Brevet FR2701937A1 — publié le 19940902

La présente invention est relative à un robot de déchargement et/ou de chargement automatique de produits céréaliers ou similaires, transportés en vrac par mode ferrovière et mode connexe dans des wagons pourvus de trémis. Les installations de déchargement actuelles permettent de recevoir des convois de transport de céréales et de décharger l'un après l'autre les wagons au-dessus d'une grande fosse. Les installations de chargement reçoivent ces memes trains et permettent leur chargement l'un apres l'autre lorsque ces derniers, se trouvent positionnés sous les dispositifs de chargements gravitaires. Le déplacement des convois a lieu au fur et à mesure des opérations de chargement et de déchargement, à l'aide d'engins de manutention actionnés directement ou indirectement par l'homme et si besoin à l'aide de télécommande. Toutes les opérations de déchargement (déplombage, déverrouillage du système de condamnation des trappes de vidange, ouverture et fermeture des trappes de vidange, recondamnation du système de verrouillage ...) sont manuelles et requièrent l'emploi d'un ou généralement de plusieurs individu dans un environnement poussiéreux, dans des conditions pénibles et de sécurité précaire si toutes les précautions et consignes ne sont pas respectées. Les opérations de chargement nécessitent le déplombage, le déverrouillage et l'ouverture des capots sur le dessus des wagons ; ces opérations étant elles aussi pénibles pour l'utilisateur et parfois réalisées dans des conditions de sécurité précaire. Or, les législations actuelles en matière d'hygiène et de sécurité imposent des conditions de travail pour les employés qui tendent à devenir incompatibles avec ce type d'installation. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients en proposant une installation automatique de chargement et/ou de déchargement qui soit compatible et adaptable: - à plusieurs familles de wagons, - à différentes distances entre boggies et selon les wagons, - à différentes hauteurs des organes de manoeuvre disposés sur les wagons aussi bien au niveau des trappes que des capots, - à différents types d'organes de manoeuvre, et qui autorisent des gains de productivité considérables en toute sécurité pour l'environnement humain et matériel. En effet, on relève dans le parc ferrovière en matière de wagons céréaliers, une pluralité d'organes de manoeuvre ; ainsi, on relève sur les trémis, des volants, des manivelles, des leviers ou tout autre dispositif disposés en partie basse, leur nombre est aussi variable d'un wagon à l'autre et leur disposition également. Les capots ou toits sont également de type divers et leurs organes de commandes de type et en nombre variables. Les capots supérieurs sont soit directement manoeuvrés à la main, soit actionnés par des systèmes analogues à ceux qui équipent les trappes. Par ailleurs, ces organes sont généralement verrouillés par des dispositifs mécaniques qu'il conviendra d'actionner si l'on veut obtenir l'ouverture ou la fermeture de la trappe ou du capot. En cours d'exploitation, le panachage de wagons de types différents est de règle. L'espace latéral disponible entre un wagon et un obstacle tel que mur de bâtiment ou poteau peut etre très réduit et ne pas laisser de place suffisante pour travailler dans de bonnes conditions de sécurité. La présente installation de déchargement et/ou de chargement automatiques de wagons à trémies de transport de produits céréaliers ou similaires est caractérisée en ce qu'elle comprend la totalité ou la plupart des dispositifs suivants - un dispositif de lecture et éventuellement d'écriture à distance des données d'identité situées au sein d'au moins un dispositif de reconnaissance placé sur chaque wagon, qui permet le positionnement correct d'au moins un chariot porte-robot en regard des systèmes d'ouverture des dispositifs de chargement et/ou de déchargement de wagons, le cas échéant, assorti d'un dispositif de plombage/déplombage - un dispositif d'ouverture et de fermeture desdites trappes de déchargement et/ou desdits capots de chargement, - un dispositif permettant la prise automatique de un ou plusieurs échantillons afin de contrôler le produit, - un dispositif qui ordonne le positionnement correct dudit wagon au-dessous du silo de chargement et/ou au-dessus de la fosse de vidange, - un dispositif de mise en mouvement des systèmes de verrouillage et/ou déverrouillage des dispositifs de manoeuvre des capots de chargement et/ou des trappes de déchargement des wagons, - un dispositif qui permet la régulation de débit de matière sortant des wagons, - un dispositif de transmission des informations de marche, de défaut, d'alarme à un site d'exploitation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures - les figures 1, 2 et 3 sont des vues planes de dessus illustrant les différentes phases du déchargement d'un wagon par l'installation, objet de l'invention ; - la figure 4 est une vue plane en élévation frontale d'un chariot porte-robot - la figure 5 est une vue de face d'une fosse de déchargement illustrant l'écoulement de matière sortant du wagon au niveau des trappes - la figure 6 est une vue de face d'un autre mode de réalisation de l'installation. Les diverses étapes du fonctionnement de l'installation sont d'autant mieux comprises par l'étude des figures 1, 2, 3 et 4. Ainsi, selon les figures 1 et 4, l'ensemble des wagons 3, 4, 5 est lié à un dispositif de traction 6 (locotracteur, treuil) permettant de déplacer le train sur des rails 2, le chariot porte-robot 1, pourvu d'une pluralité de mécanismes de manoeuvre 7 et des organes 8 d'ouverture et de fermeture des trappes 9, ainsi que des moyens d'identification 10 du type de wagon rencontré, se place en regard du premier wagon présent. Selon les figures 2 et 4, l'automate 11 ordonne le déplacement du train pour placer le wagon à décharger ou à charger dans l'axe de la fosse ou du silo, en prenant en compte les dimensions et les caractéristiques du wagon grâce à son dispositif d'identification 10 et celles de la fosse ou du silo, connues lors de la mise en place de l'installation. Selon les figures 3 et 4, le wagon étant déchargé ou chargé, le robot a donné l'ordre de déplacer le train et le chariot porte-robot 1 se place en face du wagon suivant. Selon la figure 4, le robot objet de l'invention est équipé d'un dispositif d'identification et d'interrogation à distance 10 de la carte de reconnaissance 12 de l'identité dudit wagon 3, 4 ou 5 et de la machinerie 13 qui permet d'avancer ou de reculer les tetes de commande 14 des dispositifs de manoeuvre 7 des trappes 9 pour leur accouplement aux organes de verrouillage ou de déverrouillage 8, de manière à rendre solidaire le chariot porte-robot 1 du wagon afin qu'il puisse, sous le contrôle et la commande de l'automate 11, décharger ou charger automatiquement lesdits wagons. En se reportant à la figure 5, on voit que le robot objet de l'invention peut, grâce à la maîtrise de l'amplitude de l'ouverture ou de la fermeture des trappes 9, surveiller l'évolution de la hauteur du tas et si besoin réguler le débit et éviter le débordement de matière hors des fosses, tout en conservant une hauteur suffisante de tas de matière afin de limiter les émissions de poussière. En se reportant à la figure 6, on voit que si l'espace disponible entre le côté du wagon et un mur ou poteau est trop étroit pour travailler dans de bonnes conditions de sécurité ou pour disposer un robot standard, il est possible de réaliser un dispositif 15 particulier suspendu ou escamoté dans une fosse latérale. Selon un exemple préféré de réalisation d'une installation de déchargement ou de chargement automatique, on équipe tout d'abord chaque wagon 3, 4, 5 devant subir les opérations de déchargement ou de chargement d'au moins un dispositif électronique 12, plus communément appelé dans le texte : "cartes ou dispositifs de reconnaissance" dans lesquels l'utilisateur a pris soin d'enregistrer de manière claire ou codée une pluralité d'informations qui seront lues et interprétées par un dispositif de lecture et éventuellement d'écriture 10 fonctionnant par toutes les conditions atmosphériques. Ces dispositifs 10 sont notamment choisis parmi des systèmes à liaison immatérielle (optique, magnétique, ultra-son, hertzienne) ou parmi des dispositifs à liaison matérielle (cabales, câbles téléphoniques...). Ainsi, à l'intérieur de ces cartes, l'utilisateur ou le gestionnaire inscrit le type de wagon, son contenu, son propriétaire, le type d'organe de manoeuvre, leur nombre et leur disposition ainsi que toute autre information qu'il juge nécessaire à l'établissement d'une identité exhaustive de chaque wagon constituant le convoi. L'une des applications de ces dispositifs de reconnaissance 12 consiste à informer un système d'automatisation 11 pilotant divers organes, tels que notamment un chariot porte-robot 1 pourvu d'une pluralité de bras d'interception et de verrouillage au wagon, de manière à effectuer automatiquement toutes les manoeuvres nécessaires au chargement ou au déchargement des wagons. Toute cette installation de déchargement ou de chargement automatique est commandée et contrlée par un automate 11 ou un système informatique qui gère en temps réel toutes les entrées/sorties issues de l'installation en relation avec le dispositif de reconnaissance 12. Avantageusement, le système informatique peut ainsi dialoguer avec n'importe quel maillon de l'installation de manutention des produits sortant des wagons ou tout système de production ou de gestion en relation directe ou indirecte avec les wagons, le déplacement du convoi ou des wagons, la gestion du train, des wagons, des produits contenus ou toute autre application automatisable comme par exemple celle du contrôle de qualité ou de productivité. On prévoit également que par l'intermédiaire des liaisons matérielles ou immatérielles, le dispositif de lecture puisse en retour écrire au sein des cartes ou des dispositifs de reconnaissance 12 afin d'enregistrer l'historique des opérations de déchargement ou de chargement qui ont eu lieu ou qui sont en cours, de manière à ce que les nouvelles données puissent etre exploitées ultérieurement par l'utilisateur. Le dispositif de lecture et d'écriture permettra également l'entrée ou la sortie de toute autre donnée en provenance ou à destination de système s automatiques ou informatiques afin de faciliter le déplacement du train, la gestion de l'installation réceptionnaire ou de l'installation de déchargement, la gestion du parc de wagons, la gestion des produits expédiés ou reçus, les opérations commerciales et administratives qui s'y rapportent... Après avoir pris connaissance des données caractéristiques de la nature ou du type de wagon présent en regard du chariot porte-robot 1, l'automate 11 gère et commande le déplacement dans toutes les dimensions du nombre de systèmes ou de bras qui actionnent les organes 7 qu'il convient de manoeuvrer en s'adaptant automatiquement à la configuration du wagon et/ou à la volonté de l'opérateur. Cette installation est conçue de manière à ce que tous les dispositifs de manoeuvre 8 (leviers, volants, manivelles, etc...) des trappes 9 d'ouverture de vidange ou des capots de remplissage d'au moins un wagon puissent etre actionnés en meme temps, d'où un gain de productivité très important, dans des conditions d'hygiène et de sécurité maximum puisque le système peut fonctionner sans aucune présence humaine à proximité. De préférence, le chariot porte-robot 1 communique par des moyens de communications immatériels ou matériels, tels que notamment ondes radio, de manière à envoyer en fonction de l'état d'avancement des opérations de chargement ou de déchargement, des ordres de marche et d'arret à un dispositif de traction 6 du train, ce qui permet de pouvoir décharger ou charger entièrement automatiquement un train sans aucune présence humaine à proximité. Le mode opératoire des étapes successives des opérations de chargement ou de déchargement, réalisées par l'installation, objet de l'invention, est le suivant L'automate 11 de chargement et/ou de déchargement interprète les informations lues à distance par 10 sur le dispositif de reconnaissance 12 du wagon et utilise ces informations pour - aller à la rencontre du convoi de wagons et déplacer si besoin un chariot A portant l'ensemble de la machinerie 7,14 actionnant les dispositifs de remplissage et/ou de vidange 8 du wagon, afin que le robot 1 se positionne par rapport à une référence du wagon et l'accompagne pour le positionner au-dessus de la fosse de vidange ou sous le dispositif de remplissage, - pour commander à distance le dispositif de déplacement du train 6 ou des wagons isolés ou informer le chauffeur du dispositif de traction pour déplacer le train ou les wagons en fonction des besoins de chargement ou de déchargement, - de mettre en mouvement un dispositif 8 actionnant les systèmes de déverrouillage des organes de manoeuvre des vidanges des wagons ou actionnant des organes d'ouverture et de fermeture des capots, - disposer automatiquement des appareils à commande, notamment hydrauliques, pneumatiques, électriques, magnétiques face aux organes de manoeuvre 8 des trappes 9 des wagons ou face aux organes d'ouverture des capots et piloter ces appareils pour actionner automatiquement les ouvertures puis les fermetures des trappes lorsque le wagon est disposé au-dessus de la fosse de vidange et que l'installation de vidange de la fosse est apte à fonctionner, de la meme manière, piloter des ouvertures ou des fermetures des capots en fonction de la position des wagons par rapport au dispositif de chargement, et permettre la prise automatique d'un ou plusieurs échantillons afin de contrôler le produit et - réguler si besoin l'ouverture des trappes pour adapter les débits de vidange du wagon en fonction des caractéristiques d'écoulement du produit et de capacité volumétrique et de débit des moyens de transfert des produits déchargés, - refermer les trappes 9 de vidange en fin d'opération en contrôlant leur ouverture effective puis en les reverrouillant automatiquement en contrôlant le bon verrouillage, - transmettre toute information de bonne marche ou de défaut à un poste de contrôle qui peut être très éloigné, - transmettre toutes informations concernant le wagon ou/et le produit contenu à une salle de traitement des informations qui peut être très éloignée et transmettre si besoin ces informations par liaison matérielle (téléphone) ou par liaison immatérielle (ondes hertziennes, lumineuses, ultra-sons...). Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés cidessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Installation automatique de déchargement et/ou de chargement de wagons à trémies de transport de produits céréaliers ou similaires, caractérisée en ce qu'elle comprend la totalité ou la plupart des dispositifs suivants - un dispositif de lecture (10) et éventuellement d'écriture à distance des données d'identité situées au sein d'au moins un dispositif de reconnaissance (12) placé sur chaque wagon, qui permet le positionnement correct d'au moins un chariot (1) porte-robot en regard des systèmes d'ouverture des dispositifs de chargement et/ou de déchargement de wagons, le cas échéant, assorti d'un dispositif de plombage/déplombage - un dispositif d'ouverture et de fermeture desdites trappes de déchargement et/ou desdits capots de chargement, - un dispositif permettant la prise automatique de un ou plusieurs échantillons afin de contrôler le produit, - un dispositif (7, 13) qui ordonne le positionnement correct dudit wagon au-dessous du silo de chargement et/ou audessus de la fosse de vidange, - un dispositif (14) de mise en mouvement des systèmes de verrouillage et/ou déverrouillage des dispositifs de manoeuvre (8) des capots de chargement et/ou des trappes de déchargement des wagons, - un dispositif qui permet la régulation de débit de matière sortant des wagons, - un dispositif de transmission des informations de marche, de défaut, d'alarme à un site d'exploitation. 2 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (10) de lecture ou d'écriture inscrit à distance, en clair ou en codé, au sein des dispositifs de reconnaissance (12), tout ou partie des informations caractéristiques de la nature du wagon, de la marchandise transportée, de la provenance, de la destination du convoi, des données d'exploitation, toutes ces informations pouvant en outre être interprétées par un système informatique tel que notamment un automate (11) responsable du fonctionnement de l'installation. 3 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les dispositifs de mise en mouvement (14) commandent les dispositifs de manoeuvre (8) tels que notamment manivelles, volants, leviers, équipant les wagons, lesdits dispositifs de mise en mouvement (14) pouvant se déplacer automatiquement dans les trois directions de manière à manoeuvrer dans le sens de l'ouverture ou de la fermeture les trappes (9) ou les capots, respectivement de déchargement ou de chargement. 4 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'au moins un dispositif de prise d'échantillon. 5 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle peut se mouvoir et aller à la rencontre du convoi de wagons, tout en se configurant préalablement automatiquement en fonction de la nature du wagon qu'elle rencontre. 6 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble des opérations de déchargement et/ou de chargement s'effectue sans présence humaine, par l'intermédiaire des dispositifs de communication entre ladite installation et le dispositif de traction (6) du convoi. 7 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'on peut réguler, en fonction de l'amplitude de l'ouverture ou de la fermeture des trappes (9), la hauteur des tas de matière sortant du wagon. 8 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'on réalise un dispositif (15) particulier suspendu ou escamoté dans une fosse latérale, si l'espace disponible entre le côté du wagon et un mur ou poteau est trop étroit pour travailler dans de bonnes conditions de sécurité ou pour disposer un chariot porte-robot standard. 9 - Installation de déchargement et/ou de chargement automatique selon l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif (10) de lecture et éventuellement d'écriture communique par des liaisons immatérielles ou matérielles avec l'automate (11) qui est luimême en relation de manière similaire avec le site d'exploitation, afin d'organiser automatiquement le transfert de matière vers les zones de stockage ou de destockage, respectivement pour des opérations de déchargement ou de chargement.