Brevet FR2643349A1 — publié le 19900824

- 1 - PROCEDE ET APPAREIL POUR EMPILER DES ARTICLES CYLIN- DRIQUES COUCHES SUR UN SUPPORT PLAT, NOTAMMENT SUR UNE PALETTE.- La présente invention concerne un procédé pour empiler des articles cylindriques dans des positions couchées parallèles sur un support plat, notamment sur une palette de transport. L'invention concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention s'applique plus particulièrement, mais pas exclusivement, à la manutention de tubes en carton. Dans ce domaine, on fabrique et on livre des tubes de dimensions très variées, ce qui complique beaucoup l'automatisation de la manutention, notamment pour le stockage et l'expédition de lots de tubes. Si l'on veut empiler des tubes d'une taille donnée pour former des paquets, d'une part il faut employer des châssis ayant des dimensions spécialement appropriées à cette taille et au nombre des tubes, et d'autre part il faut ajuster les machines de manutention pratiquement à chaque changement d'une dimension des tubes. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant un procédé et un appareil permettant d'empiler des articles cylindriques tels que des tubes, ayant des diamètres et des longueurs susceptibles de varier, sur un support plat pouvant être dépourvu de parois ou montants latéraux pour retenir les articles, par exemple sur une palette de transport. Dans ce but, l'invention fournit un procédé du type indiqué en préambule, caractérisé en ce que l'on forme sur un autre support un premier paquet comprenant au moins deux rangs horizontaux d'articles juxtaposés, les articles étant disposés les uns sur les autres en quinconce, en ce que l'on ligature ce paquet au moyen d'au moins deux attaches souples entourant l'ensemble des articles du paquet, et en ce que l'on transfère ce paquet de manière à le déposer sur ledit support plat. - 2- Dans une forme avantageuse du procédé, pour former un paquet, on forme d'abord un rang supérieur comportant un nombre donné d'articles, on soulève ce rang supérieur et l'on forme en-dessous de lui un rang inférieur comportant un article de plus que le rang supérieur, puis on abaisse le rang supérieur et on le dépose sur le rang inférieur avant de ligaturer le paquet. De préférence, on forme ensuite au moins un deuxième paquet de la même manière que le premier, et l'on transfère ce deuxième paquet de manière à l'empiler sur le premier reposant sur ledit support plat. On peut fixer plusieurs paquets empilés sur ledit support plat, au moyen d'attaches souples entourant à la fois le support et l'ensemble des paquets. Un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte une aire de formation d'un rang d'articles cylindriques juxtaposés dans des positions couchées parallèles, des moyens de gerbage pour soulever au moins un rang d'articles de l'aire de formation et pour le déposer sur un autre rang d'articles formé sur cette aire, des moyens pour ligaturer ensemble au moins deux rangs d'articles superposés de façon à former un paquet, un poste de palettisation pourvu d'un emplacement pour au' moins une palette de transport desdits paquets, et des moyens de manutention agencés pour transférer successivement chaque paquet de l'aire de formation au poste de palettisation, et en ce que les moyens de manutention comportent au moins un support horizontal mobile dans un plan transversal par rapport à la direction axiale des articles, pour déposer chaque paquet sur au moins une palette ou sur un autre paquet déjà déposé sur une palette. De préférence, l'aire de formation est définie par les surfaces supérieures d'au moins deux supports parallèles, indépendants mécani- quement l'un de l'autre, disposés perpendiculairement aux articles et espacés l'un de l'autre, ainsi que par une butée latérale mobile se trouvant sur un côté de l'aire o les articles sont amenés transversale- ment l'un après l'autre, par une butée latérale stationnaire sur le côté 3- opposé, et par une paire de butées verticales d'alignement montées aux deux extrémités de l'aire de manière mobile l'une vers l'autre pour aligner les extrémités des articles d'un paquet. Chacun desdits supports parallèles peut comporter un organe de convoyage des articles en direction de la butée latérale stationnaire, et la butée latérale mobile peut être pourvue d'une commande automatique comprenant un organe de comptage des articles entrant dans l'aire de formation. Dans une forme de réalisation avantageuse, les moyens de gerbage comportent une paire de bras sensiblement parallèles aux deux supports de l'aire de formation et mobiles dans leur direction longitudinale sur au moins un chariot mobile verticalement. Pour leur part, les moyens pour ligaturer comportent au moins une unité de ligaturage automatique, montée de manière mobile dans la direction axiale des articles pour être placée dans des positions sélectionnées le long d'un paquet d'articles. De préférence, ledit support horizontal peut être mobile horizontale- ment sur un chariot qui est mobile verticalement sur un bâti. Dans une réalisation s'adaptant très facilement à différentes longueurs d'articles, l'appareil comporte au moins deux unités de transfert et d'empilage, disposées symétriquement l'une de l'autre par rapport à un plan médian vertical perpendiculaire à la direction axiale des articles, ces unités comprenant au moins les moyens de gerbage et les moyens de manutention et étant commandées en synchronisme pour traiter ensemble chaque article et chaque paquet, et l'espacement entre ces deux unités est réglable. De préférence, chaque unité de transfert et d'empilage comporte un b4ti mobile sur une voie de roulement, ce bâti supportant les organes de l'aire de formation, les moyens de gerbage et les moyens de manutention qui sont préVUs sur cette unité. Ledit bâti peut présenter une surface supérieure horizontale définissant un poste d'attente pour au moins un paquet, et les moyens de manutention peuvent comprendre un premier moyen de transfert des paquets entre l'aire de formation et le poste d'attente, et un second moyen de - 4 - transfert des paquets entre le poste d'attente et le poste de palettisa- tion. D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention apparaitront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un palettiseur à tubes selon l'invention, La figure 2 représente en plan les principaux éléments de cet appareil et, La figure 3 représente schématiquement la formation d'un paquet à deux rangs de tubes dans cet appareil. L'appareil palettiseur représenté se compose de deux unités de transfert et d'empilage I et 2 qui sont semblables, mais symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan vertical médian 3, pour recevoir des tubes en carton 4 orientés perpendiculairement au plan 3 et amenés transversalement à eux-mêmes par un convoyeur d'alimentation à courroie 5, et pour empiler ces tubes sur des palettes 6 dans un poste de palettisation 7. Les deux unités 1 et 2 sont indépendantes mécanique- ment l'une de l'autre et elles sont mobiles en translation sur des rails 8, 9 parallèles aux tubes 4, pour permettre le positionnement des unités à n'importe quel point de la longueur des tubes en fonction des dimensions de ceux-ci. Cela permet aussi d'escamoter entièrement les unités 1, 2 si besoin est. Les deux unités sont équipées de commandes et de moteurs électriques et elles sont asservies électriquement entre elles de manière à assurer la simultanéité des mouvements de manutention des tubes. Pour simplifier, on décrira ci-dessous la construction de l'unité de transfert et d'empilage 1, étant entendu que l'unité 2 lui est symétrique et que ses organes portent les mêmes numéros de référence. L'unité 1 comporte un bâti rigide monté sur des roues 11, 12 et comprenant notamment un cadre vertical 13 et une traverse horizontale 14 prolon- - 5 - geant ce cadre du côté de l'arrivée des tubes 4, pour porter un convoyeur de regroupement 15 actionné pas à pas et disposé à la suite du convoyeur d'alimentation 5 pour supporter les tubes 4 dans une aire 16 de formation de paquets de tubes 25. Cette aire 16 est délimitée, du côté de l'arrivée des tubes 4, par une butée -latérale 17 mobile verticalement, et du côté opposé par une butée stationnaire 18 relativement haute. En regard de chaque extrémité de cette aire se trouve une unité 20 d'alignement des tubes. L'unité 20 possède un châssis séparé, monté sur des roues 21 et guidé par le rail 8 au moyen d'un bras 22. Ce châssis porte une butée verticale 23 actionnée par un vérin pneumatique dans la direction de la flèche M pour s'appliquer contre les extrémités des tubes 4 de manière à les aligner. La butée mobile 17, le convoyeur pas à pas 15 et l'unité d'alignement 20 de chaque unité 1, 2 sont agencés pour former des paquets 25 de tubes 4 en étant pilotés par une commande centralisée (non représentée) coordonnant le fonction- nement de l'ensemble de l'appareil. L'entrée de chaque tube 4 dans l'aire 16 est signalée à ladite commande par une cellule de détection optique 24. Le paquet de tubes 25 formé dans l'aire 16 est ensuite élevé, comme on le décrira plus loin, jusqu'à deux têtes de ligaturage automatique 26 fixant chacune une ou plusieurs ligatures souples 27 autour du paquet. Les figures 3A à 3F représentent schématiquement les étapes successives de formation d'un paquet 25 de tubes 4 dans l'aire 16. Les tubes 4 amenés par le convoyeur 5 dans le sens de la flèche de la figure 3A franchissent la butée mobile 17 abaissée, sont comptés par la cellule 24 et arrivent sur le convoyeur de regroupement 15 qui avance pas à pas pour former un rang de tubes 4 appuyés contre la butée stationnaire 18. Quand un nombre prédéterminé de tubes 4 est atteint (quatre tubes dans le présent exemple), comme à la figure 3B, la butée mobile 17 remonte et retient momentanément les tubes amenés par le convoyeur 5. Pendant ce temps, une épée de gerbage 28, portée par un chariot motorisé 29 coulissant verticalement le long du cadre 13 (figure 1), monte comme l'indique la flèche de la figure 3B, en passant à côté du convoyeur 15, et soulève ce premier rang de tubes au-dessus de l'aire de formation, à la 6 - position illustrée par la figure 3C. La commande automatique abaisse alors la butée mobile 17 pour permettre la formation d'un second rang de tubes 4 disposé sous le premier et comprenant un tube de plus que lui, puis la butée 17 remonte. Les figures 3D et 3E montrent comment les deux rangs de tubes sont posés l'un sur l'autre, I'épée 28 étant abaissée en figure 3D jusqu'au des- sus du premier rang, puis retirée horizontalement suivant la flèche de la figure 3E de façon que les tubes 4 du rang supérieur se placent d'euxmêmes en quinconce sur les tubes 4 du rang inférieur. L'épée 28 peut ensuite être abaissée et placée dans une position d'attente telle que la position 28' représentée en figure 1. La figure 3F montre comment le paquet de tubes 25 ainsi formé est soulevé par une paire de premiers bras de transfert 30 jusqu'à un poste de ligaturage 33 o il est accessible aux têtes de ligaturage 26. Un nouveau cycle de formation d'un paquet de tubes peut alors se reproduire sur l'aire 16. Pour maintenir ensemble les tubes 4 avant que le paquet 25 soit ligaturé, chaque bras 30 comporte une butée arrière fixe 31 et une butée avant 32 ajustable en fonction du nombre et de la taille des tubes. En revanche, une fois qu'il est muni des ligatures 27, chaque paquet 25 est stable aussi longtemps qu'il repose sur une surface approximativement horizontale, sans que des butées ou des parois latérales soient nécessaires. Cette caractéristique permet non seulement de transférer facilement les paquets de tubes 25 au moyen de supports horizontaux formés par exemple par deux bras parallèles, mais également de poser les paquets sur toute surface plate telle que la face supérieure d'une palette 6 dépourvue de parois ou de montants latéraux, et en outre d'empiler ces paquets les uns sur les autres. Bien qu'on ne décrive ici que des paquets formés de deux rangs de tubes placés en quinconce, on peut envisager de former des paquets similaires comportant trois rangs ou plus. - 7- Les têtes de ligaturage 26 ne sont représentées en figure 2 que par leur emplacement figuré en traits interrompus afin de clarifier le dessin; elles sont mobiles le long d'un portique distinct pourvu d'un rail de roulement 34 le long duquel chaque tête 26 peut se déplacer sur commande, grâce à des galets 35 et un moteur 36. Une telle tête de ligaturage automatique est un appareil connu, pourvu d'un bloc central 37 recevant un lien souple continu d'un dévidoir 38 et utilisant ce lien pour former autour du paquet 25 une ligature scellée par soudure ou par tout autre moyen approprié. En position de repos, chaque tête 26 est reculée à distance de l'unité 1, 2 correspondante. Dès que les bras 30 ont amené le paquet de tubes 25 au poste de ligaturage 33, les têtes 26 sont introduites sur chaque extrémité du paquet 25 et réalisent chacune une ou plusieurs ligatures à des emplacements déterminés par le programme de commande. Cette opération terminée, les têtes reviennent à leur position de repos. Cependant, chaque tête est pourvue d'un cadre 39 portant un rouleau 40 capable de supporter le paquet de tubes, lequel est posé sur ces rouleaux par abaissement des bras 30 dans le cas o des ligatures doivent être posées entre ces bras, donc entre les unités de transfert et d'empilage 1 et 2. Après le ligaturage, les deux bras 30 portés par leurs chariots respectifs 41 font monter le paquet de tubes 25 au niveau du sommet des cadres 13 et ils se rétractent (en direction de la gauche selon les figures I et 2) pour déposer le paquet 25 sur un poste d'attente 42 pourvu d'un convoyeur horizontal 43 au sommet de chaque cadre 13. De là, les paquets 25 sont repris et sont transportés jusqu'au poste de palettisation 7 au moyen d'une paire de bras de transfert 44 dont chacun se déplace horizontalement sur un chariot motorisé respectif 45 mobile verticale- ment le long du cadre 13. Comme chaque bras 44 a une surface supérieure lisse, une fois parvenu au poste de palettisation 7, il peut déposer le paquet 25 sur la palette 6 ou sur un autre paquet 25 s'y trouvant déjà, simplement en étant retiré vers l'intérieur du cadre 13 tandis que le paquet de tubes 25 est retenu par une butée montée sur ce cadre. -8- Le poste de palettisation 6 est traversé par deux convoyeurs à chaînes 46 véhiculant les palettes 6 et il est équipé d'un dispositif (non représenté) de centrage des palettes vides par rapport au plan médian 3. De préférence, ce poste est'précédé d'on-dépfWar-47 de palettes vides et il est suivi d'un poste de cerclage o l'on attache ensemble la palette et les paquets de tubes qu'elle porte. On conçoit aisément que le fonctionnement d'ensemble de l'appareil décrit ci-dessus peut être commandé par un dispositif de commande programmable, permettant un automatisme poussé et une adaptation facile aux changements de diamètre et de longueur des tubes. Une telle commande permet aussi un paramétrage des différents mouvements dans l'appareil en fonction des dimensions des tubes. De plus elle permet de coordonner le fonctionnement de l'appareil avec celui d'une machine de production qui l'alimente. La description ci-dessus montre que les différents moyens utilisés pour préparer les rangs et les paquets de tubes sont pratiquement indépen- dants du diamètre des tubes. En outre, la conception de l'appareil en deux unités 1, 2 dont l'écartement est réglable permet une adaptation aisée aux différentes longueurs de tubes. En outre elle offre la possibilité de placer ces unités dans une zone de dégagement, s'il faut libérer la zone du plan médian 3 pour un autre type de manutention. Grâce à la possibilité d'automatisation complète du fonctionnement de l'appareil, celui-ci peut fonctionner sans opérateur permanent, le personnel n'intervenant que pour changer la pile de palettes dans le dépileur 47 ou le dévidoir de liens 38, ou pour les changements de programme de commande. Le fonctionnement de l'appareil se fait sans à-coup ni choc, évitant ainsi toute détérioration des tubes. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, la présence du poste d'attente 42 n'est pas nécessaire dans tous les cas et les paquets pourraient être transférés directement du poste de ligaturage au poste de palettisation, dans un appareil à rendement plus réduit. D'autre part, le ligaturage dans un appareil à rendement plus réduit. D'autre part, le ligaturage _ 9pourrait être seulement semi-automatique ou même manuel. De même, on conçoit que la disposition des différents postes peut varier notablement par rapport à l'exemple décrit, notamment si le poste de ligaturage se trouve en plan, -entre l'aire de formation et le poste d'attente. On pourrait aussi subdiviser les unités 1 et 2 en plusieurs paires d'unités partielles assurant chacune une partie des fonctions décrites. Enfin, il faut relever que l'appareil est capable de former et manipuler des paquets de tubes particulièrement longs et de les déposer sur plusieurs palettes alignées. Par ailleurs, l'application de l'invention n'est pas limitée à des tubes en carton, mais s'étend à toutes sortes d'articles cylindriques tubulaires ou non, par exemple des profilés métalliques, des tuyaux en matière synthétique, etc. - 10- Revendications 1. Procédé pour empiler des articles cylindriques dans des positions couchées parallèles sur un support plat, notamment sur une palette de transport, caractérisé en ce que l'on forme, sur un autre support (15), un premier paquet (25) comprenant au moins deux rangs horizontaux d'articles juxtaposés (4), les articles étant disposés les uns sur les autres en quinconce, en ce que l'on ligature ce paquet (25) au moyen d'au moins deux attaches souples (27) entourant l'ensemble des articles du paquet, et en ce que l'on transfère ce paquet (25) de manière à le déposer sur ledit support plat (6). 2. Procédé selon la revendication 1,. caractérisé en ce que, pour former un paquet (25), on forme d'abord un rang supérieur comportant un nombre donné d'articles (4), on soulève ce rang supérieur et l'on forme endessous de lui un rang inférieur comportant un article de plus que le rang supérieur, puis on abaisse le rang supérieur et on le dépose sur le rang inférieur avant de ligaturer le paquet. 3. Appareil selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'on forme ensuite au moins un deuxième paquet (25) de la même manière que le premier, et l'on transfère ce deuxième paquet de manière à l'empiler sur le premier reposant sur ledit support plat. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on fixe plusieurs paquets (25) empilés sur ledit support plat (6), au moyen d'attaches souples entourant à la fois le support et l'ensemble des paquets. 5. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une aire (16) de formation d'un rang d'articles cylindriques (4) juxtaposés dans des positions couchées parallèles, des moyens de gerbage (28) pour soulever au moins un rang d'articles de l'aire de formation et pour le déposer sur un autre rang d'articles formé sur cette aire, des moyens (26) pour ligaturer ensemble au moins deux rangs d'articles superposés de façon à former un paquet (25), un poste de palettisation (7) pourvu d'un emplacement pour au moins une palette (6) de transport desdits paquets, et des moyens de manutention (30, 43, 44) agencés pour transférer successivement chaque paquet de l'aire de formation (16) au poste de palettisation (7), et en -ce que les moyens de manutention comportent au moins un support horizontal (44) mobile dans un plan transversal par rapport à la direction axiale des articles (4), pour déposer chaque paquet sur au moins une palette (6) ou sur un autre paquet déjà déposé sur une palette. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'aire de formation (16) est définie par les surfaces supérieures d'au moins deux supports parallèles (15), indépendants mécaniquement l'un de l'autre, disposés perpendiculairement aux articles et espacés l'un de l'autre, ainsi que par une butée latérale mobile (17) se trouvant sur un côté de l'aire o les articles sont amenés transversalement l'un après l'autre, par une butée latérale stationnaire (18) sur le côté opposé, et par une paire de butées verticales d'alignement (23) montées aux deux extrémités de l'aire de manière mobile l'une vers l'autre pour aligner les extrémités des articles d'un paquet. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacun desdits supports parallèles (15) comporte un organe de convoyage des articles en direction de la butée latérale stationnaire (18), et en ce que la butée latérale mobile (17) est pourvue d'une commande automatique comprenant un organe (24) de comptage des articles entrant dans l'aire de formation. 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de gerbage comportent une paire de bras (28) sensiblement parallèles aux deux supports (15) de l'aire de formation et mobiles dans leur direction longitudinale sur au moins un chariot mobile verticalement. 9. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour ligaturer comportent au moins une unité de ligaturage automatique (26), montée de manière mobile dans la direction axiale des articles pour être placée dans des positions sélectionnées le long d'un paquet - 12 - d'articles (25). 10. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit support horizontal (44) est mobile horizontalement sur un chariot (45) qui est mobile verticalement sur un bâti (43). 1. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il se compose de deux unités de transfert et d'empilage (1,2), disposées symétrique- ment l'une de l'autre par rapport à un plan médian vertical (3) perpendiculaire à la direction axiale des articles (4), ces unités comprenant au moins les moyens de gerbage et les moyens de manutention et étant commandées en synchronisme pour traiter ensemble chaque article et chaque paquet, et en ce que l'espacement entre ces deux unités (1,2) est réglable. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque unité de transfert et d'empilage (1,2) comporte un bâti (13, 14) mobile sur une voie de roulement, ce bâti supportant les organes de l'aire de formation, les moyens de gerbage et les moyens de manutention qui sont prévus sur cette unité. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit bâti (13) présente une surface supérieure horizontale définissant un poste d'attente (42) pour au moins un paquet, et en ce que les moyens de manutention comprennent un premier moyen (30) de transfert des paquets entre l'aire de formation et le poste d'attente, et un second moyen (44) de transfert des paquets entre le poste d'attente et le poste de palettisation.