ce système permet au véhicule de manutention d'être amené à une vitesse relativement grande sur une position très proche de l'emplacement destiné à recevoir une palette. Le réglage fin ultérieurementnécessaire de la position de l'élément porteur de charge prend toutefois plus de temps, étant donné qu'il faut chercher et détecter les marques sur un parcours relativement long, afin de compenser un défaut d'alignement vertical des rayonnages ou des montants, ou un bombement ou une inclinaison vers l'extérieur ou sur un côté. Actuellement, ces marques sont normalement réalisées sous la forme de rubans réfléchissants. Etant donné qu'un entrepôt moderne peut contenir jusqu'à 30 000 à 40 000 emplace- ments de palettes, le coût du marquage de chaque emplacement de palette au moyen de ce genre de ruban peut devenir très coûteux. En outre, le ruban peut s'encrasser ou se détacher, ce qui provoque des interruptions du fonctionnement. Un objectif de l'invention est donc de réaliser un procédé et un dispositif pour amener l'élément porteur de charges d'un véhicule de manutention en une position donnée par rapport à un emplacement déterminé, d'une manière permet- tant au véhicule de fonctionner indépendamment des marques apposées sur les emplacements de palettes. Un autre objectif est de permettre de faire automatiquement des réglages fins de la position de l'élément porteur pour répondre à des déplacements permanents ou temporaires dans les structures supportant les rayonnages ou les supports de palettes. Un troisième objectif est de permettre d'accroître la vitesse d'un cycle de transport sans sacrifier la fiabilité du système de positionnement de l'élément porteur de charge. D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront dans la suite de la description. Ces objectifs sont réalisés grâce aux caractéristiques énoncées dans les revendications qui suivront. L'invention repose sur l'idée que, s'il est possible de se dispenser d'utiliser des marques du type comportant des rubans réfléchissants, ou analogues, sur chaque casier ou sur chaque emplacement de palette, alors il doit être possible de faire des calculs pour compenser des défauts d'alignement des montants soutenant les rayonnages ou les emplacements de palettes, ou pour compenser un bombement vers l'extérieur ou une inclinaison latérale des montants. A défaut de ce moyen de compensation, il y a un risque de faire des erreurs de position pouvant endommager aussi bien le véhicule transporteur (machine) que les marchandises. Ces problèmes deviendront, bien entendu, graduellement plus graves à mesure qu'on augmen- tera la taille des entrepôts. Certaines installations actuelles ont déjà des hauteurs de rayonnages de l'ordre de à 30 m, et on s'attend pour l'avenir à des hauteurs encore plus grandes. Il est pratiquement impossible de construire un ensemble de rayonnages susceptible d'être monté en position vraiment verticale. Par exemple, la présence de petites inégalités de niveau du sol sur lequel est montée l'installa- tion de stockage peut entraîner des écarts importants par rapport à la verticale, dans le cas de structures de grande hauteur. De plus, la charge varie souvent d'un casier à l'autre et sur l'ensemble du rayonnage. En même temps, il est très souhaitable de pouvoir utiliser à plein tout l'espace de stockage disponible, dans toute la mesure raisonnable, ce qui implique que les palettes et leurs chargements soient placées aussi près que possible l'une de l'autre. Tout ceci entraîne la nécessité d'avoir une tolérance d'environ + 5 mm, même quand on pose des palettes d'une tonne à une hauteur de mètres au dessus du sol. Le mouvement vertical du rayonnage portant les palettes est nettement moindre que le mouvement horizontal ou latéral mentionné précédemment, et on a également trouvé tout à fait possible de réaliser le réglage vertical à l'aide de techniques connues. Par exemple, il est possible d'utiliser une techn4ue simple de mesure de distance, avec l'aide, si on le désire, de moyens d'étalonnage à un ou plusieurs niveaux. Selon l'invention, les surfaces frontales des rayonnages respectifs ou des emplacements respectifs de palettes sont munis de points de repère qui forment ensemble un système de coordonnées, les positions de ces points étant enregistrées et comparées avec la position de points fixes de référence situés près du plancher de l'installation de stockage. La position respective des points ou des marques est détectée à l'aide de capteurs, tels que des photocellules, portés sur le véhicule de manutention. Les positions détectées sont enregis- trées dans un ordinateur qui calcule les différences de position entre les points fixes de référence et les points de repère ou de coordonnées respectifs situés immédiatement au dessus de ces points fixes. Ces différences sont conservées de manière commode dans la mémoire de l'ordinateur, et, étant donné que les montants sont fermement reliés l'un à l'autre par des traverses, les positions de casiers différents entre eux pourront être calculées par interpolation. De préférence, ce calcul ne sera exécuté qu'au moment o l'ordinateur reçoit un ordre spécifique de mouvement. Grâce à ce stockage d'infor- mation dans la mémoire de l'ordinateur, la détection des points de repère pourra être contrôlée à des moments o l'installation de stockage n'est pas utilisée ou n'est utilisée que dans une mesure réduite, par exemple pendant la nuit. On peut également faire détecter par le capteur des points de repère devant lesquels il passe au cours de différents cycles de transport, ce qui permet de mettre à jour continuellement les différences de position précitées. Selon une autre forme préférée de mise en oeuvre de l'inven- tion, un premier capteur est monté en position fixe sur la partie inférieure du véhicule pour détecter les points fixes de référence, tandis qu'un deuxième capteur est monté sur l'élément mobile élévateur de charge pour détecter les points de repère ou de mesure. Les capteurs sont disposés l'un au dessus de l'autre et permettent d'exécuter les calculs de différences précités d'une manière rapide et fiable. Les points de repère sont de préférence disposés de manière à former un réseau en losanges sur la façade des rayonnages, de préférence à un espacement équidistant dans le sens vertical comme dans le sens horizontal. Etant donné que les montants sont reliés entre eux de manière rigide, il sera souvent non- -nécessaire de poser un point de repère sur chaque montant. Selon la construction de la structure de rayonnage en cause, et selon les diverses exigences de précision imposées au système, un espacement convenable entre les réflecteurs pourra être de 5 - 15 m, et afin d'obtenir une répartition uniforme des points de repère, les points de repère de deux montants consécutifs sont de préférence décalés verticalement d'une distance égale à la moitié de la distance entre deux points de repère adjacents sur un même montant. En respectant ces conditions, il est possible de desservir 100 - 500 emplacements de palettes avec un seul réflecteur, ce qui peut se comparer aux installations de stockage actuelles o chaque réflecteur ne dessert qu'un seul emplacement de palette. Une forme de mise en oeuvre de l'invention va mainten- ant être décrite plus en détail en se référant au dessin annexé, dans lequel: la Figure 1 est une vue latérale de la face antérieure d'un ensemble de rayonnages ou de casiers à palettes, munie de marqueurs de position selon l'invention, et la Figure 2 est une vue latérale schématique d'un véhi- cule de manutention muni de capteurs conformément à l'inven- tion. L'invention est principalement destinée à être appliquée à des systèmes automatiques de manutention, dans lesquels des marchandises doivent être placées en des emplacements de stockage à grande hauteur. Par conséquent, le transporteur de marchandises de la forme de réalisation représentée au dessin a la forme d'une grue sur rails 11. La grue de manu- tention comporte un chassis 12 sur lequel est monté, de manière classique, un mât vertical 13 de grande hauteur, ce chassis reposant sur des roues 14. Un élément 15 porteur de charge est équipé d'une fourche télescopique 16 et est disposé pour se mouvoir le long du mât 13, d'une manière connue appropriée. Un premier capteur 17 est monté sur une partie basse du trans- porteur, et un deuxième capteur 18 est monté sur l'élément porteur 15. Les deux capteurs sont situés verticalement l'un au dessus de l'autre et pourront commodément être constitués par des cellules photoélectriques, des caméras électroniques ou autres instruments analogues. Dans la forme de réalisation représentée, le premier capteur 17 est monté fixe sur lechassis 12, tandis que le deuxième capteur 18 est monté de manière à se mouvoir selon une ligne verticale passant par le capteur fixe 17. Les capteurs sont destinés à détecter divers marqueurs de position 19 sur les surfaces frontales des divers rayonnages ou des éléments de charpente soutenant ces rayonnages. Les mar- queurs sont de préférence apposés sur les montants 20 des rayonnages ou tout au moins sur des éléments fermement reliés à ces montants, p.ex. sur les traverses 21 s'étendant entre ces montants. Les marqueurs seront de préférence constitués par des dispositifs réfléchissants, p.ex. des bandes de ruban adhésif réfléchissant collées sur les montants ou sur les traverses. Autrement, il est possible d'utiliser les mont- ants eux-mêmes, ou d'autres parties appropriées de la structure des rayonnages, comme points de repère pour être détectés par les capteurs 17, 18. Bien que les marqueurs 19 puissent être apposés sur chaque montant, ou incorporés à ceux-ci, comme dans le cas de la forme de réalisation repré- sentée, il est plus commode de donner aux marqueurs un plus grand espacement entre eux, dans la mesure indiquée précédem- ment, de telle sorte que certains montants seront dépourvus de marqueurs. Les marqueurs représentés sont divisés en marques ou points de référence 22 situés près du plancher, et des marqueurs ou points de repère, situés à des espacements donnés le long des montants. Ainsi, les points de référence 22 sont détectés par le capteur fixe 17, tandis que les mar- queurs de repérage 23 sont explorés et détectés par le capteur mobile 18. Chaque paire de montants 20 adjacents peut encadrer un ou plusieurs casiers ou emplacements de palettes 24. Un dispositif mesureur de distance 25, du type à comptage d'im- pulsions)est relié à un des axes de roues du chassis 12 et sert à mesurer la distance parcourue par la grue sur rail ou par le transporteur, à partir d'un point de départ donné. Dans ce cas, les marqueurs de référence 22 peuvent être utilisés aux fins d'étalonnage. Il sera décrit ci-après un procédé qui pourra être appliqué avantageusement pour programmer l'ordinateur ou autre appareil de traitement de données nécessaire, et pour manuten- tionner les marchandises concernées. Lors de la mise à jour des différences introduites en mémoire, le transporteur de marchandises 11 reçoit l'ordre de se déplacer le long d'un passage, avec l'élément porteur de charge réglé à une hauteur donnée au dessus du plancher. Au cours du mouvement de trans- lation du transporteur, les marques de référence 22 sont détectées par le premier capteur 17,et les marques de repérage 23,situées au niveau de hauteur sur lequel est réglé le deuxi- ème capteur 18,sont détectées par ce dernier. La détection ou l'exploration des marques 22, 23 peut se faire sans arrêter le transporteur aux marques de repère respectives, bien qu'on puisse trouver commode d'introduire un dispositif permettant de ralentir légèrement la marche du transporteur aux emplacements respectifs des marques de repérage. Un ordinateur, ou un microprocesseur ou dispositif analogue, convenablement situé en communication avec le transporteur 11, calcue les différences latérales entre la valeur détectée à partir du premier capteur stationnaire 17 et celle du deuxi- eme capteur 18 sur l'élément porteur de charge. Ces différ- ences sont alors introduites et conservées dans la mémoire de l'ordinateur. Le transporteur reçoit ensuite l'ordre de répéter la même procédure, le long du niveau suivant des marques de repérage, et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes les marques aient été détectées et enregistrées. Ainsi, l'ordinateur reçoit de l'information concernant les emplace- ments effectivement disponibles dans le système de rayonnages. Quand le transporteur reçoit l'ordre de prélever ou de déposer des marchandises dans un emplacement de palette donné 24, l'ordinateur calcule tout d'abord la position réelle de l'emplacement de palette ou du compartiment, d'après les différences précitées enregistrées dans sa mémoire, ce qui permet au transporteur d'être conduit directement au comparti- ment ou à l'emplacement de palette concerné, sans être retardé par la nécessité de rechercher ce compartiment ou cet emplace- ment. Ainsi, le transporteur pourra être conduit à pleine vitesse jusqu'à ce qu'il atteigne presque le compartiment en question, ce qui réduit au minimum la distance de freinage nécessaire. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé pour amener un élément porteur de charges (15) en une position donnée, cet élément porteur de charges fai- sant partie d'un véhicule (11) de manutention à grande hauteur de levée, du genre destiné à transporter des marchan- dises dans une installation de stockage à grande hauteur, de préférence automatisée, comprenant des structures de rayon- nages formées de compartiments (24) portés par des montants (20), procédé dans lequel le mouvement horizontal de l'élément porteur de charges le long des rayons de stockage est mesuré à l'aide d'un dispositif de mesure de distance (25) et dans le quel des marques de position (19) sur les structures de rayonnages sont détectées par des capteurs (17, 18), c a r a c t é r i s é en ce que les marques de position ont la forme de points de référence (22) situés près du niveau du plancher et de points de repérage (23) situés à une ou plusi- eurs positions en hauteur au dessus des points de référence respectifs, et sont détectées par un capteur respectif (17,18); en ce que les différences de positions entre lesdits points de référence et points de repérage sont calculées; et en ce que la localisation d'un compartiment (24) donné du rayonnage est calculée à l'aide des dites différences de position, demanière à tenir compte de tout défaut d'alignement ou de toute distor- tion des montants (20) vers l'extérieur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différences de positions ou les positions calculées des points de repérage (23) sont conservées dans une mémoire d'ordinateur, et en ce que les points de repérage (23) et les points de référence (22) sont détectés à des moments librement choisis, de préférence quand l'élément porteur de charges n'est pas en service pour le transport de marchandises. 3. Dispositif pour amener en une position donnée un élément porteur de charges (15) d'un véhicule (11) de manutention à grande hauteur de levée, ledit véhicule étant du genre destiné à transporter des marchandises dans une installation de stockage à grande hauteur, de préférence automatisée, compre- nant des structures de rayonnages de stockage ayant des compartiments (24) portés par des montants (20), ce véhicule étant équipé d'un dispositif de mesure de distance (25) pour mesurer la distance parcourue horizontalement par l'élément porteur de charges le long des structures de rayonnages, et de capteurs (17, 18) pour détecter des marques de position (19) sur les structures de rayonnages, c a r a c t é r i s é en ce que les marques de position comprennent des points de référence (22) situés près du niveau du plancher, et un ou plusieurs points de repérage (23) situés à espacements donnés entre eux au dessus de points de référence (22) respectifs; en ce que le capteur (17, 18) est destiné à enregistrer la position des points (22, 23); et en ce qu'un ordinateur est programmé pour calculer les différences horizontales entre les positions des points de référence (22) respectifs et celles des points de repérage (23) situés au dessus de ceux-ci, et pour commander, d'après ces calculs, le mouvement horizontal du véhicule le long des structures de rayonnages, de manière à tenir compte de tout défaut éventuel d'alignement ou de tout fléchissement des montants vers l'extérieur lors de la mise en position de l'élément porteur de charges devant un compartiment donné du rayonnage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ordinateur est programmé pour conserver en mémoire les différences ou les valeurs absolues calculées des points de repérage (23), de manière à permettre d'effectuer à tout moment voulu la détection des positions des points de repérage. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'ordinateur est programmé pour calculer la position d'un compartiment (24) particulier du rayonnage avant chaque cycle de manutention. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à , caractérisé en ce qu'un premier capteur (17) est monté à poste fixe sur la partie basse du véhicule dans le but de détecter les points de référence (22); et en ce qu'un deuxième capteur est monté sur l'élément porteur de charges (15) en un emplacement au dessus du premier capteur dans le but de détecter les points de repérage (23). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les points de référence et les points de repérage comprennent des dispositifs réfléchissants sur des éléments des montants; et en ce que les capteurs sont constitués par des cellules photoélectriques, des caméras ou des dispositifs analogues. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que les points de repérage (23) sont situés, les uns par rapport aux autres, de manière à former un réseau en losanges sur la face antérieure des structures de rayonnages. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les points de repérage (23) pour deux montants consécutifs ayant des points de repérage sont décalés verticalement d'une distance égale à la moitié de la distance entre deux points de repérage adjacents entre eux sur un même montant. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les points de repérage (23) ont entre eux un espacement de 5 à 15 mètres.