Brevet FR2669011A1 — publié le 19920515

Machine pour le triage et l'empilage automatique d'objets, notamment de pièces de vaisselle. La présente invention concerne une machine pour le triage automatique d'objets, notamment de pièces de vaisselle, à savoir plats, assiettes, soucoupes etc., d'après certains de leurs critères physiques. Dans les laveries des restaurants, self-services, cantines ou autres collectivités, il convient, pour faciliter le rangement et ultérieurement la redistribution des pièces de vaisselle, de trier ces dernières après lavage, grâce à une machine automatique, et ceci d'après certains de leurs critères physiques, par exemple des critères géométriques tels que leur diamètre et'ou leur hauteur (ou profondeur), des critères de couleur, de formes etc... Le but de la présente invention est d'élaborer une telle machine mettant en oeuvre, entre autres, des moyens mécaniques simples et fiables, ne requérant pas des réglages compliqués et ne nécessitant qu'un entretien minimum, contrairement à ce qui est le cas actuellement dans ce domaine de la technique et dont la cadence de fonctionnement est compatible avec la vitesse des machines à laver placées en amont de la machine objet de l'invention. A cet effet, une machine conforme à l'invention et permettant d'atteindre ce but sera essentiellement caractérisée en ce qu'elle comporte : au moins une zone d'identification ; un nombre de zones d'empilage correspondant au nombre des types différents de pièces de vaisselle, ces zones comportant deux chariots (CH1 et CH2) mus par des vérins horizontaux supportant chacun un vérin vertical muni d'une ventouse (V), chacune de ces zones étant affectée exclusivement aux pièces présentant un même critère physique, différent pour chaque zone, ces zones d'empilage étant disposées l'une dernière l'autre en aval de la zone d'identification respective; et au moins une unité logique de commande sélective d'empilage, dont chacune reçoit sur ses entrées des signaux provenant de capteurs associés à la zone d'identification correspondante et propres à détecter la présence ou l'absence du critère physique requis, associé à la zone d'empilage respective, les sorties de cette unité logique étant reliées respectivement à chacune desdites zones de préhensionldéplacementlempilage, de sorte à provoquer l'empilage, en ces zones, des seules pièces présentant le critère physique qui leur est respectivement associé. Le fonctionnement d'une telle machine ainsi que d'autres particularités touchant à sa réalisation seront décrits plus bas. II est à noter cependant qu'elle peut-être réalisée, quant à son principe général de fonctionnement, selon essentiellement deux variantes: Selon la première variante, chaque zone d'empilage est précédée par une zone d'identification respective, ces zones d'identification étant associées respectivement à des capteurs de critères physiques différents. Ainsi si dans une zone d'identification déterminée le ou les capteurs détectent que la pièce de vaisselle qui le franchit répond aux critères physiques associés à cette zone et à la zone d'empilage qui la suit immédiatement, cette pièce sera extraite en cette zone d'empilage. Dans le cas contraire, la pièce en question sera transférée jusqu'à la zone d'identification suivante et ainsi de suite. Selon la seconde variante, on ne prévoit qu'une seule zone d'identification associée à l'ensemble des capteurs de critères physiques, et disposée en amont des zones d'empilage. On va décrire maintenant, à titre d'exemples nullement limitatifs, ces modes de fonctionnement possibles d'une machine conforme à l'invention, ainsi qu'un mode de réalisation pratique, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est un diagramme schématique montrant la première variante avec une unité logique par station. - La figure 2 est un diagramme schématique montrant la première variante avec une seule unité logique. - La figure 3 est un diagramme schématique montrant la seconde variante. - La figure 4 représente la disposition des capteurs et guides latéraux dans la première variante. - La figure 5 montre les cycles de fonctionnement des vérins dont la séquence est indiquée par les chiffres 0 à 11 enclerclés et correspond à une réalisation pratique selon les deux variantes. - La figure 6 montre la vue en coupe d'une station d'identification et de préhensionldéplacement(empilage correspondant à une réalisation pratique de la machine selon la première variante. - La figure 7 montre le principe des deux chariots supportant les vérins de préhensionidéplacemenVempilage et correspond à une réalisation pratique de la machine selon les deux variantes. A la figure 1 on a représenté schématiquement une machine de triage automatique constituée de quatre stations de tri Stl, St2, St3 et St4, comportant chacune une zone d'identification ID (respectivement 1, 2, 3 et 4) et une zone de préhension/déplacemenVempilage DEP (respectivement 1, 2, 3 et 4). L'entrée des pièces de vaisselle dans la machine est représentée par la flèche Ent. Les objets seront triés par ordre décroissant de taille dans le sens de la flèche (Ent) : d'abord diamètre puis hauteur si les diamètres des deux objets sont identiques. Chaque zone d'identification comporte un ensemble des capteurs (capteurs de diamètre, éventuellement capteurs de hauteur) propres à fournir des signaux représentatifs du critère physique choisi à chaque station de tri pour l'un des types de pièces à trier : par exemple diamètre compris entre 15 et 18 cm pour une assiette à la première zone d'identification ID-l, entre 10 et 12 cm pour un bol à la troisième zone d'identification ID-3, etc. Pour simplifier le dessin, on a représenté ces capteurs sous la forme d'un seul capteur, respectivement cî à c4 pour les zones d'identification ID-l à ID-4. Ces capteurs sont reliés aux entrées el à e4, d'une unité logique de traitement des signaux UL, dont les sorties sl à s4 sont reliées aux zones de préhension/déplacement'empilage. Ainsi, si par exemple une assiette de diamètre 1 1 cm est introduite dans la machine, le capteur c1 fournira en el un signal indiquant que le critère 15 Le capteur c2 fournira en e2 le même signal autorisant le transfert au poste ST3. Le capteur c3 fournira alors en e3 un signal indiquant que le critère 10 L'assiette sera alors récupérée dans une zone d'empilage appropriée (non représentée). Par contre, une assiette plus petite, par exemple de 8 cm de diamètre, sera transférée jusqu'au poste ST4 où elle sera empilée. Dans la variante représentée à la figure 3, il n'y a qu'un seul poste d'identification ID, auquel sont groupés tous les capteurs C1 à C4, ce poste étant suivi par quatre zones de préhensionldépîacement'empilage : DEP-1 à DEP-4. Dans le cas de la même assiette que ci-dessus, on comprend que l'unité logique UL fournira en s1 un signal autorisant le transfert de l'assiette du poste ST1 au poste ST2 puis ST3, et en s3 un signal commandant la prehension/déplacementlempilage de cette assiette. Là encore, bien entendu, une assiette de 8 cm de diamètre ne sera déposée qu'en ST4. Le fonctionnement de la figure 2 est rigoureusement identique à celui de la figure 1, seul le nombre et la répartition des unités logiques diffèrent. On voit que les fonctionnements respectifs des machines des figures 1 et 3 sont très semblables. Ils sont bien entendu les mêmes pour un nombre quelconque de critères géométriques des pièces à trier, et donc pour un nombre quelconque de postes de préhension/déplacement'empilage. A la figure 4, on a représenté de façon plus détaillée la vue de dessus d'un ensemble de 4 stations de tri selon la variante 1. Les assiettes avancent selon la flèche (F). Les plus petites assiettes seront centrées au fur et à mesure de leur avance par les guides latéraux (GL) jusqu'à la zone où elles répondront aux critères dimensionnels définis par l'écartement des cellules par exemple 3-C1 et 3-C2. Une assiette correspondand aux critères dimensionnels de la troisième station ne pourra passer simultanément devant les cellules 1-Cl et 1-C2 puis 2-C1 et 2-C2 mais par contre cachera simultanément 3-C1 et 3-C2 transmettant ainsi à l'unité logique l'information de correspondance aux critères dimensionnels. L'assiette va ensuite cacher la cellule 3-C3 ce qui aura pour effet de désacoupler l'embrayage 3-CL et d'enclencher le cycle préhension/déplacement(empilage décrit ci-dessous. La figure 5 montre les séquences de fonctionnement du système de préhension/déplacemenVempilage des assiettes. A l'état initial, le vérin A est sorti, B, C et D sont rentrés. Les capteurs el, e2, e4 et e6 sont actionnés. Lorsqu'une assiette identifiée comme étant conforme dimensionnellement cache la cellule de position, le convoyeur s'arrête, et le vérin B descend durant une durée programmée. A la fin de cette durée, le vérin B remonte, soulevant l'assiette maintenue par la ventouse fixée au bout de la tige du vérin B. Lorsque le capteur e2 est à nouveau actionné,le vérin A va rentrer jusqu'à actionner eO. Le vérin C sort jusqu'à actionner le capteur e5. Le vérin B descend jusqu'au capteur e3. La ventouse du vérin B relâche alors l'assiette sur la pile de gauche puis le vérin B remonte jusqu'au capteur e2. Durant la descente et la remontée du vérin B, le vérin D a pu "prendre" L'assiette reconnue dimensionnellement conforme sur le convoyeur et le vérin C la déplacer au-dessus de la pile de droite selon le même principe que pour le vérin A sans attendre que le vérin B soit retourné en position initiale. Lorsqu'une pile est pleine, le vérin B, par exemple, ne pourra plus descendre jusqu'au capteur e3 lors de la préhension/déplacement'empilage sur la pile. Une temporisation est décomptée durant chaque descente des vérins D et B. Si le capteur e3 (pour le vérin D) n'est pas atteint à la fin du décompte, L'assiette est malgré tout déposée mais l'empilage ne se fera plus sur la pile alimentée par les vérins A et B mais sur celle alimentée par les vérins C et D jusqu'à ce que le vérin D rencontre les mêmes conditions que celles décrites pour le vérin B. A ce moment, il sera nécessaire de remplacer les contenants des piles. La figure 6 montre un moyen pratique de réalisation des chariots porteurs (CH1 et CH2). Chaque chariot est guidé sur deux barres de glissement (BG) coulissant dans des paliers (P). Les vérins (A) et (C) sont nez à nez et placés respectivement au-dessus d'une barre de glissement. Le chariot CH2 va empiler les assiettes en PG, CH1 va empiler en PD. Tous deux amèneront à l'aide de leurs vérins respectifs (A pour CH1 et B pour CH2) les vérins D ou B au-dessus du convoyeur (CV) pour y "prendre" les assiettes. Les vérins verticaux B et D sont guidés en rotation par des tubes (TG) servant aussi à véhiculer l'alimentation en vide des ventouses. La figure 7 montre que le chariot CH2 mû par le vérin A peut se déplacer librement au-dessus du convoyeur (CV) et du puit de gauche (PG) et par la même permettre l'empilage simultané à droite (PD) par le vérin B et à gauche (PG) par le vérin D. La seule interdiction étant les chariots CH1 et CH2 se trouvant ensemble au-dessus du convoyeur (CV). REVENDICATIONS: -1. Machine pour le triage automatique d'objets, notamment de pièces de vaisselle, à savoir plats, assiettes, soucoupes etc., d'après certains de leurs critères physiques, caractérisée en ce qu'elle comporte : au moins une zone ou poste d'identification (ID); un nombre de postes de préhension/déplacemenVempilage (DEP-1, DEP-2, DEP-3 et DEP-4) correspondant au nombre des types différents de pièces de vaisselle, chacun de ces postes étant affecté exclusivement aux pièces présentant un même critère physique, différent pour chaque poste, ces postes étant disposés l'un derrière l'autre en aval de la zone d'identification respective (ID) ; et au moins une unité logique recevant sur ses entrées des signaux provenant de capteurs associés à la zone d'identification correspondante (ID) et propres à détecter la présence ou l'absence du critère physique requis, associé au poste respectif, les sorties (s1, s2, s3) de cette unité logique (UL) étant reliées respectivement à chacun desdits postes (DEP-1, DEP-2, DEP-3 et DEP-4), de sorte à provoquer "préhension/déplacement/empilage", en ces postes, des seules pièces présentant le critère physique qui leur est respectivement associé. -2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque zone "préhension/déplacement/empilage" (DEP-1 , DEP-2, DEP-3 et DEP-4) est précédée par une zone d'identification respective (lD-1 lD-2, ID-3 et ID-4), ces zones d'identification étant associées respectivement à des capteurs de critères physiques différents. -3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une seule zone d'identification (ID) associée à l'ensemble des capteurs (C1, C2, C3 et C4) de critères physiques, et disposée en amont des zones "préhensionldéplacementlempilage" (DEP-1, DEP-2, DEP-3 et DEP-4). -4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte pour chaque zone de préhension/déplacement/empilage deux ensembles composés de deux vérins dont l'un, horizontal, déplace un chariot (chariot A ou B) supportant l'autre vérin, vertical qui est muni d'une ventouse à son extrémité et propre à prendre la vaisselle sur un convoyeur puis à la déposer en pile. -5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les chariots (A) et (B) sont indépendants et permettent l'empilage simultané sur les piles droite et gauche d'une station, ou l'empilage sur une pile par un ensemble vérinslchariots simultanément à la préhension d'une assiette sur le convoyeur par l'autre ensemble vérins/chariots. -6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque zone de préhension/déplacement/empilage, comporte des guides latéraux centrant les assiettes et situés au-dessus du convoyeur.