Brevet FR2689488A1 — publié le 19931008

DESCRIPTION Domaine technique La présente invention concerne un système de prise et de dépose automatique de charges et un procédé de mise en oeuvre de ce système. Le domaine de L'invention est celui du transfert de charges d'un emplacement dans un autre par un chariot de manutention commandé de façon automatique sur un parcours donné, par exemple par filoguidage, par optoguidage, ou par guidage odométrique. Un tel chariot est guidé automatiquement le long d'un chemin prédéterminé et comporte des moyens de repérage de positionnement dans sa zone de guidage. Etat de La technique antérieure La demande de brevet français numéro FR-2 659 458 décrit un dispositif de signalisation et de commande pour la prise ou la dépose de charges par un véhicule autonome circulant sur un chemin muni de stations de guidage, et à proximité duquel sont situés des emplacements successifs pour disposer lesdites charges.Ce dispositif est tel que - le chemin est muni de stations signalétiques de repérage personnalisé pour chaque emplacement de charges, chaque station pour le repérage de proximité d'emplacements étant constituée par un domino intégré dans le chemin, dont les points sont constitués par des aimants agencés de façon qu'une première série d'aimants indique la nature ou la catégorie de l'emplacement et que la deuxième série indique le numéro d'emplacement, en cas de pluralité d'emplacements ;; - chaque véhicule est muni a) d'un capteur des signaux de repérage d'emplacement, b) de moyens pour analyser ces signaux de repérage et les comparer à ceux qui ont été programmés, c) d'un vérificateur de présence (ou non) de charge à l'emplacement programmé comportant au moins une cellule optique émettrice-réceptrice placée sur le véhicule, un réflecteur étant disposé au-delà de l'emplacement de ladite charge de telle manière que la présence d'une telle charge empêche la propagation du signal émis par ladite cellule, et révéle ainsi la présence d'une charge, d) d'un moyen déterminant le programme à suivre en fonction de l'emplacement sélectionné et de la présence ou non d'une charge à cet emplacement, e) un moyen de commande du véhicule selon Le programme choisi. Mais un tel dispositif présente de nombreux inconvénients - un moyen dédié est nécessaire pour la détection de la présence ou non d'une charge en un emplacement : ainsi, le véhicule doit détecter la présence d'une station signalétique de repérage personnalisée pour chaque emplacement de charge, puis vérifier la présence d'une charge à cet emplacement. Dans un tel dispositif L'information d'identification d'une station signalétique de repérage personnalisée pour chaque emplacement de charge est reçue par un premier capteur, et l'information de présence ou d'absence d'une charge en un emplacement donné est reçue par un autre capteur. Le véhicule, pour décider s'il doit continuer son chemin ou envisager la prise ou la dépose d'une charge, doit donc effectuer le traitement de deux informations distinctes, ce qui est cause de perte de temps ; - un tel dispositif ne permet de traiter que de la vacuité ou de l'occupation d'un seul emplacement à la fois ; - L'emplacement dont la vacuité ou l'occupation doit être détectée par le véhicule doit se trouver à proximité du fil de guidage ;; - le dispositif installé au sol pour détecter la vacuité ou l'occupation d'un emplacement est saillant et forme donc un obstacle à éviter pour les personnes se déplaçant dans cette zone. Cette zone ne peut donc être rapidement et facilement banalisée. L'invention a pour objet de pallier ces différents problèmes. Exposé de L'invention L'invention concerne un système de prise et de dépose automatique de charges déplaçables par un véhicule mobile autoguidé, tel qu'un même capteur, situé sur ledit véhicule, puisse recevoir à la fois une information relative à la zone pour la prise et la dépose de charge et une information relative à la vacuité ou non d'au moins un emplacement de cette zone, une zone étant constituée d'au moins un emplacement de prise ou de dépose de charge. L'invention propose donc un système de prise et de dépose automatique de charges déplaçables par un véhicule mobile autoguidé circulant sur un chemin de guidage à proximité duquel sont prévues des zones pour la prise et la dépose de charges, ces zones étant pourvues de moyens de balisage, ledit véhicule étant doté de moyens de contrôle de trajectoire, de moyens de mesure des distances parcourues, de moyens de lecture desdits moyens de balisage, et de moyens de commande de déplacement, caractérisé en ce que ces moyens de balisage comprennent un dispositif de balisage fixe, disposé en entrée de chaque zone et relié à au moins un capteur de présence de charge en au moins un emplacement de la zone, et en ce que les moyens de lecture des moyens de balisage extraient l'information utile concernant la présence ou non d'une charge dans au moins un emplacement La zone considérée. Avantageusement dans un tel système il n'y a pas de capteur spécifique dédié à la détection de présence de charge : la détection de la présence ou non d'une charge est réalisée par le capteur de repérage de zones monté de façon standard sur le véhicule mobile. Ce capteur n'est donc pas dédié uniquement à cette fonction. Ainsi le véhicule mobile détecte son entrée dans la zone de prise ou de dépose et détecte en même temps la vacuité ou l'occupation des emplacements de prise ou de dépose. Une anticipation de La manoeuvre de prise ou de dépose peut ainsi être obtenue, ce qui facilite son utilisation. Avantageusement un tel système permet de détecter simultanément la vacuité ou l'occupation de plusieurs emplacements d'une zone de prise ou de dépose de charges. Il permet, de plus, de connaître la vacuité ou l'occupation d'un emplacement éloigné du chemin de guidage. Avantageusement un tel système permet de détecter La vacuité ou l'occupation de zones de prise ou de dépose dont les emplacements sont situés de part et d'autre du chemin de guidage. Avantageusement le capteur de présence de charge en au moins un emplacement de la zone n'est pas saillant. La zone de prise ou de dépose de charge peut ainsi être rapidement et facilement banalisée. Dans une réalisation avantageuse, les zones pour la prise ou la dépose de charges sont agencées en rangées d'orientation, d'espacement et de profondeur déterminées. Avantageusement, au moins un capteur de présence de charge est placé sur la première position des rangées d'emplacement. Un tel capteur peut être de type à contact mécanique ou de type optique. Il peut alors être réalisé par un élément photosensible protégé par un boîtier translucide, présentant une impédance élevée s'il est occulté par une charge, ou une impédance faible s'il est illuminé par l'éclairage ambiant. Avantageusement le moyen de balisage, comprenant un dispositif de balisage fixe placé en entrée de la zone et les informations provenant d'au moins un capteur de présence de charge en au moins un emplacement de cette zone, peut être relié à un dispositif manuel ou automatique de commutation de zone de prise en zone de dépose (et inversement). Un tel dispositif de commutation peut être de type interrupteur à contact ou de type relais. Dans une réalisation particulière chaque emplacement d'une zone peut être couplé avec un tel dispositif de commutation. Avantageusement le véhicule mobile est doté de moyens de détection d'une charge dans une rangée et de moyens de détection de présence d'une charge sur l'outil de préhension. Il peut être de type transpalette autoguidé. L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre du système précédent qui, dans une phase de prise de charge, comprend les étapes suivantes - le véhicule à vide lit la balise d'entrée de la zone de prise de charge et traite l'information pour déterminer les emplacements occupés par des charges ; si aucune charge n'est présente, il quitte alors la zone ; - sinon il pré-sélectionne une rangée et un emplacement de chargement ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur L'axe de la rangée sélectionnée - il effectue une rotation telle~ que son axe de recul soit aligné sur L'axe de cette rangée ; - il recule jusqu a passer sous la charge ; - il s'arrête et soulève la charge ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur le chemin de guidage ; - il effectue une rotation telle que son axe de marche soit aligné sur ce chemin de guidage ; - il quitte finalement la zone. L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre du système précédent qui, dans une phase de dépose de charge, comprend les étapes suivantes - le véhicule lit la balise d'entrée de la zone de dépose de charges et traite l'information pour déterminer les rangées où au moins Le premier emplacement de dépose est libre ; - si au moins un de ces emplacements est libre, il pré-sélectionne une rangée pour le déchargement ; - il avance jusqu'a aligner son centre de rotation sur L'axe de la rangée sélectionnée - il effectue une rotation telle que son axe de recul soit aligné sur l'axe de cette rangée ; - il recule jusqu'à :: - soit l'extrémité de cette rangée, - soit détecter la présence d'une charge ; - il s'arrête et dépose la charge ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur le chemin de guidage ; - il effectue une rotation telle que son axe de marche soit aligné sur ce chemin de guidage ; - il quitte finalement la zone. Dans La seconde étape, si le véhicule ne détecte aucune position libre, il quitte la zone ou il s'arrête et donne alors une alarme pour être déchargé manuellement. Brève descriPtion des dessins - La figure 1 illustre le fonctionnement du système selon L'invention ; - les figures 2 et 3 illustrent le fonctionnement du système selon L'invention respectivement dans une phase de prise de charge et dans une phase de dépose de charge ; - la figure 4 illustre un exemple de véhicule autoguidé selon L'invention ; - les figures 5, 6 et 7 illustrent plusieurs exemples de réalisation d'un dispositif de détection de présence de charge selon l'invention. Exposé détaillé de modes de réalisation Le système de l'invention est un système de signalisation et de commande pour la prise ou la dépose automatique de charges par un véhicule autoguidé sans conducteur, par exemple un chariot doté de moyens connus de contrôle de trajectoire, par exemple une antenne, et de mesure des distances parcourues, par exemple du type filoguidé doté de codeurs de déplacement, circulant sur un circuit à proximité duquel sont prévues des zones pour la prise ou la dépose de charges. Un tel système, représenté à la figure 1, comprend un véhicule 10 qui se déplace dans un sens 14 le long d'un chemin de guidage 11 entre plusieurs zones de prise de charge 12 ou de dépose de charge 13. La modularité mécanique de chaque véhicule permet à celui-ci d'être équipé d'un outil de préhension adapté à l'application spécifique, par exemple une fourche. Dans un système filoguidé, La trajectoire dudit véhicule est assurée et contrôlée en continu grâce à une antenne de guidage ; celle -ci est en permanence positionnée avec précision au-dessus d'un fil par asservissement électronique en boucle fermée. Ce fil, noyé dans une saignée, permet le guidage du véhicule. Dans le système selon l'invention, des balises 15 codées, noyées dans le sol, permettent au véhicule 10 un repérage précis à L'approche des zones actives du circuit 12 ou 13. L'entrée de ces zones 12 ou 13 est marquée par de telles balises fixes 15 reliées à des capteurs 16 indiquant la présence ou L'absence d'une charge 17 au moins au premier des emplacements 18 de chacune des rangées 19 de ces emplacements de prise ou de dépose. Avantageusement les emplacements de prise ou de dépose sont agencés en rangées d'orientation, d'espacement et de profondeur prédéterminées, d'un même côté ou de part et d'autre du fil de guidage. Sur la figure 2 le véhicule autoguidé 10, qui circule sur le chemin de guidage 11, est représenté dans les trois étapes caractéristiques d'une prise de charge A) Entrée dans la zone de prise automatique 12, zone dont l'entrée est marquée par la balise 15, reliée aux capteurs 16 de présence de charge sur les emplacements 18 disposés en rangées 19. B) Avance du véhicule 10 jusqu'à la rangée 19 pré-sélectionnée, enchaînée avec une rotation pour aligner le véhicule sur l'axe de cette rangée. C) Recul du véhicule 10 jusqu'à réaliser un contact avec la première charge 17 présente sur la rangée, enchaîné avec la prise (levage) de la charge 17, puis retour du véhicule 10 vers le chemin de guidage 11 combiné avec une rotation inverse de celle effectuée précédemment, et enfin sortie de la zone 12. Sur la figure 3 le véhicule autoguidé 10, qui circule sur le chemin de guidage 11, est représenté dans les trois étapes caractéristiques du procédé de dépose D) Entrée dans la zone de dépose automatique 13, délimitée par la balise 15 reliée aux capteurs 16 de présence de charge 22 placés au moins sur le premièr emplacement des rangées 19 d'emplacements 18. En effet, il peut également y avoir autant de capteurs 16 que d'emplacements 18 de dépose. E) Avance du véhicule 10 jusqu'à la rangée 19 sélectionnëe, enchaînée avec une rotation pour aligner le véhicule 10 sur L'axe de cette rangée, recul du véhicule 10 jusqu'au dernier emplacement libre de la rangée : - soit en atteignant le dernier emplacement de celle-ci, - soit en détectant, grâce à un capteur de proximité, la présence d'une charge déjà en place, dépose de la charge 17 portée. F,G) Retour du véhicule 10 vers le chemin de guidage 11, combiné avec une rotation inverse de celle effectuée précédemment, et puis sortie de la zone 13. Dans la suite de La description, le véhicule mobile autoguidé 10 considéré est, à titre d'exemple, un chariot transpalette dont l'outil de préhension est une fourche. Ce chariot comporte des moyens de mémorisation lui permettant d'être autonome, c'est-à-dire d'avoir en mémoire Les informations sur les zones de prise et de dépose de charges, par exemple le nombre de rangées, la profondeur des rangées. Comme représenté à la figure 4, le véhicule mobile 10 comporte tout d'abord les éléments suivants, connus de l'homme de l'art - une tourelle de traction 30 ; - un tableau de commande 31 ; - un bouton d'arrêt d'urgence 32 ; - une colonne de signalisation d'états 33 ; - un timon 34 ; - un bouclier 35 ; - un bac à batteries 36 ; - un outil de préhension 37 qui est une fourche ; - des boggies 38. Il comporte, en outre, plusieurs éléments caractéristiques de l'invention, à savoir - des moyens 20 de lecture des balises 15 ; - des moyens 21 de détection de la présence d'une charge dans une rangée 19 d'emplacements 18 ; - des moyens 22 de détection de la présence d'une charge 17 sur L'outil de préhension 37 ; - des moyens de commande pour enchaîner les étapes de détection et les étapes de déplacement du véhicule 10 et pour assurer la fonction de prise ou de dépose automatique de charges 17. Les moyens de lecture 20 des balises fixes 15 permettent de lire ces balises, qui sont par exemple des "étiquettes électroniques" codées sans alimentation, qui peuvent être activées et lues à distance par induction magnétique. Les moyens de détection 21 de la présence d'une charge 17 dans d'une rangée 19 d'emplacements 18 peuvent être réalisés par exemple par une cellule à réflexion infrarouge disposée en bout de fourche pour la détection anticipée dans le sens du recul d'une charge déjà posée sur le sol. les moyens de détection 22 de La présence d'une charge sur l'outil de préhension 37 peuvent être réalisés par exemple à l'aide d'un volet avec contacteur pour la détection de contact avec une charge engagée sur La fourche. Sur les figures 5 et 6 est représenté un exemple de réalisation de dispositifs de détection de présence de charges, composé de capteurs élémentaires 16 reliés à une balise 15. Les capteurs 16 sont reliés aux entrées 26 de polarisation de la balise codée 15 de telle sorte que le code lu au vol par le véhicule 10 indique la présence ou l'absence d'une charge 17 posée sur chaque capteur 16. Les capteurs élémentaires 16 peuvent être du type à contact mécanique, ou du type optique tel que représenté aux figures 5 et 6. Ces capteurs 16 sont alors : - dotés d'un élément photosensible 25, qui peut être une photorésistance par exemple au sulfure de cadmium ; - protégé par un boîtier translucide 26 affleurant la surface du sol, présentant une impédance élevée s'il est occulté par la charge 17 (présence de charge) ou faible s'il est illuminé par l'éclairage ambiant (absence de charge). Les balises codées 15 peuvent également être reliées à un dispositif manuel ou automatique de commutation de zone de prise en zone de dépose (et inversement), comme représenté sur la figure 7. Ainsi sur cette figure sont représentés - un dispositif 27 de commutation d'une zone (ou d'un emplacement) de prise en une zone (ou emplacement) de dépose et inversement ; - un emplacement 28 de prise ou de dépose de charges équipé d'un capteur 25 de vacuité ou d'occupation d'emplacement couplé avec un dispositif de commutation 27. Avec un véhicule 10 du type transpalette filoguidé, dont on suppose qu'il a été spécifiquement appelé ("appel à distance") ou qu'il passe régulièrement sur cette portion de circuit ("maraude"), on peut définir le procédé de charges selon l'invention, qui comprend les étapes suivantes - le véhicule (à vide) lit la balise d'entrée 15 de la zone de prise 12 et traite l'information pour déterminer les emplacements occupés par des charges.Si aucune charge n'est présente, il se contente de traverser la zone 12 sans s'arrêter, sinon - il pré-sélectionne une rangée 19 et un emplacement de chargement où une première charge 17 est présente ; - il avance jusqu'a aligner son centre de rotation sur l'axe de la rangée 19 sélectionnée ; - il effectue une rotation telle que son axe de recul soit aligné sur L'axe de cette rangée (par exemple à l'aide d'un quart de tour) - il recule jusqu'à passer sous la charge 17 ; - il s'arrête et soulève la charge 17 ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur le chemin de guidage 11 ; - il effectue une rotation telle que son axe de marche soit aligné sur ce chemin de guidage 11 ; - il quitte finalement la zone 12. Le procédé de dépose de charges selon l'invention, avec un véhicule 10 du type transpalette filoguidé, dont on suppose qu'il a été spécifiquement envoyé vers cette zone pour y livrer une charge 17, comprend les étapes suivantes - le véhicule lit la balise 15 d'entrée de la zone de dépose 13 et traite l'information pour déterminer les rangées 19 où au moins le premier emplacement 18 de dépose est libre.Si aucun de ces emplacements n'est libre, il traverse la zone puis tente de déposer la charge sur une autre zone, ou il s'arrête et donne une alarme pour être déchargé manuellement ; sinon, - il pré-sélectionne une rangée 19 pour le déchargement, par exemple la première rangée dont le premier emplacement 18 est Libre - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur l'axe de la rangée 19 sélectionnée ; - il effectue une rotation telle que son axe de recul soit aligné sur l'axe de cette rangée 19 par exemple à l'aide d'un quart de tour ; - il recule jusqu'à : : - soit l'extrémité de cette rangée 19, - soit détecter la présence d'une charge 17 ; - il s'arrête et dépose la charge 17 - il avance jusqu'a aligner son centre de rotation sur le chemin de guidage ; - il effectue une rotation telle que son axe de marche soit aligné sur ce chemin de guidage ; - IL quitte finalement la zone 13. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exempLe préférentiel et que L'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, sortir du cadre de L'invention. REVENDICATIONS 1. Système de prise et de dépose automatique de charges déplaçables (17) par un véhicule mobile autoguidé (10) circulant sur un chemin de guidage (11) à proximité duquel sont prévues des zones (12, 13) pour la prise et la dépose de charges (17), ces zones étant pourvues de moyens de balisage (15), ledit véhicule étant doté de moyens de contrôle de trajectoire, de moyens de mesure des distances parcourues, de moyens de lecture (20) desdits moyens de balisage, et de moyen de commande de déplacement, caractérisé en ce que ces moyens de balisage comprennent un dispositif de balisage fixe (15) disposé en entrée de chaque zone, et relié à au moins un capteur (16) de présence de charge (17) en au moins un emplacement (18) de la zone (12, 13), et en ce que les moyens de lecture (20) des moyens de balisage extraient l'information utile concernant la présence ou non d'une charge (17) dans au moins un emplacement de la zone considérée. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones (12, 13) pour la prise ou la dépose de charges (17) sont agencées en rangées (19) d'orientation, d'espacement et de profondeur déterminés. 3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les zones (12, 13) pour la prise ou la dépose de charges (17) sont composées d'emplacements situés de part et d'autre du chemin de guidage. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au moins un capteur (16) de présence de charge est placé sur le premier emplacement des rangées. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ce capteur (16) est de type à contact mécanique. 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ce capteur (16) est de type optique et en ce qu'il comprend un élément photosensible (25) protégé par un boîtier translucide (26) présentant une impédance élevée s'il est occulté par une charge, ou une impédance faible s'il est illuminé par L'éclairage ambiant. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément photosensible (25) est une photorésistance. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de balisage comprenant un dispositif de balisage fixe (15) disposé en entrée de chaque zone, et relié à au moins un capteur (16) de présence de charge (17) en au moins un emplacement (18) de la zone (12, 13), est relié à au moins un dispositif manuel ou automatique de commutation de zone de prise de charges en zone de dépose de charges et inversement. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule mobile (10) est doté de moyens (21) de détection d'une charge (17) dans une rangée (19). 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le véhicule mobile (10) est doté de moyens (22) de détection de présence d'une charge (17) sur L'outil de préhension. 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le véhicule mobile est du type transpalette autoguidé. 12. Procédé de mise en oeuvre du système selon L'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que dans une phase de prise de charge il comprend les étapes suivantes : - le véhicule à vide lit la balise (15) d'entrée de la zone (12) de prise et traite l'information pour déterminer les emplacements occupés par des charges (17) ; si aucune charge (17) n'est présente, alors il quitte la zone ; sinon, - il pré-sélectionne une rangée (19) et un emplacement (18) de chargement ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur L'axe de la rangée (19) sélectionnée ; - il effectue une rotation telle que son axe de recul soit aligné sur l'axe de cette rangée (19) ; - il recule jusqu'à passer sous la charge (17) ; - il s'arrête et soulève la charge (17) ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur le chemin de guidage (11) ; - il effectue une rotation telle que son axe de marche soit aligné sur ce chemin de guidage (11) ; - il quitte finalement la zone (12). 13. Procédé de mise en oeuvre du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que dans une phase de dépose de charge il comprend les étapes suivantes : - le véhicule lit la balise d'entrée (15) de la zone (13) de dépose et traite l'information pour déterminer les rangées (19) où au moins le premier emplacement (18) de dépose est libre ; - si au moins un de ces emplacements (18) est libre, il pré-sélectionne une rangée (19) pour la dépose ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur l'axe de la rangée (19) sélectionnée ; - il effectue une rotation telle que son axe de recul soit aligné sur l'axe de cette rangée (19) ; - il recule jusqu'à soit l'extrémité de cette rangée (19), - soit détecter la présence d'une charge (17) ; - il s'arrête et dépose la charge ; ; - il avance jusqu'à aligner son centre de rotation sur le chemin de guidage (11) - il effectue une rotation telle que son axe de marche soit aligné sur ce chemin de guidage (11) ; - il quitte finalement la zone (13). 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que dans la seconde étape, si le véhicule (10) ne détecte aucun emplacement (18) libre, il quitte la zone (13), et tente de déposer la charge sur une autre zone. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que dans la seconde étape, si Le véhicule (10) ne détecte aucun emplacement (18) libre, il s'arrête et donne une alarme pour être déchargé manuellement.