Brevet FR2604148A1 — publié le 19880325

DISPOSITIF DE PREHENSION DE CONTROLE DE POSITIONNEMENT ET DE SERRAGE POUR SACS SEMI-RIGIDES THERMO-SOUDABlES DESTINE A ETRE INSERE DANS UN SYSTEME AUTOMATISE DE LIBRE-SERVICE. La présente invention a pour objet un dispositif de préhension, il est particulièrement indiqué pour déplacer d'un poste à l'autre un sac rempli ou en cours de remplissage de produits pulvérulents ou granuleux. I1 convient donc dans une installation de conditionnement dosagepesage de produits vracs dans les grandes surfaces (biscuits, confiseries, farine, riz, céréales, croquettes pour chiens). Le libre-service de produites vracs dans les supermarchés est intéressant car peu coûteux. En effet le client prend en charge la saisie de la poche, le conditionnement et le pesage néanmoins deux inconvénients sont à constater, manque d'hygiène (contact des aliments avec la clientèle) et fraude (le sac est rempli de nouveau après étiquetage). L'installation automatisée dans laquelle est incluse la présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. I1 y a prise en charge totale du sac de sa préhension jusqu'au pesage définitif. Le dispositif selon l'invention a pour but le remplacement de la main humaine par la souplesse, la douceur de préhension et de maintien équilibré du sac. Le sac est relâché en douceur afin d'être déposé sur la balance. L'invention concerne ainsi plus particulièrement un dispositif permettant le guidage, l'ouverture et la tenue du sac, il permet aussi d'effectuer par régulation électro-pneumatique un dosage du desserrage. Une information issue d'un contrôle optique de positionnement atteste de l'immobilité du sac (fin de la chute du sac). Selon l'invention, un dispositif de préhension de tenue et de relâché d'un sac à des fins de manutention de produits pulvérulents ou granuleux comprenant des moyens de déroulage des sacs thermo-soudables prédétachés,des moyens de poussée des sacs prédétachables vers l'organe préhenseur, des moyens de guidage de ces sacs vers l'organe préhenseur, des moyens de serrage du sac, des moyens de soudage du sac, des moyens de détachage du sac, des moyens d'interprétation de signaux optiques émis par des moyens de lecture de ces signaux, des moyens de distribution et de réglage de débit de l'air comprimé des moyens d'alimentation du dispositif en énergie électrique, en énergie pneumatique. Selon une mode de réalisation possible un moteur asynchrone triphasé ou monophasé associé à un moto-réducteur fournit l'énergie mécanique nécessaire pour déplacer les sacs vers l'o rga n e préhenseur. Les moyens de guidage peuvent être réalisés par des pièces de sectisons triangulaires dont deux faces épouseront les pliures réalisées le long des sacs. Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens précédemment énoncés permettront l'ouverture des sacs. Les moyens de serrage du sac pourront être réalisés par un demitore fixe pneumatique ainsi que par deux demi-tores mobiles pneumatiques. Selon un mode de réalisation possible les demi-tores pourront être rapprochés l'un de l'autre par un vérin simple-effet constitué d'une vessie cylindrique montée sur bride. Selon un mode de réalisation les sacs thermo-soudables seront soudés par pressage contre une pièce longitudinale de faible épaisseur et portée à une température suffisante pour réaliser le soudage. Les moyens de détachage des sacs pourront être réalisés par cisaillement. Une lame étant appliquée sur les marques de prédétachage. Selon un mode de réalisation les sacs seront marqués d'anneaux noirs alternants de façon régulière avec des anneaux blancs sur leurs surfaces extérieures. Ces marquages constitueront les reflecteurs ou les non-reflecteurs de la lumière ambiante vers un capteur optique (photo diode). Selon une caractéristique importante de l'invention, les signaux issus de la photo-diode seront utilisés après amplification et mise en forme pour incrémenter un compteur décimal, une image de la vitesse de la chute de la poche sera-ainsi réalisée. Le dispositif de régulation peut décider par comparaison de l'état du compteur avec une bascule monostable de piloter un distributeur pneumatique afin de ralentir le serrage par admission d'air dans le tore pneumatique . L'immobilité de la poche peut aussi être détectée par des signaux émis en amont du compteur au bout d'un temps déterminé par une autre bascule monostable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui fait suite de modes particuliers de réalisation en référence au dessin annexé sur lequel : Nous pouvons observer sur la figure 1, le rouleau de sacs thermosoudables tel qu'il peut être réalisé. Les empreintes de prédétachage (1) permettront d'obtenir par cisaillement la séparation du sac.Les cercles noirs imprimés sur fond blanc (2) donneront une information de positionnement au régulateur, en effet la chute de la poche fera se succéder réflexion ou non-réflexion de la lumière ambiante devant le capteur. Deux pliures parallèles (5) permettent la mise à plat des sacs lorsqu'ils sont enroulés. Des guides de section triangulaires ont tendance à entrouvrir ces pliures et de ce fait à entrouvrir le sac afin qu'il puisse être présenté à l'organe de préhension. La figure 2 nous montre comment peut être réalisée l'ouverture du sac. Le sac (5) tend à s'ouvrir lorsqu'il est soumis à une poussée verticale exercée du bas vers le haut. Les guides (6) dont deux faces épousent la partie interne des pliures réalisent la fonction d'aide à l'ou- verture. Une réalisation possible du régulateur est détaillée par un synoptique sur la figure 4. La cellule photo-diode (1) va transformer les signaux optiques émis par le passage du sac en signaux électriques, ces signaux pour être exploitables devront être amplifiés par l'amplificateur (2) et mis en forme par le trigger de Schmitt (3), un comparateur (4) déterminera le seuil au delà duquel le système doit réagir (sensibilité à la lumière ambiante). Lorsque le sac est en mouvement, les signaux émis par le comparateur deviennent des impulsions. Il est alors possible d'incrémenter un compteur décimal. Une piste d'un double commutateur rotatif (12) permettra de prélever sur une sortie le signal qui viendra en comparaison de la bascule monostable. Si, il y a présence d'une impulsion pendant la durée de la temporisation (bascule monostable redéclenchable) une impulsion sera émise vers l'électrovanne (10) via un circuit d'interface (9). Si aucune impulsion n'a été présente durant ce laps de temps l'électro- vanne ne sera pas excitée. La deuxième piste du commutateur rotatif (11) sera utilisée pour réinitialiser le compteur et la temporisation. Il sera positionné automatiquement une position après la première piste (12) (1ère piste du commutateur rotatif sur la 5ème sortie1 la deuxième piste sera sur la 6ème sortie). Ainsi on reinitialise compteur et bascule après que l'information utile ait été prélevée sur la sortie pointée par la première piste (12). Compteur (6) et monostable (7) sont initialisés dès le départ dy cycle de desserrage via les bascules anti-rebonds (5), ils peuvent l'hêtre ensuite par la sortie du compteur (piste 12). Une information poche immobile (fin du cycle) peut être obtenue. En effet chaque impulsion issue de l'entrée horloge du compteur déclenche une temporisation (13), cette temporisation est une bascule monostable redéclenchable, un signal n'en sera issu que lorsqu'aucune impulsion ne sera venue le déclencher en cours de temporisation. Si aucune impulsion ntest présente en amont de cette temporisation après son déclenchement, elle deviendra active au bout d'un temps T2, positionnera la bascule D qui excitera le relais (16) via l'interface (15). Cette information signalera la fin du cycle de desserrage et autorisera le cycle suivant. On réalise ainsi un régulateur de vitesse, les valeurs de consigne pouvant être soit le commutateur (12) (sélection sur les sorties du compteur) soit le potentiomètre (17). La figure 3 est un diagramme des phases, elle vient en appui de la figure 4 - en (1) sont représentés les signaux avant mise en forme - en (2) les signaux mis en forme - en (3) les signaux RAZ - en (4) la temporisation de comparaison - en (5) la sortie issue du commutateur piste 12 - en (6) la sortie issue du commutateur piste 11 (RAZ) - en (7) le pilotage de I'électrovanne - en (8) la temporisation de fin de cycle - en (9) le signal de fin de cycle La figure 5 est une vue schématique du dispositif de maintien du sac tel qu'il est possible de le réaliser. Les opérations suivantes se succèdent alors -: Electrovanne du distributeur (13) alimenté, l'air est évacué du vérin (12) via le régleur de débit (14), le sac est alors enserré-par (1), l'électrovanne du distributeur (11) est alors excitée, l'air est admis dans la chambre du tore (3) via le clapet anti-retour (13) puis le gonfla- ge des demi-tores (2) sera effectué par le distributeur (10) via le clapet anti-retour (15). On pourra si on le désire insérer un régulateur de pression dans le circuit pneumatique de façon à moduler le serrage en fonction de la charge à supporter. Lors du desserrage, l'électrovanne du distributeur (11) sera désexcitée, ce qui aura pour but d'évacuer l'air contenu dans le tore fixe (3).Le régulateur électropneumatique aura été autorisé à faire son office dès le début du cycle de désserrage, la chute du sac est alors contrôlée et au besoin limitée en vitesse. La fin de chute du sac est détectée par le capteur optique et son électronique associée (sac immobile), simultanément les distributeurs (10) et (13) cessent alors d'être pilotés.. Le sac est alors totalement relâché. Selon une réalisation préférentielle, on pourra gérer la télécommande de la présente invention en logique câblée figure (9) et combinatoire ou séquentielle ou encore en logique programmé (microproces seur > . La figure 6 représente l'organigramme du cycle de desserrage. Le dispositif selon l'invention est représenté dans son intégralité sur la figure 7. Les sacs thermo-soudables et prédécoupés sont déroulés de (14) par le moteur (11), les guides (19) assurent la tenue verticale du sac et l'aide à l'ouverture. Le dispositif (17) assurera le soudage et la séparation du sac du restant du rouleau. Le support de tore fixe (4) par son prolongement en tronc de cône parfaira l'ouverture du sac lors de l'avancée de celui-ci. Le support de tore est solidaire de la ceinture (15) par (22). Un logement a été percé dans la pièce (20) de façon à permettre une prise du dispositif. La tige (6) est munie à cet effet d'une boule, une traction verticale de bas en haut oblige donc à partir d'une certaine course à rendre solidaire le dispositif selon l'invention avec son support (6), ce support pouvant être la tige d'un vérin.Pour déplacer le dispositif selon l'invention au-dessous des containers distributeurs de denrées ou produits; il suffira que ce vérin soit fixé sur un chariot mobile. Départ du cycle au-dessus du rouleau de sacs translation pour positionner le sac sous le container concerné, translation à nouveau vers le poste de pesage afin de relâcher la poche sur la balance. Selon un mode de réalisation possible le capteur (21) peut se déplacer selon la longueur de la lumière effectuée sur le support (7) de façon à être appliqué sur le sac lors de la lecture. La pression pourra être exercée par le ressort (24). En (5) deux capteurs de force (jauges de contraintes) peuvent délivrer si besoin est, une information de poids vers une unité de dosage-pesage. En effet lorsque le dispositif est sous un poste de remplissage il pourra être posé sur deux sabots. Les jauges de contraintes délivreront donc un signal analogique proportionnel à la pression exercée sur ces sabots. Selon une variante possible, les contenants à saisir peuvent ne pas être des sacs semi-rigides thermo-soudables et prédécoupés. En effet tous les contenants rigides de forme cylindrique peuvent être saisis dès lors- qutils auront été marqués sur leurs surfaces extérieu- res d'anneaux noirs alternants avec des anneaux blancs Nous pouvons aisément imaginer la préhension, la tenue et le lâché progressif de bidons cartonnés ou métalliques, de contenants cylindriques en verre pour le remplissage de liquide. Il est bien entendu que dans ce cas, les dispositifs de déroulage de sacs, de guidage et d'aide à l'ouver- ture n'ont plus lieu d'exister, ils seront remplacés par d'autres dispositifs (tapis transporteur venant présenter le contenant sous l'or- gane de préhension pneumatique). REVENDICATIONS 1. Dispositif de préhension pour contenants rigides ou semirigides marqués sur leurs pourtours d'anneaux noirs alternants avec des anneaux blancs et caractérisé en ce que la chute du contenant est con trôlée et au besoin limitée en vitesse par un régulateur électropneumatique décidant de l'admission d'air dans un tore pneumatique ou de la mise à l'air libre de la chambre de ce tore. 2. Une installation automatisée de conditionnement pour produits vracs caractérisée par l'utilisation d'un dispositif de préhension conforme à la revendication 1. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que des moyens de déroulage des sacs (11,12,13), des moyens de guidage et d'aide à l'ouverture (19), de soudage et de découpage des sacs (8,9, 17,18) sont mis en oeuvre. Figure 7. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens de guidage et d'aide à l'ouverture sont réalisés par deux prismes (19). Figure 7. 5. Dispositif selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens de préhension de serrage et de deserrage des sacs sont réalisés par un tore fixe (3), deux tores mobiles (2) lesquels sont rapprochés ou écartés l'un de l'autre par un vérin (16). Les dits moyens (2,3,16) sont contrôlés par un régulateur de pression de façon à obtenir un serrage en rapport avec la charge à ensserrer. Figure 7. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif préhenseur est mobile et peut être véhi culyd'un poste à l'autre par un vérin dont la tige (6) est prise dans un logement réalisé sur le support (20). Figure7. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ltorgane préhenseur peut être reposé sur deux jauges de contraintes (5) afin de prélever une information de poids utilisable soit pour le dosage, soit pour le pesage. Les jauges de contraintes sont reposées sur deux sabots diamétralement opposés et mis en place sur les postes constituant la cl aine de conditionnement. Figure 7. 8. Dispositif selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le régulateur élmctropnmumatique est constitué de moyens de conversion du signal optique en signal électrique (FIG. 4, 1), de moyen d'amplification (FIG 4, 2), de mise en forme (FIG 4,3), de comptage (FIG.k,6) avec présélection sur les sorties par un commutateur (FIG 4,12) de temporisation (FIG 4,7), de comparaison de signaux (FIG 4,6) et d'interfaçage (FIG 4,9,10,15,16) de détection du sac ( prêt pour ltenser- rage ou immobile (FIG 4,13,14). 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que 1' im- mobilité du sac est détectée par une absence d!impulsions amont du compteur (FIG 4,6) alors que le positionnement correct du sac pour le départ du cycle est détecté par le passage d'une impulsion aussi longue que la valeur de la temporisation de fin de cycle ( anneau au bas du sac plus large que les autres). 10. Dispositif selon les revendications 8 et 9 caractérisé en ce que la temporisation (FIG 4,13) (bascule monostable redéclenchage) est initialisé dès le départ du cycle de desserrage. Le compteur (FIG 4,6) et la temporisation de comparaison (FIG 4,7) étant initialisé dès le départ du cycle mais aussi après qu'un signal ait été perçu en sortie du compteur. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que la vitesse de desserrage sera fonction de la valeur de consigne du régulateur électropneumatique (commutateur sur les sorties du compteur (FIG 4,12) ou potentiomètre de la temporisation de comparaison (FIG 4,17) mais aussi de la position du régleur de débit évacuant l'air de la chambre du tore fixe.