Brevet FR2684651A1 — publié le 19930611

ROBOT DE PALETTISATION ET DE MANIPULATION ASSISTE PAR ORDINATEUR La présente invention concerne un dispositif pour la palettisation ou tout autre opération de manipulation des caisses et/ou objets, différents tant de par leur format que de par leur nature, en simultané sur un support unique Traditionnellement, la palettisation et plus généralement la manipulation de caisses et/ou objets d'un même format et d'une même nature est réalisé par des robots. Mais ces robots sont incapables de palettiser sur une même palette ou manipuler sur un même support des caisses etlou objets différents tant de par leur format que de par leur nature. Ils ne peuvent pas prendre en considération ces paramètres. La palettisation et plus généralement la manipulation de ces caisses et/ou objets se fait alors manuellement L'opération présente alors l'inconvénient d'être longue et par voie de conséquence onéreuse. De surcroît, il est souvent nécessaire de réaliser une palette avec un contrôle du volume généré pouvant rendre la charge le plus cubique possible pour la stabilité et pour faciliter le stockage parmi d'autres palettes. Cette opération allonge sensiblement le délai. Quant au résultat, à savoir la constitution d'une palette le plus cubique possible, il n'est que partiellement atteint car les manutentionnaires n'ont pas envisagé toutes les possibilités de positionnement des caisses et/ou objets. Le dispositif selon l'invention permet de pallier les lacunes de la technique antérieure et les inconvénients de la réalisation manuelle de l'opération en palettisant ou en manipulant des caisses et/ou objets différents de par leur dimension mais également de part leur nature. II comprend en effet un robot doté d'un bras articulé avec, à l'extrémité de ce bras, une pince de préhension pour saisir les caisses et/ou objets puis les déposer sur la palette et plus généralement les manipuler. Ce robot de mécanique industriel standard fonctionne avec un ordinateur. L'ordinateur effectue les calculs nécessaires pour la réalisation théorique de l'opération et pilote le robot ainsi que le transporteur motorisé qui permet d'apporter les caisses et/ou objets jusq'au robot et les orienter. La préparation de la palette et plus généralement la manipulation des caisses et/ou objets est effectuée par un opérateur qui introduit dans l'ordinateur les données et instructions suivantes - les références des caisses et/ou objets, - la fragilité des caisses et/ou objets, - la quantité à palettiser ou à manipuler, - I'optimalisation de la charge en donnant soit la préférence au volume total créé soit à la génération de plans intermédiaires, - la hauteur de la palette ou de la commande. Cette étape terminée, le système calcule ensuite la place optimale de chaque caisse et/ou objet puis il examine toutes les possibilités de constitution de palette ou de manipulation et suggère éventuellement de modifier certains paramètres influant sur la conception de la palette ou de la manipulation, le tout dans un laps de temps bref. Les différentes possibilités envisagées peuvent faire l'objet de dessins en trois dimensions sur l'écran de l'ordinateur afin de visualiser le résultat obtenu avant le lancement de la palette ou de la manipulation. Les calculs effectués par l'ordinateur lui permettent de piloter le robot qui va effectuer sous son contrôle la palettisation ou la manipulation. Les caisses et/ou objets sortent du magasin en automatique dans l'ordre demandé par le robot (ou en manuel selon les installations existantes) et sont expédiés vers le robot sur un transporteur motorisé contrôlé par l'ordinateur. Dans le cas de sortie manuelle, toujours sous contrôle de l'ordinateur, le robot saisira les caisses et/ou objets, non pas dans leur ordre d'arrivé sur le transporteur motorisé alors de type manège, mais dans celui permettant de réaliser la palette ou la manipulation selon les calculs effectués par l'ordinateur. Ainsi, les caisses etlou objets non saisis lors de leur premier passage devant le robot tourneront sur le transporteur motorisé jusqu'à ce que le robot les saisissent. L'ordinateur contrôle également la rotation ou le basculement éventuelle des caisses et/ou objets sur le transporteur motorisé selon les besoins pour la réalisation de la palette ou de la manipulation. II peut également empêcher le basculement et/ou la rotation des caisses et/ou objets pour quelque motif que ce soit. L'orientation des caisses et/ou objets par le transporteur est une possibilité. Cette orientation peut, entrer autre, réalisée par le robot doté d'une pince de préhension avec plus d'axe de liberté. La description qui suit d'un mode de réalisation préférentiel est donné à titre d'exemple non limitatif. Selon la figure 1, le robot est constitué d'une base en acier de grosse épaisseur, pour supporter le prélevement de caisses et/ou objets lourds, avec un encrage au sol par boulons à expansion. Cette base peut ne pas être fixée au sol afin que le robot soit mobile. Un système de rotation sur l'axe vertical composé d'une roue dentée, montée sur roulements, motorisée par un pignon monté sur un motoréducteur axe 7. Une colonne verticale, en profilé de grosse épaisseur sur laquelle sont fixés les guides de déplacement verticaux 1. Un chariot de déplacement vertical qui entoure la colonne et se déplace sur des guides de haute résistance. Le mouvement vertical est assuré par un motoréducteur, axe 8, avec pignon et crémaillère. L'ensemble est protégé par des soufflets 2. Le bras articulé 3 est relié au chariot. L'articulation est réalisée par un motoréducteur, axe 9. A l'extrémité du bras se trouve l'organe de préhension 4 qui, à l'aide d'un moteur, axe 10, est toujours maintenu parallèle à un axe donné quelle que soit la position du bras. Ce moteur assure sa rotation à 90". La pince est auto-centrante et à pression réglable. Un dispositif spécial "extracourse" permet d'assurer une dépose correcte des caisses et/ou objets sur la palette ou tout autre support, même s'il présente des défauts de planéité. Le pupitre et l'armoire à commande 5 sont étanches à la poussière. Les fonctions de logiques sont réalisés par un PC industriel qui permet de réaliser toutes les modifications de cycles ainsi qu'un contrôle de process. Les moteurs sont à courant continu, ce qui garantit un fonctionnement, doux et progressif, contrôlable à volonté. Ils peuvent cependant être à courant alternatif mais le dispositif sera alors moins performant. L'ensemble de la section électronique est architecturé autour d'un calculateur. Dans le présent mode de réalisation, ce système comprend un microprocesseur 80286 et un coprocesseur arithmétique 80287 indispensable étant donné le nombre de calculs à exécuter en temps réel pour les asservissements de positions nécessaires à la commande des différents axes du robot. Ces microprocesseurs peuvent être remplacés par tout microprocesseur aux capacités au moins équivalentes. L'adaptation vidéo choisie est un standard au moins égal en qualité au standard VGA afin de permettre un graphisme suffisant à la représentation de la palette, ou de la manipulation. Un autre standard est cependant utilisable. La mémoire de masse disponible est de 40 MB sur disque dur avec un drive standard. 1,44 MB est utilisé pour les chargements éventuelles de données externes. En raison de l'évolution rapide et permanente de la technologie électronique, toutes les possibilités d'application de nouveaux moyens sont préservés. Trois types de cartes électroniques standards sont installées sur le calculateur pour - une carte de gestion des axes standard. Elle effectue le comptage des impulsions et donne les consignes de sorties sur mode analogique. - Une carte de liaison et d'adaptation standard permet le raccordement avec l'environnement existant. - une carte des entrées / sorties tout ou rien. Une carte électronique standard permet d'effectuer les commandes tout ou rien du robot ainsi que les différentes signalisations. L'interfaçage est réalisé par des centres d'adaptations à relais 5 volts, 20 MA pour les sorties. Les organes concernés par les sorties sont - les 4 moteurs, - I'ouverture et la fermeture de la pince, - les signalisations (alarme, en mouvement) - le freinage de l'axe B, - les commandes de tapis de prélèvement. Les organes d'entrées sont - les positeurs zéros des axes 7, 8, 9 et 10 - les fins de courses associés à ces axes, - les sécurités des rotations, de la pince, de la colonne, du bras et de la montée du bras, - les présences palettes, - la barrière de sécurité, - les présences objets, - le clavier (pupitre), REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la palettisation simultané ou tout autre opération de manipulation simultané des caisses et/ou objets différents tant de par leur format que de par leur nature caractérisé en qu'il comprend un robot doté d'un bras articulé avec à l'extrémité une pince de préhension pour la saisie des caisses et ou objets et un ordinateur qui effectue les calculs nécessaires à la réalisation théorique de l'opération. II pilote également le robot ainsi que le transporteur motorisé qui apporte les caisses et/ou objets jusqu'au robot et les oriente. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la préparation de la palette ou de la manipulation est effectuée par l'ordinateur qui calcule la place optimale de chaque caisse et/ou objet différents tant de par leur format que de par leur nature puis examine toutes les possibilités de constitution de palette ou de manipulation après qu'on lui ait fourni les données et instructions suivantes - les références des caisses et/ou objets, - la fragilité des caisses et/ou objets, - la quantité à palettiser ou à manipuler, - I'optimalisation de la charge en donnant soit la préférence au volume total créé soit à la génération de plans intermédiaires, - la hauteur de la palette ou de la commande. L'ordinateur suggerera éventuellement de modifier certains paramètres influant sur la conception de la palette ou de la manipulation. Les différentes possibilités envisagées peuvent faire l'objet de dessins en trois dimensions sur l'écran de l'ordinateur afin de visualiser le résultat obtenu avant le lancement de la palette ou de la manipulation. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le robot palettise ou manipule les caisses et/ou objets avec un contrôle du volume généré pouvant rendre la charge le plus cubique possible. 4) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'ordinateur commande le basculement et/ou la rotation des caisses et/ou objets, sur le transporteur motorisé, nécessaires à la réalisation de la palette ou de la manipulation. L'ordinateur peut aussi empêcher le basculement et/ou la rotation des caisses et/ou objets pour quelque motif que ce soit.