Brevet FR2624407A1 — publié le 19890616

"Installation de nanipulation de livres ou autres objets plate disposés dans des bacs de stockage" La présente invention concerne les installations utilisées pour assurer, de façon automatique, la manipulation de livres ou autres objets en vue de leur prélèvement dans un lieu-de stockage. Ces installations sont plus spécialement conçues pour équiper des bibliothèques ou autres lieux de classement d'objets, tels que des dossiers d'archive, des revues, des disques, etc., afin de permettre å un opérateur de commander à distance le prélèvement d'un objet déterminé pour son retrait, ou inversement, la remise en place de cet objet en position de stockage. Ainsi le brevet FR 2.599.994 décrit un procédé et un dispositif pour la sélection et la manipulation d'objets parmi une collection de ceux-ci. Ce procédé, ui est conçu pour la manipulation d'objets placés entre deux éléments intercalaires souples, prévoit d'amener en regard de la position de l'obJet à prélever, un ensemble de manipulation, puis de provoquer l'écartement des éléments intercalaires situés de part et d'autre de cet objet avant d'extraire celui-ci au moyen d'un organe de préhension faisant partie de l'ensemble de manipulation. L'écartement des éléments intercalaires est réalisé en agissant sur leurs extrémités supérieures afin de dégager un espace permettant l'introduction des deux mâchoires d'une pince ou autre organe approprié de préhension. Quant au dispositif prévu pour la mise en oeuvre de ce procédé, il comporte un ensemble de manipulation comprenant å la fois des pièces d'écartement des intercalaires situés de part et d'autre d'un objet prélever et des mtchoires de pincement aptes a assurer la préhension de celui-ci pour son extraction. Du fait de la réunion de ces deux catégories d'organes dans un même ensemble de manipulation, celui-ci est particulièrement complexe.Par ailleurs, le fait d'écarter les éléments intercalaires en agissant seulement sur leur partie supérieure implique de stocker les objets correspondants dans des bacs ou autres conteneurs comportant des rainures transversales dans leur fond afin de pouvoir y engager le bord inférieur de ces éléments pour que ceux-ci se trouvent tenus à leur pied lors de leur écartement dans leur partie supérieure. Or l'existence de telles rainures limite la liberté de positionnement des objets à stocker. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser une installation de manipulation qui est conçue de manière éviter les inconvénients exposés ci-dessus. A cet effet cette installation est essentiellement caractérisée en ce que - la pince mobile de préhension est portée par un robot distinct de manipulation apte 9 amener les mâchoires de celle-ci de part et d'autre de l'objet extraire après que les plaques intercalaires l'encadrant ait été écartées - de part et d'autre de l'emplacement d'un bac de stockage d l'endroit du poste de prélèvement, il est prévu une paire d'organes supérieurs de saisie du bord vertical d'une plaque intercalaire et une paire d'organes inférieurs similaires de saisie, lesquels sont portés par des coulisseaux distincts montés mobiles sur deux chemins de guidage horizontaux superposés, - chaque coulisseau comporte la fois des moyens d'identification des références portées par les différentes plaques intercalaires et un dispositif de manoeuvre apte amener l'organe de saisie correspondant, supérieur ou inférieur, en prise avec le bord vertical en regard de la plaque intercalaire à saisir, - les moyens d'entratnement des différentes coulis seaux sont assujettis un système de commande assurant l'écartement des deux coulisseaux portant les organes supérieurs de saisie après que ces derniers aient été amenés en prise avec le bord vertical des plaques intercalaires situées de part et d'autre de l'objet å extraire, cependant que les coulisseaux portant les organes inférieurs de saisie sont maintenus immobiles, Ainsi, il est possible d'utiliser des bacs de stockage 9 fond lisse puisque, lors de l'écartement des parties supérieures des plaques intercalaires, celles-ci se trouvent tenues à leur pied par les organes inférieurs de saisie prévus à cet effet.Par ailleurs, l'indépendance de la pince de préhension par rapport aux moyens d'écartement des plaques intercalaires permet d'éviter les complications inhérentes aux dispositifs comportant un ensemble unique de manipulation réunissant ces deux catégories d'organes de manoeuvre. Cependant d'autres particularités et avantages de l'installation selon l'invention apparaitront au cours de la description suivante d'un exemple de réalisation de celle-ci. Cette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 est une vue en coupe verticale, selon un plan transversal du poste de prélèvement à l'endroit duquel est extrait un objet déterminé hors d'un bac de stockage. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe de ce même poste de prélèvement respectivement suivant les lignes II-II et III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue schématique en élévation des organes supérieur et inférieur de saisie des plaques intercalaires. La figure 5 est une vue schématique en perspective de l'une des mâchoires de la pince de préhension. La figure 6 est une vue schématique en perspective d'un bac de stockage. Les figures 7A, 8A et 9A sont des vues schématiques correspondant à une coupe verticale selon un plan longitudinal et qui représentent trois phases successives de l'opération de prélèvement d'un objet dans un bac de stockage. Les figures 7B, 8B et 9B sont des vues schématiques correspondant à une vue en coupe horizontale et qui illustrent les mêmes phases respectives d'opération que les figures 7A, 8A et 9A. L'installation représentée est destinée à la manipulation de livres ou analogues disposés, côte à côte, dans des bacs de stockage, et ce pour la préhension d'un livre déterminé en vue de sa délivrance à un lecteur, puis la remise en place ultérieure au même endroit de stockage après restitution de ce livre. Les bacs utilisés peuvent être du type du bac 1 représenté à la figure 6. Celui-ci présente la forme générale d'un parallélépipède rectangle. I1 comporte un fond plat 2 et deux joues d'extrémité 3. Sur chacun de ses côtés il est prévu deux longerons 4 destinés & assurer la retenue des livres 5 placés dans ce bac ainsi que des éléments intercalaires 6 disposés de part et d'autre de chaque livre. Ces éléments consistent en des plaques souples dont les bords verticaux portent des pattes saillantes 7 et 8 situées respectivement près de leur coin inférieur et de leur coin supérieur. Cependant pour tenir compte des différences de format pouvant exister entre les livres stockés, il est prévu deux types de bacs de stockage qui se différencient par leur largeur et, suivant le cas, ceux-ci renferment soit des plaques intercalaires 6 de grandes dimensions soit des plaques 6a de moindre hauteur et de moindre largeur, comme représenté sur la figure 4. Les bords verticaux de ces dernières plaques 6a portent également des pattes sail-lantes 7a et 8a, mais les pattes 8a se trouvent évidemment situées à un niveau différent des pattes 8 des plaques -6. L'installation selon l'invention comporte un poste de prélèvement, représenté aux figures 1 à 3, à l'endroit duquel est amené le bac de stockage 1 contenant le livre 5 à prélever. Ce poste comporte une table horizontale 9 de-stinée à recevoir le bac 1 correspondant. Au dessus de cet emplacement s'étend un chemin horizontal de guidage désigné par la référence générale 10 et qui est porté par des arceaux 11. Sur ce chemin de guidage peut se déplacer un robot manipulateur désigné par la référence générale 12, lequel peut étre d'un type connu en soi. Ce robot comporte un bras vertical extensible 13 dont 1'extrémité inférieure porte une pince de préhension 14, décrite plus en détail par la suite. De part et d'autre de l'emplacement du bac de stockage 1, il est prévu des organes mobiles aptes à saisir les bords verticaux des plaques intercalaires 6 ou 6a disposées de part et d'autre d'un livre 5 à prélever. Plus précisément il existe, sur chaque coté, une paire d'organes supérieurs de saisie et une autre paire d'organes inférieurs similaires. Ces organes mobiles de saisie sont montés sur deux supports verticaux 17 qui encadrent en quelque sorte le bac de stockage 1 placé sur la table 9 et qui s'étendent sur toute la longueur de cette table. Cependant ces deux supports sont montés mobiles dans le sens transversal de façon que leur écartement puisse être mofifié en fonction de la largeur du bac de stockage se trouvant sur la table g, et qui, suivant le cas, peut renfermer des plaques intercalaires 6 ou 6a. Le déplacement transversal des supports 17 est alors commandé par des vérins 32 (voir figure 1). Sur chaque coté, les deux organes de saisie de la paire inférieure sont portées par deux coulisseaux distincts 15a montés mobiles sur un chemin de guidage 16a prévu sur un longeron 17a porté par le support correspondant 17. Les deux coulisseaux 15a ainsi prévus sont donc montés sur un même chemin de guidage inférieur, mais ils sont actionnés par des moyens d'entraînement distincts, en l'occurrence deux moteurs 18a disposés å l'une et l'autre extrémité de l'ensemble. L'entrainement de ces deux coulisseaux est assuré par l'intermédiaire de courroies 19a ou similaires. L'organe de saisie prévu sur chaque coulisseau inférieur 15a consiste en une petite fourche 20a portée par l'extrémité libre d'un levier pivotant 21a actionné par un vérin 22a, pneumatique ou hydraulique, porté par le coulisseau correspondant. L'agencement est tel que lors de la mise en fonctionnement de ce vérin, la fourche 20a vient s'engager à cheval sur la patte inférieure 7 ou 7a de la plaque intercalaire 6 ou 6a alors placée en regard. Les deux organes de saisie de la paire supérieure sont portés par deux coulisseaux distincts 15b montés de façon similaire aux coulisseaux inférieurs 15a. En effet ces deux coulis seaux supérieurs 15b sont montés mobiles le long d'un même chemin de guidage 16b prévu sur un longeron 17b porté par le support correspondant 17. Par ailleurs, ces deux coulisseaux sont actionnés par deux moteurs distincts d'entraînement 18b prévus 9 l'une et l'autre extrémités de l'ensemble. L'équipement de chacun des deux coulisseaux supérieurs 15b se différencie de celui des coulisseaux inférieurs par le fait qu'il est prévu, non pas un seul organe de saisie, mais deux, afin de pouvoir saisir indifféremment des plaques intercalaires 6 ou des plaques intercalaires 6a. Chaque coulisseau supérieur 15b porte donc deux petites fourches de saisie 20b et 20c prévues sur deux leviers 21b et 21c actionné par des vérins 22b ou 22c. Le niveau des fourches 20b est tel que celles-ci puissent venir se placer à cheval sur la patte supérieure saillante 8 d'une grande plaque intercalaire 6. Quant au niveau de la fourche 20c il est tel que celle-ci puisse venir s'engager sur la patte 8a d'une petite plaque intercalaire 6a. Les différents coulisseaux supérieur et inférieur sont équipés de moyens aptes à identifier les références codées prévues sur les plaques intercalaires 6 ou 6a et qui désignent en quelque sorte le livre 5 placé entre deux plaques intercalaires déterminées. En effet si l'on considère les figures 2 et 3, chaque livre 5 se trouve placé entre une plaque intercalaire déterminée située à sa gauche et une autre plaque similaire située à sa droite. Or les références de l'une et l'autre de ces deux plaques dépendent de celles du livre situé entre elles. En conséquence lorsque l'opérateur désire un livre déterminé il introduit la réPérence de celui-ci dans le système général de commande. Ceci a pour effet d'amener automatiquement les coulisseaux supérieur et inférieur de gauche en regard de la- plaque intercalaire située d gauche du livre choisi, cependant que les coulisseaux supérieur et inférieur de droite viennent se placer enregard de la plaque intercalaire située droite de ce même livre. Cette opération peut s'effectuer par un défilement des coulis seaux sur toute la longueur du bac correspondant de stockage, & partir de l'une des extrémités de l'ensemble, puis le retour de chacun d'eux exactement en regard de la plaque intercalaire à saisir. Cependant il est également possible de prévoir que chaque coulisseau parvienne directement en regard de la plaque intercalaire à saisir, les coulisseaux étant initialement répartis en deux groupes situés respectivement 9 l'une et å l'autre extrémités de l'ensemble. Dès que les coulisseaux sont placés dans la position voulue, ceci détermine la mise en fonctionnement des vérins actionnant les fourches de saisie. En conséquence, sur chaque côté, les fourches inférieures 20a viennent s'engager sur les pattes 7 ou 7a des plaques 6 et 6a, cependant que les fourches supérieures 20b ou 20c viennent s'engager sur les pattes 8 ou 8a des plaques 6 ou 6a. Lorsque cette opération est achevée, le système de commande des coulisseaux provoque automatiquement l'écartement des coulisseaux supérieurs 15b situés de chaque côté, et ce pour créer entre eux un intervalle E (voir figure 7A) plus important que l'épaisseur du livre 5 à extraire. Cependant ce même système de commande maintient alors immobile l'ensemble des coulisseaux inférieurs 15a. Dans ces conditions, les fourches de saisie supérieures 20b ou 20c jouent le rôle d'organes écarteurs de la partie supérieure des plaques intercalaires 6, cependant que les fourches inférieures 20a servent d'organes d'immobilisation du pied de ces mêmes plaques. Ceci provoque donc la déformation de ces deux plaques et l'écartement de leur partie supérieure, comme représenté à la figure 7B. Il s'agit là de l'opération préliminaire à l'engagement de la pince de préhension 14 dans le bac de stockage pour y prélever le livre 5 å retirer. Cette pince comporte deux mâchoires 23 actionnées par un vérin 24, ou autre dispositif similaire permettant de la serrer de part et d'autre du livre 5 å manipuler. Cependant comme représenté sur la figure 5, chacune de ces Pachoires est en réalité constituée par deux lames verticales 26 dont les extrémités supérieures s'articulent autour d'un axe vertical commun 27 porté par leur support. Ces deux lames sont actionnées par des moyens d'entraînement (non représentés) permettant de les faire pivoter dans un sens ou dans l'autre autour de l'axe 27. Cependant dans leur position de repos, ces deux lames se trouvent situées dans un même plan vertical s'étendant transversalement l'axe du bac de stockage correspondant, donc dans la position représentée sur la figure 7b. Chacune des lames 26 présente une forme effilée et son épaisseur va en diminuant vers son extrémité inférieure. Celle-ci comporte une pointe arrondie 27 disposée du côté tourné vers l'autre lame, et ce de façon & faciliter l'introduction de ces lames entre le livre à saisir et la plaque intercalaire voisine. Par ailleurs l'extrémité supérieure de chacune de ces lames comporte une profonde découpure transversale 28 ne laissant subsister qu'une partie étroite 29 sur laquelle il est prévu une jauge de contrainte 30. Les deux jauges ainsi prévues sur chaque m choire sont raccordées à un circuit de mesure assurant le contrôle de l'importance des efforts exercés par les deux mâchoires de la pince de préhension. Ceci permet d'asservir, à ce système de contrôle, les moyens actionnant les mâchoires de la pince et les lames de ces mchoires afin d'éviter tout risque de détérioration- du livre 5 en cours de prélèvement. En même temps qu'il assure la mise en place et le fonctionnement des organes de saisie des plaques intercalaires, le système général de commande actionné par l'opérateur provoque le déplacement du robot manipulateur 12 juste en regard du livre 5 à prélever. Après que les deux plaques intercalaires 6 situées de part et d'autre aient été écartées comme représenté å la figure 7A, ce système de commande assure la descente de la pince de préhension 14 jusqu'a ce que ses rachoires 23 viennent bans la position représentée & la figure 8A. Lors de ce mouvement les deux lames 26 de chaque iSehoires sont alors situées dans un sdme plan vertical transversal comme représenté sur les figures 7B et 8B.En conséquence chaque mâchoire vient s'enfoncer dans l'intervalle existant entre une plaque intercalaire 6 et la face adjacente du livre 9 saisir. Après que les deux mâchoires 23 soient parvenues à faible distance du fond du bac dans la position représentée à la figure 8A, le système général de commande provoque le pivotement des lames 26 de chacune de ces m choires, comme représenté sur la figure 9B. Dans chaque. mâchoire les lames correspondantes viennent donc prendre les positions 26a. Elles forment ainsi un diédre dont l'arête se trouve tournée du côté opposé à la face correspondant du livre 5 à saisir. En conséquence les deux lames 26 de chaque mâchoire se trouvent en contact avec la face correspondante de ce livre par leurs bords situés vers l'extérieur. Ceci permet d'assurer un pincement du livre beaucoup plus efficace que si chaque mâchoire avait été constituée par une plaque plane destinée à s'appliquer contre la face correspondante du livre. De plus ceci évite tout risque de basculement du livre au cours de la remontée de la pince de préhension. Il convient de noter qu'avant l'exécution du mouvement angulaire des lames des deux mâchoires de la pince de préhension, les organes inférieurs de saisie des éléments intercalaires 6 ont été écartés par leur dispositif de commande, afin justement de permettre ce mouvement angulaire, ainsi que le Jeu nécessaire pour le retrait du livre 9 extraire. Après l'extraction de celuici, le robot manipulateur achemine celui-ci au point voulu, par exemple dans un réceptacle de manutention destiné à contenir celui-ci jusqu'au moment de sa remise un lecteur. Ce bac de manutention peut lui-même être acheminé par tous moyens appropriés de convoyage jusqu'au poste de distribution. Par ailleurs, un élément de substitution est placé à l'intérieur du bac de stockage 1 à l'endroit ou a été prélevé le livre 5, cet élément étant destiné à occuper cette position jusqu'au moment de la remise en place du livre correspondant. Bien entendu cette opération de remise en place s'effectue ultérieurement d'une façon similaire l'opération de prélèvement. L'acheminement d'un bac de stockage jusqu'au poste de prélèvement représenté aux figures 1 à 3 peut être réalisé par tous moyens appropriés de convoyage aptes à ramener ensuite le bac correspondant j-usqu' & sa position normale de stockage. Par ailleurs il est bien évident que l'installation selon l'invention peut faire l'objet de diverses modifications et autres formes de réalisation. D'autre parut, ainsi qu'il a déjà été indiqué, l'application de la présente installation ne se limite pas & la manipulation de livres comme décrit ci-dessus å simple titre d'exemple. En effet cette installation peut également etre employée pour manipuler des objets de natures différentes, par exemple des dossiers d'archives, des disques ou d'une façon générale tous objets susceptibles d'être placés côte 9 côte dans des bacs de stockage. REVENDICATIONS i. Installation de manipulation de livres ou autres objets disposés, côte à côte, dans des bacs de stockage avec interposition de plaques intercalaires souples, laquelle installation comprend des moyens d'écartement des plaques intercalaires situées de part et d'autre de l'objet à manipuler ainsi qu'une pince mobile de préhension de celui-ci, caractérisé en ce que - cette pince de préhension (14) est portée par un robot distinct de manipulation (13) apte amener les m & hoires (13) de celle-ci de part et d'autre de l'objet à extraire après que les plaques intercalaires l'encadrant aient été écartées, - de part et d'autre de l'emplacement d'un bac (1) de stockage à l'endroit du poste de prélèvement, il est prévu une paire d'organes supérieurs (20b) de saisie du bord vertical d'une plaque intercalaire (6) et une paire d'organes inférieurs similaires (20a) de saisie, lesquels aont portés par des coulisseaux distincts (15a, 15b) montés mobiles sur deux chemins de guidage (16a, 16b) horizontaux superposés, - chaque coulisseau comporte à la fois des moyens d'identification des références prévues sur les différentes plaques intercalaires (6) et un dispositif de manoeuvre apte 9 amener l'organe de saisie correspondant, supérieur (20b) ou inférieur (20a), en prise avec le bord vertical en regard de la plaque intercalaire (6) à saisir, - les moyens d'entraînement des différentes coulisseaux (15a, 15b) sont assujettis à un système de commande assurant l'écartement des deux coulisseaux (15a) portant les organes supérieurs de saisie (20b) après que ces derniers aient été amenés en prise avec le bord vertical des plaques intercalaires (6) situées de part et d'autre de l'objet å extraire, cependant que les coulisseaux portant les organes inférieurs de saisie (20a) sont maintenus fixes pour immobiliser le pied de ces mêmes plaques intercalaires. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque organe de saisie du bord vertical d'une plaque intercalaire (6) consiste en une petite fourche (20a ou 20b) portée par un levier (21a, 21b) monté pivotant sur le coulisseau correspondant (15a, 15b) et actionne par des moyens d'entraînement prévus sur celui-ci, par exemple un vérin pneumatique ou hydraulique (22a, 22b). 3. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les coulisseaux (15b) montés mobiles le long du chemin supérieur de guidage (16b) portent chacun deux paires d'organes de saisie (20b, 20c) qui sont disposés l'un au dessus de l'autre afin de pouvoir saisir des plaques intercalaires (6 ou 6a) de hauteurs différentes. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les coulisseaux (15a, 15b), portant les organes de saisie (20a, 20b, 20c) prévus sur chaque côté, sont montés sur deux supports (17) qui encadrent l'emplacement du bac de stockage (1) à l'endroit du poste de prélèvement, et qui sont montés mobiles dans le sens transversal de façon que leur écartement puisse être adapté à la largeur du bac de stockage se trouvant sur le poste de prélèvement. 5. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des deux mâchoires (23) de la pince mobile de préhension (14) est constituée par deux lames verticales (26) dont les extrémités supérieures sont montées articulées autour d'un ou deux axes verticaux (27) et qui sont actionnées par des moyens aptes à les maintenir dans un même plan lors de leur introduction dans un bac de stockage (1), puis à les amener a former un dièdre ayant son arête tournée du côté opposé à l'objet 9 saisir (5). 6. Installation selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune des deux lames (26) d'une mâchoire de la pince de préhension (14) comporte une partie (29) de largeur très réduite å son extrémité supérieure et cette partie porte une jauge de contrainte (30) branchée sur un circuit de mesure assurant le contrôle de l'importance des efforts exercés par les deux mâchoires de la pince de préhension, et auquel sont asservis les moyens actionnant les mâchoires de cette pince.