Brevet FR2672030A1 — publié le 19920731

PROCEDE ET MACHINE POUR ENCAISSER OU DECAISSER DES OBJETS TELS QUE DES BOUTEILLES La présente invention concerne un procédé d'encaissage mécanique d'objets allongés ayant une extrémité rétrécie, notamment de bouteilles, dans lequel les objets sont amenés en au moins une file continue en position debout, sont saisis par groupes et sont déposés en position couchée dans un conteneur, en couches superposées dont chacune comprend au moins une paire de rangs imbriqués d'objets disposés tête-bêche. L'invention concerne également un procédé de décaissage mécanique d'objets allongés ayant une extrémité rétrécie, notamment de bouteilles, dans lequel les objets, disposés initialement en position couchée dans un conteneur, en couches superposées dont chacune comprend au moins une paire de rangs imbriqués d'objets disposés tête-bêche, sont saisis par groupes et sont déposés en position debout. Pour la mise en oeuvre de l'un ou l'autre de ces procédés, l'invention concerne également une machine pour encaisser ou décaisser des objets allongés ayant une extrémité rétrécie, notamment des bouteilles, dans laquelle les objets sont saisis et manipulés par groupes entre au moins un poste d'alimentation ou d'évacuation où les objets sont disposés en file en position debout, et un conteneur où les objets sont disposés en couches superposées dont chacune comprend au moins une paire de rangs imbriqués d'objets disposés tête-bêche, la machine comportant une tete de préhension montée sur un équipage mobile et pourvue d'au moins une rangée horizontale d'organes de préhension agencés pour saisir ensemble un rang d'objets, un bâti sur lequel l'équipage mobile est monté de façon à amener la tête de préhension alternativement à proximité dudit poste et dans le conteneur, et des moyens d'actionnement agencés pour produire des cycles de fonctionnement de l'équipage mobile et de la tête de préhension. L'invention concerne plus particulièrement la manutention de bouteilles de vin, mais elle est également applicable à d'autres objets qui s'en rapprochent par leur forme et leur mode de mise en caisse pour le transport. On sait que les bouteilles de vin sont généralement transportées n position couchée dans des conteneurs tels que des caisses ou des cartons, en couches superposées dans lesquelles les bouteilles sont disposées tête-bêche, afin d'occuper le moins d'espace possible. Comme le remplissage mécanique des conteneurs s'effectue généralement à partir d'une alimentation par convoyeur où les bouteilles arrivent toutes dans la même position, il est nécessaire de renverser une bouteille sur deux pour obtenir une disposition tête-bêche.Dans ce but, un procédé connu consiste à amener les bouteilles en position debout et à les coucher alternativement d'un côté et de l'autre pour former deux rangs de bouteilles dont les goulots sont intercalés les uns entre les autres, puis à manipuler ensemble le groupe formé par ces deux rangs de bouteilles afin de le déposer couche par couche dans un conteneur. Le procédé est utilisable de manière inverse pour sortir des bouteilles d'un conteneur et les mettre en files de bouteilles debout. La demande de brevet FR-A-2 481 685 décrit une machine opérant de cette manière et comportant un plateau de préhension capable de saisir, transporter et mettre en place deux rangs opposés de bouteilles en position couchée, pour remplir ou vider couche par couche un conteneur. Ce plateau est suspendu à un chariot grâce à un palan capable de déplacer verticalement le plateau, tandis que le chariot est mobile horizontalement entre la verticale du conteneur et la verticale du poste d'alimentation ou d'évacuation des bouteilles. Pour l'encaissage, les bouteilles sont amenées par des convoyeurs en deux files parallèles jusqu'au poste d'alimentation, où il s'agit de les coucher les unes en face des autres pour former les deux rangs de bouteilles tête-bêche. Cette opération demande soit de la main-d'oeuvre, soit des moyens mécaniques relativement complexes et encombrants. Des inconvénients du même genre se présentent dans le cas du décaissage mécanique, pour séparer les deux rangs opposés et mettre toutes les bouteilles zfans la même position. La présente invention a pour but de créer un procédé et une machine permettant d'éviter les inconvénients précités et effectuant des manipulations simples des objets, que ce soit pour l'encaissage ou pour le décaissage. Dans ce but, un premier aspect de l'invention concerne le procédé d'encaissage mécanique mentionné plus haut, caractérisé en ce que chaque groupe saisi comprend des objets ayant tous la même orientation, et en ce que l'on forme ladite paire de rangs imbriqués directement dans le conteneur, en déposant successivement au moins un premier rang d'objets placés dans une première orientation, puis un second rang d'objets placés dans une orientation opposée à la première. De préférence, chaque rang d'objets est saisi, déplacé et déposé au moyen d'une tête de préhension s'appliquant latéralement contre les objets pour les saisir, et pour former l'une desdites couches, la tête de préhension est placée d'un côté de la file pour saisir un premier rang d'objets, puis bascule dans un sens donné autour d'un axe horizontal pour mettre ce rang en position couchée et le déposer, puis la tête de préhension est placée de l'autre côté de la file pour saisir un second rang d'objets, puis bascule dans le sens opposé autour de l'axe horizontal pour mettre ce second rang en position couchée et le déposer. Suivant un autre aspect, I'invention concerne un procédé de décaissage mécanique du genre indiqué plus haut, caractérisé en ce que chaque groupe saisi comprend des objets ayant tous la même orientation, et en ce que l'on dépose les objets en position debout sous la forme d'au moins une file d'objets sur un convoyeur, en saisissant dans le conteneur et en déposant successivement dans cette file un premier rang d'objets ayant une première orientation dans le conteneur, puis un second rang d'objets ayant une orientation opposée dans le conteneur. De préférence, chaque rang d'objets est saisi, déplacé et déposé au moyen d'une tête de préhension s'appliquant latéralement contre les objets pour les saisir, et pour mettre en une file les deux rangs d'objets disposés tête-bêche dans une couche, la tête de préhension saisit le premier rang, bascule dans un sens donné autour d'un axe horizontal, pour mettre les objets d ce rang en position debout, puis est placée d'un côté de la file pour déposer ce premier rang sur le convoyeur, puis la tête de préhension saisit le second rang, bascule dans le sens opposé autour de l'axe horizontal pour mettre ces objets en position debout, puis est placée de l'autre côté de la file pour déposer ce second rang sur le convoyeur. Suivant un troisième aspect, l'invention concerne une machine du genre indiqué plus haut, caractérisée en ce que la tête de préhension est montée sur l'équipage mobile de façon à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal, sur au moins 90" de chaque côté d'une position médiane où les objets qu'elle porte se trouvent en position couchée, de sorte que la tête de préhension a deux positions basculées qui sont décalées de 1800 et dans lesquelles ses organes de préhension peuvent être placés respectivement d'un côté ou de l'autre de la file d'objets. L'axe horizontal de basculement de la tête de préhension peut avoir une orientation constante, c'est-à-dire qu'un autre axe de pivotement, notamment vertical, de la tête ou de l'équipage mobile n'est pas nécessaire. Dans une forme de réalisation avantageuse au point de vue rendement de la machine, le poste d'alimentation DU d'évacuatin comporte deux convoyeurs superposés d'objets, pour deux files superposées d'objets, et en ce que la tête de préhension comporte deux rangées d'organes de préhension, correspondant aux deux files d'objets. La tête de préhension peut comporter des moyens pour décaler latéralement l'ensemble des organes de préhension parallèlement à l'axe horizontal de basculement, dans une mesure égale à la moitié de l'entr'axe de deux objets adjacents. En outre, à une extrémité de chaque rangée d'organes de préhension, la tête de préhension peut comporte un organe de préhension qui est escamotable sur commande de façon à réduire d'une unité le nombre d'objets alignés dans cette rangée d'organes de préhension. De préférence, ledit équipage mobile comporte un bras vertical agencé pour coulisser verticalement sur un chariot à déplacement horizontal, en ce que la tête de préhension est montée de manière basculante à une extrémité inférieure de ce bras, et en ce qu'un moteur commandant le mouvement de basculement de la tête est placé à une extrémité supérieure de ce bras. Le moteur commandant le basculement peut être à commande numérique. Dans une forme préférée, le chariot est agencé pour se déplacer en translation le long d'une poutre horizontale d'un portique, au-dessus du conteneur et du poste d'alimentation ou d'évacuation, et en ce que des moteurs commandant respectivement la translation du chariot et le coulissement du bras vertical sont montés sur ce portique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure I est une vue schématique en élévation latérale d'une machine selon l'invention, capable d'encaisser et de décaisser des bouteilles disposées en couches de quatre rangs dans des conteneurs, - la figure 2 est une vue agrandie schématique, en élévation frontale, d'une tête de préhension de la machine de la figure 1, et - la figure 3 est une vue schématique de dessous de la tête de préhension. En référence à la figure 1, la machine représentée comporte un bâti stationnaire en forme de portique comprenant une poutre horizontale 1 montée sur des poteaux 2. Sur cette poutre 1 se déplace un équipage mobile comprenant un chariot de translation 3, circulant le long de la poutre I, et un bras vertical 4 monté sur la chariot 3 de manière à pouvoir coulisser verticalement. Les déplacements du chariot 3 et du bras 4 sont produits respectivement au moyen d'un moteur de translation 5 et d'un moteur d'élévation 6, qui sont installés sur la poutre 1, et de transmission à chaînes ou à courroies crantées (non représentées) s'étendant le long de la poutre 1.L'extrémité inférieure du bras 4 porte une tête de préhension 7 qui est montée sur le bras de manière à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal 8, grâce à un moteur de basculement 9 monté sur le bras 4 et relié à la tête 7 par une transmission à chaînes ou courroies crantées 10. La tête 7 est équipée de deux rangées d'organes de préhension il et 12, de préférence à ventouses, pour saisir des bouteilles 13 et les transporter. Les ventouses 11 et 12 sont actionnées toutes ensembles au moyen d'une installation pneumatique de type connu, qui n'a pas besoin d'être décrite ici en détail. La machine est destinée à manipuler les bouteilles 13 de façon à les transporter dans un sens ou dans l'autre entre un poste d'alimentation ou d'évacuation 20 et des conteneurs 21 et 22 de type usuel, par exemple des caisses standard du type appelé "box" dans lesquels les bouteilles 13 sont rangées en couches comprenant chacune deux premiers rangs 23 dont les bouteilles ont leur goulot dirigé vers la gauche dans le cas de la figure 1, et deux seconds rangs 24 dont les bouteilles ont leur goulot dirigé vers la droite. La machine peut fonctionner, comme on le décrira ci-dessous, de manière à encaisser Du "emboxer" les bouteilles 13 en les prenant au poste d'alimentation 20 pour les placer dans le conteneur 21 ou 22.Toutefois elle peut aussi fonctionner dans le sens inverse, pour décaisser ou "déboxer" les bouteilles 13 d'un conteneur afin de les placer debout dans le poste d'évacuation 20. Ce mode de fonctionnement est t'inverse du précédent et il ne sera donc pas décrit en détail. Le cas échéant, cette machine pourrait également transférer des bouteilles d'un conteneur a un autre. Pour l'encaissage, les bouteilles 13 sont amenées au poste d'alimentation 20 en position debout, en deux files continues superposées 26 et 27, au moyen de deux convoyeurs horizontaux 28 et 29 de type connu. Des butées 30 et 31 arrêtent les files de bouteilles dans des positions exactement superposées. La tête de préhension 7 est représentée plus en détail dans les figures 2 et 3, mais certains éléments ne sont pas représentés afin de simplifier le dessin. L'axe horizontal 8 de basculement de la tête est matérialisé par un arbre 32 équipé de deux poulies dentées 33 entraînées par les courroies crantées 10 (figure 1) et le moteur 9. L'arbre 32 est rotatif dans des paliers 34 supportés par le bras 4 par l'entremise de dispositifs 35 de réglage de tension des courroies. Sur l'arbre 32 sont fixés deux supports transversaux 36 solidaires de deux glissières parallèles 37 sur lesquelles peut coulisser un châssis 38 de la tête 7, comprenant notamment quatre paliers de coulissement 39 et deux longerons parallèles 40 qui supportent chacun une rangée de treize ventouses 1 1 et 12.Le coulissement du châssis 38 est nécessité par la position imbriquée des deux rangs de bouteilles disposées tête-bêche, c'est-à-dire que son amplitude est égale à la moitié de l'entr'axe des bouteilles et des ventouses 11 et 12. Ce coulissement est produit par un vérin pneumatique de translation 41, fixé sur le châssis 38 et s'appuyant contre l'un des supports 36 comme la figure 2. Dans le but d'augmenter le jeu latéral pendant sa descente dans le conteneur, la tête de préhension 7 comporte, à une extrémité des rangées de ventouses 11 et 12, deux ventouses escamotables lla et 12a, montées sur un support cornmun 42 porté des bielles inférieures 43 et supérieures 44 disposées en parallèlogramme, comme le montre la figure 2. Dans cette figure, on a représenté en traits continus la position normale des ventouses 1 la, 12a alignées avec les autres ventouses, et en traits interrompus leur position escamotée. Ces positions sont commandées au mayen d'un vérin pneumatique 45 attaquant un levier 46 solidaire d'un arbre rotatif 47 portant les bielles inférieures 43. Une fois que la tête est arrivée en position de pose au fond du conteneur, les ventouses lla et 12a sont remises en position normale pour compléter la rangée de bouteilles à déposer. Grâce à cette construction, la tête de préhension 7 peut aussi manipuler des rangs de longueurs différentes, si la disposition en quinconce des bouteilles dans le conteneur est telle que le premier rang déposé occupe toute la longueur du conteneur et que le second rang comporte une bouteille de moins que le premier. La machine décrite ci-dessus fonctionne de la manière suivante, pour ranger dans le conteneur 21 les bouteilles arrivant en deux files superposées 26 et 27 dans le poste d'alimentation 20. Tout d'abord la tête de préhension 7 est amenée au poste 20 sur la droite des files 26 et 27 (dans la vue de la figure I) suivant la flèche A. En même temps, on la fait basculer dans le sens de la flèche B pour que ses ventouses 11 viennent s'appliquer contre les bouteilles de la file supérieure 26, et ses ventouses 12 contre les bouteilles de la file inférieure 27.Les ventouses sont actionnées pour saisir les bouteilles par aspiration, puis la tête est déplacée dans le sens opposé à la flèche A, par des déplacements appropriés du chariot 3 et du bras 4, avant d'être basculée dans le sens opposé à la flèche B et abaissée dans le conteneur 21 suivant la flèche C, le bras 4 et la tête 7 occupant en plan une position prédéterminée par rapport au conteneur. L'arrivée des bouteilles 13 au fond du conteneur étant détectée par un capteur approprié, les ventouses sont désactivées et les deux premiers rangs 23 de bouteilles seront déposés. La tête 7 remonte alors et est amenée sur le côté gauche du poste 20 suivant la flèche D, en basculant encore de 90" dans le sens opposé à la flèche B. En même temps, le vérin 45 est activé de manière à escamoter les ventouses supplémentaires lIa et 12a. Les ventouses 11 seront appliquées contre les bouteilles de la file inférieure 27 et les ventouses 12 contre les bouteilles de la file supérieure 26. Une fois que les bouteilles seront saisies, la tête est ramenée vers le conteneur 21 dans le sens opposé à D, en même temps qu'elle bascule dans le sens de la flèche B pour coucher les bouteilles 13 et que le vérin 41 est activé pour décaler latéralement les seconds rangs 24, qui seront ainsi déposés sur les premiers rangs 23 quand la tête est descendue dans le conteneur. Ensuite, la tête 7 est remontée, les ventouses supplémentaires I la et 12a sont remises en position normale et le cycle recommence suivant la flèche A pour déposer une autre couche de bouteilles dans le conteneur 21. Tous les mouvements décrits ci-dessus peuvent être commandés automatiquement par un dispositif centralisé, par exemple à commande numérique, agissant sur les moteurs 5, 6 et 9, ainsi que sur l'équipement pneumatique de la tête de préhension 7. Durant ces opérations, il est possible d'évacuer le second conteneur 22 rempli au préalable et de le remplacer par un nouveau conteneur vide. Du fait que la tête de préhension basculante peut orienter chaque rang de bouteilles dans le sens voulu, en se plaçant alternativement d'un côté et de l'autre de la file et en basculant dans le sens qui convient, elle n'a pas besoin de pivoter autour d'un axe vertical, comme ce serait le cas avec un appareil manipulateur classique. Par rapport à la machine connue mentionnée plus haut, la machine selon l'invention évite une opération annexe de couchage des bouteilles tête-bêche avant la préhension et la mise en caisse, ce qui permet de gagner en flexibilité et en rapidité, ainsi qu'en encombrement. De plus, il est possible de tenir les bouteilles dans une position inclinée pendant leur introduction dans le conteneur, par exemple afin d'éviter un contact avec les parois. Par ailleurs, la même machine est utilisable pour manipuler des objets en position debout, sans les coucher, ou même pour les retourner complètement. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, on peut envisager le même procédé et la même machine en manipulant un seul rang de bouteilles à la fois, si le poste d'approvisionnement ou d'évacuation ne comporte qu une seule file de bouteilles. Revendications 1. Procédé d'encaissage mécanique d'objets allongés ayant une extrémité rétrécie, notamment de bouteilles, dans lequel les objets (13) sont amenés en au moins une file continue (26, 27) en position debout, sont saisis par groupes et sont déposés en position couchée dans un conteneur (21, 22), en couches superposées dont chacune comprend au moins une paire de rangs imbriqués d'objets disposés tête-bêche, caractérisé en ce que chaque groupe saisi comprend des objets (13) ayant tous la même orientation, et en ce que l'on forrne ladite paire de rangs imbriqués (23,24) directement dans le conteneur, en déposant successivement au moins un premier rang (23) d'objets placés dans une première orientation, puis un second rang (24) d'objets placés dans une orientation , s . fi opposée à la premiere. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque rang d'objets est saisi, déplacé et déposé au moyen d'une tête de préhension (7) s'appliquant latéralement contre les objets pour les saisir, et en ce que pour former l'une desdites couches, la tête de préhension est placée d'un côté (A) de la file pour saisir un premier rang d'objets, puis bascule dans un sens donné autour d'un axe horizontal (8) pour mettre ce rang en position couchée et le déposer, puis la tête de préhension est placée de l'autre côté (D) de la file pour saisir un second rang d'objets, puis bascule dans le sens opposé autour de l'axe horizontal (8) pour mettre ce second rang en position couchée et le déposer. 3. Procédé de décaissage mécanique d'objets allongés ayant une extrémité rétrécie, notamment de bouteilles, dans lequel les objets (13), disposés initialement en position couchée dans un conteneur (21,22), en couches superposées dont chacune comprend au moins une paire de rangs imbriqués d'objets (23,24) disposés tête-bêche, sont saisis par groupes et sont déposés en position debout, caractérisé en ce que chaque groupe saisi comprend des objets (13) ayant tous la même orientation, et en ce que l'on dépose les objets en position debout sous la forme d'au moins une file (26,27) d'objets sur un convoyeur, en saisissant dans le conteneur et en déposant successivement dans cette file un premier rang (23) d'objets ayant une première orientation dans le conteneur, puis un second rang (24) d'objets ayant une orientation opposée dans le conteneur. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque rang d'objets est saisi, déplacé et déposé au moyen d'une tête de préhension (7) s'appliquant latéralement contre les objets pour les saisir, et en ce que, pour mettre en une file les deux rangs d'objets disposés tête-bêche dans une couche, la tête de préhension saisit le premier rang (23), bascule dans un sens donné autour d'un axe horizontal (8), pour mettre les objets de ce rang en position debout, puis est placée d'un côté (A) de la file pour déposer ce premier rang sur le convoyeur, puis la tête de préhension saisit le second rang (24), bascule dans le sens opposé autour de l'axe horizontal (8) pour mettre ces objets en position debout, puis est placée de l'autre côté (D) de la file pour déposer ce second rang sur le convoyeur. 5. Machine pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 1 ou 3, pour encaisser ou décaisser des objets allongés (13) ayant une extrémité rétrécie, notamment des bouteilles, dans laquelle les objets sont saisis et manipulés par groupes entre au moins un poste d'alimentation ou d'évacuation (20) où les objets sont disposés en file (26,27) en position debout, et un conteneur (21,22) où les objets sont disposés en couches superposées dont chacune comprend au moins une paire de rangs imbriqués (23,24) d'objets disposés tête-bêche, la machine comportant une tête de préhension (7) montée sur un équipage mobile (3,4) et pourvue d'au moins une rangée horizontale d'organes de préhension agencés pour saisir ensemble un rang d'objets, un bâti (1,2) sur lequel l'équipage mobile est monté de façon à amener la tête de préhension alternativement à proximité dudit poste et dans le conteneur, et des moyens d'actionnement (5,6,9) agencés pour produire des cycles de fonctionnement de l'équipage mobile et de la tête de préhension, caractérisée en ce que la tête de préhension (7) est montée sur l'équipage mobile de façon à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal (8), sur au moins 90C de chaque côté d'une position médiane où les objets (13) qu'elle porte se trouvent en position couchée, de sorte que la tête de préhension a deux positions basculées qui sont décalées de 1800 et dans lesquelles ses organes de préhension (11,12) peuvent être placés respectivement d'un côté ou de l'autre de la file (26,27) d'objets. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'axe horizontal de basculement (8) a une orientation constante. 7. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le poste d'alimentation ou d'évacuation (20) comporte deux convoyeurs superposés (28,29), pour deux files superposées (26, 27) d'objets, et en ce que la tête de préhension (7) comporte deux rangées d'organes de préhension (Il, 12), correspondant aux deux files d'objets. 8. Machine selon la revendication 5 ou 7, caractérisée en ce que la tête de préhension (7) comporte des moyens (37,39,41) pour décaler latéralement l'ensemble des organes de préhension (11,12) parallèlement à l'axe horizontal de basculement (8), dans une mesure égale à la moitié de ltentrtaxe de deux objets (13) adjacents. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'à une extrémité de chaque rangée d'organes de préhension (11,12), la tête de préhension (7) comporte un organe de préhension (lia, 12a) qui est escamotable sur commande de façon à réduire d'une unité le nombre d'objets (13) alignés dans cette rangée d'organes de préhension. 10. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit équipage mobile comporte un bras vertical (4) agencé pour coulisser verticalement sur un chariot (3) à déplacement horizontal, en ce que la tête de préhension (7) est montée de manière basculante à une extrémité inférieure de ce bras, et en ce qutun moteur (9) commandant le mouvement de basculement de la tête (7) est placé à une extrémité supérieure de ce bras. 11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que le moteur (9) commandant le basculement est à commande numérique. 12. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que le chariot (3) est agencé pour se déplacer en translation le long d'une poutre horizontale (1) d'un portique, au-dessus du conteneur (21, 22) et du poste d'alimentation ou d'évacuation (20), et en ce que des moteurs (5,6) commandant respectivement la translation du chariot (3) et le coulissement du bras vertical (4) sont montés sur ce portique (1,2).