Brevet FR2776995A1 — publié le 19991008

La présente invention concerne le domaine de la présentation, à un poste de prise en charge quelconque, de pièces élémentaires distribuées une à une en respectant une orientation prédéterminée en fonction de la phase d'intervention ultérieure devant intervenir sur. chacune de ces pièces élémentaires. Dans de nombreux domaines, il est nécessaire, voire impératif, de pouvoir présenter, à poste fixe, des pièces élémentaires suivant une même orientation prédéterminée, de façon à permettre le déroulement en continu d'une phase d'intervention sur chacune d'elles. Cette exigence est de plus en plus présente dans tous les processus d'intervention automatique, qu'il s'agisse d'un procédé de fabrication, de montage, d'assemblage, de traitement, etc. La technique antérieure a proposé plusieurs solutions pour répondre positivement à l'exigence ci-dessus et, parmi celles-ci, l'une d'elles, plus particulièrement appropriée aux pièces élémentaires de faibles dimensions et encombrement, consiste à mettre en oeuvre des moyens permettant d'orienter et d'acheminer, de façon individuelle, des pièces élémentaires à partir d'un lot, par exemple déposé en vrac. Parmi les solutions proposées, l'une d'elles consiste à recourir à l'intervention d'un dispositif vibrant en forme de bol, apte à contenir le lot de pièces élémentaires en vrac et capable, à partir de vibrations appliquées aux pièces, de les pré-orienter et de les faire cheminer individuellement le long d'une rampe, généralement hélicoïidale, les amenant à un poste de reprise ou de distribution. De tels systèmes sont bien connus de la technique et peuvent faire intervenir différentes structures qui ont toutes pour effet d'appliquer au bol les vibrations orientées. Il peut être considéré que de tels dispositifs permettent certainement de répondre, au moins pour partie, au problème posé. Cependant, de tels dispositifs connaissent une limite d'utilisation et de fonctionnement lorsque les pièces élémentaires devant être orientées et distribuées présentent, notamment par leur conformation, une propension importante à se retrouver accrochées, emmêlées, enchevêtrées ou autrement liées les unes aux autres, ou encore lorsque ces pièces doivent être fournies à un poste d'intervention ultérieure à une cadence ou avec un cadencement impliquant un écart physique entre deux pièces successives supérieur à celui conféré par le dispositif de triage. Dans un tel cas, le prélèvement aléatoire, à partir du lot de pièces élémentaires en vrac, ne permet pas d'assurer un triage, une orientation et une présentation individuelle à grande cadence. Il peut même être considéré que de telles exigences déterminent la limite d'utilisation des dispositifs vibrants actuellement connus qui, dans de tels cas, ne sont plus à même d'assumer la fonction pour laquelle ils sont conçus. Or, les techniques actuelles de traitement ou d'intervention automatique robotisées font, de plus en plus, appel à un principe d'alimentation automatique d'un poste d'intervention sur des pièces élémentaires, quelle que soit la forme de ces dernières. Il existe donc un besoin réel de disposer d'un moyen permettant, dans le cas d'alimentation automatique de pièces élémentaires, de procéder à une séparation préalable automatique des pièces, de façon à pouvoir assurer l'alimentation convenable d'un poste d'intervention ultérieur. Dans le but de répondre à une telle exigence, la technique antérieure connaît l'enseignement divulgué par le brevet FR 2 695 921 (92-11 427) qui associe, dans un même ensemble, deux systèmes massiques différents, l'un central constituant en quelque sorte un bol vibrant et l'autre annulaire et périphérique entourant le premier et comprenant un système de couplage élastique et de génération de vibrations imposant aux pièces déposées en vrac, un régime de tressautement et de rebondissement pour favoriser leur reprise par la piste hélicoïdale du bol vibrant central. Une telle proposition donne satisfaction mais semble connaître quelques limites d'efficacité lorsque les pièces élémentaires déposées en vrac possèdent une forte propension à s'enchevêtrer, comme cela est le cas d'anneaux ouverts, d'agrafes, etc., ou lorsque les pièces présentent une conformation peu compatible avec la section de passage de la piste ou, encore, lorsqu'il convient de pouvoir assurer l'alimentation automatique d'un poste d'intervention ultérieure avec des pièces devant se succéder avec un écartement déterminé. La présente invention a pour objectif de proposer une nouvelle technique de séparation faisant intervenir un procédé et un dispositif conçus de manière à représenter une étape intermédiaire dans un processus d'acheminement automatique de pièces élémentaires déposées en vrac et à forte propension à l'enchevêtrement. L'objet de l'invention est de mettre en oeuvre une technique dont la finalité première est celle de provoquer, à partir d'un poste d'alimentation, la séparation individuelle de pièces élémentaires en vrac, de manière à les conduire vers un poste de reprise à partir duquel un acheminement sélectif est assuré, notamment dans le cas o l'orientation est conférée par les moyens relevant de la technique actuelle. Pour atteindre l'objectif général ci-dessus, le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à: - aménager le plateau pour lui faire comprendre une aire de réception des pièces et, lui faisant suite, une piste d'acheminement linéaire menant à une sortie, - déposer les pièces élémentaires sur l'aire, - et produire des vibrations qui présentent la caractéristique d'être orientées: dans une première zone, correspondant à l'entrée de l'aire de réception, sensiblement verticalement avec une faible composante horizontale en direction de la sortie, dans une deuxième zone, sensiblement médiane du plateau, selon une inclinaison voisine de 45' vers la sortie de la piste, dans une troisième zone, correspondant à la partie terminale de la piste, de façon sensiblement horizontale en direction de la sortie, avec une faible composante verticale. L'invention a également pour objet un dispositif de séparation et d'acheminement linéaire, caractérisé en ce que: - le plateau définit une aire de réception des pièces déposées et une piste de cheminement linéaire lui faisant suite et menant à une sortie, - le générateur de vibrations est situé sensiblement à l'aplomb de l'aire de réception pour agir sur le plateau selon une direction sensiblement verticale, - et le système de couplage élastique est composé d'au moins deux éléments élastiques orientés différemment pour définir, sur le socle, un pseudo axe ou centre virtuel d'articulation situé sensiblement à l'aplomb de la partie terminale de la piste. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une élévation latérale d'un dispositif conforme à l'invention. Les fig. 2 et 3 sont des vues transversales, partie en coupe, prises selon les lignes 11-II et 1I-mI de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe transversale, illustrant des détails caractéristiques du dispositif tel qu'illustré par la fig. 1. La fig. 5 est une élévation schématique mettant en évidence une variante constructive de l'objet de l'invention. Sur la base des fig. 1 et 4, l'objet de l'invention est de mettre en oeuvre les moyens nécessaires pour réaliser, entre un poste P1 de fourniture de pièces élémentaires en vrac et un poste P2 d'intervention sur chacune de ces pièces élémentaires, l'alimentation individuelle de telles pièces. Dans un exemple d'application, l'invention est mise en oeuvre lorsque les pièces présentent, par leur forme, leur masse, leur structure et/ou leur organisation, une forte propension à s'enchevêtrer, s'accrocher, s'emmêler les unes aux autres en constituant des masses liées ou des chapelets incompatibles avec une présentation individuelle automatique dans des installations d'intervention robotisées. Les moyens selon l'invention sont destinés à réaliser, entre le poste Pl et le poste P2 une séparation individuelle des pièces élémentaires déposées en vrac et un acheminement séparé individuel en direction du poste P2. A cette fin, le procédé de l'invention met en oeuvre un dispositif, désigné dans son ensemble par la référence 1, et qui est monté sur un banc, un bâti, une règle ou une structure porteuse 2. Il doit être considéré que le socle pourrait aussi être monté sur une table par des blocs élastiques ou, encore, être suspendu. Le dispositif comprend un socle massif 3 portant en tête, d'une part, par un système de couplage élastique 4, un plateau 5 présentant une surface supérieure 6 sensiblement horizontale définissant une aire de réception 7 et une piste de cheminement 8 aboutissant à une sortie 9 qui est située en relation avec le poste P2. Dans l'exemple illustré, l'aire de réception 7, placée en relation avec le poste Pl, est située à gauche par rapport à la représentation de la fig. 1, alors que la sortie 9 est montrée à droite. Il doit, bien évidemment, être compris qu'une disposition inverse pourrait être retenue, à condition d'adapter, en correspondance, les moyens techniques décrits ci-après. Le plateau 5 est monté en tête du socle 3, sans posséder de contact de surface avec ce dernier auquel il est lié par le système élastique 4. Pour des raisons qui ressortent de ce qui suit, le système élastique 4 comprend un premier élément 10 qui est composé d'au moins une et, de préférence, deux lames élastiques 11 qui sont ancrées en pied par des fixations 12 dans des dégagements 3a du socle 3 et en tête par des fixations 13 dans des dégagements 14a présentés par un massif 14 formé sensiblement sous la zone médiane du plateau 5, c'est-à-dire dans la partie comprise entre l'aire 7 et la piste 8. Comme cela ressort de la fig. 3, les lames 11 sont disposées latéralement et de part et d'autre d'un plan de symétrie p-p'. Selon une caractéristique de l'invention, les deux lames 11 présentent une orientation descendante depuis le massif 14 en direction de l'aplomb de la sortie 9, de façon à définir, avec l'horizontale, chacune un angle ao, d'une valeur comprise entre 18 et 60 '. Dans l'exemple illustré, l'angle a est, de préférence, compris entre 26 et 30'. Le système 4 comporte un second élément 16 qui est, de préférence mais non exclusivement, constitué par au moins une lame élastique 17 qui est ancrée, en pied, par une fixation 18 sur le socle 3, dans la partie de ce dernier située sensiblement à l'aplomb de la sortie 9, et, en tête, par une fixation 19 sur un massif 20 formé par le plateau 5. La lame 17 s'étend, depuis le massif 20, en direction du socle 3 selon une direction inclinée faisant, avec la verticale, un angle / compris entre 18 et 30' et, préférentiellement, entre 20 et 25 . Il peut être considéré que la disposition structurelle ainsi adoptée définit une sorte de zone ou d'axe virtuel d'articulation sur le socle 3 entre les ancrages 12 et 18, une telle zone étant figurée par le centre C dont la position n'est fournie qu'à titre approximatif et dans le seul but de mieux faire comprendre le fonctionnement du dispositif. Selon l'invention, les moyens font aussi intervenir un générateur de vibrations 25, par exemple constitué par un électro-aimant porté par le socle 3 pour agir sur le plateau 5, de préférence sur le massif 14 au-delà duquel s'étend l'aire de réception 7. Lors de la mise sous tension du générateur 25, les deux éléments élastiques 10 et 16 sont sollicités en flexion simultanée par les actions d'attraction verticale imposées au plateau 5 par l'électro- aimant 25. Compte tenu de l'orientation et du montage des lames 11 et 17, le plateau 5 est soumis à un régime vibratoire qui n'est pas uniforme. En effet, il apparaît qu'en raison du montage adopté, le régime vibratoire fait intervenir la présence d'une zone Z1, correspondant sensiblement à l'aire de réception 7, dans laquelle les vibrations sont orientées selon la flèche fl, c'est-à-dire sensiblement verticalement avec une faible composante horizontale en direction de la sortie 9, une zone Z2 sensiblement médiane dans laquelle les vibrations sont orientées selon la flèche f2, c'est-à-dire selon une inclinaison voisine de 45 en direction de la sortie 9, et une zone Z3 voisine de la partie terminale de la piste 8 et dans laquelle les vibrations sont orientées selon la flèche f3, c'est-à-dire sensiblement horizontalement en direction de la sortie 9 avec une faible composante verticale. Selon une autre disposition caractéristique, le régime vibratoire imposé peut être choisi de manière que les vibrations produisent un pas de déplacement horizontal du plateau 5 en direction de la sortie 9 à caractère sensiblement constant, alors que l'amplitude de déplacement vertical décroît de la zone Z1 à la zone Z3. De façton préférée, des résultats particulièrement satisfaisants peuvent être obtenus en produisant des vibrations telles que le pas horizontal soit égal à x, alors que l'amplitude verticale varie d'environ 7x de la première zone à x dans la troisième zone, en passant par 3x dans la seconde zone. A titre d'exemple, des essais tout à fait satisfaisants ont été effectués pour produire la séparation de pièces élémentaires déposées en vrac sur l'aire de réception 7, de telles pièces ayant une forme de "C" ouvert, d'un diamètre voisin de 4,5 mm et d'une masse de 0,5 g. Une séparation effective de ces pièces élémentaires a été obtenue en alimentant l'électro-aimant en fréquence de 20 à 100 Hertz et en adoptant un système de couplage élastique de telle manière que les vibrations dans la zone Z1 soient caractérisées par une composante verticale de 1 mm et une composante horizontale de 0,15 mm, que les vibrations de la zone Z2 soient caractérisées par une amplitude verticale de 0,4 mm et par un pas horizontal de 0,15 mm et que les vibrations de la zone Z3 soient caractérisées par une amplitude verticale de 0,1 mm pour un pas de déplacement horizontal de 0,15 mm. Par ces moyens, des pièces, du type donné ci-dessus fournies par le poste P1 et délivrées en vrac sur l'aire de réception 7, sont soumises, au niveau de cette aire, à des tressautements et des rebondissements successifs avec faible déplacement en direction de la zone 9, de sorte que, progressivement, elles se séparent les unes des autres et sont prises en charge individuellement par la zone Z2 puis par la zone Z3 de la piste 8 qui les conduit, par la sortie 9, au niveau du poste P2 o, préférentiellement, leur prise individuelle est combinée à un entraînement selon une vitesse de déplacement linéaire supérieure à celle produite par le plateau 5. Selon une variante de réalisation, il apparaît préférable, tel que cela est illustré par la fig. 5, de réaliser la surface 6 du plateau 5 de manière que la zone Z1 ou l'aire de réception 7 se présente comme un plan déclive de façon montante en direction de la sortie 9, tel que cela est référencé en 7a à la fig. 5, que la zone Z2 soit sensiblement horizontale, tel que cela est référencé en 8a à la fig. 5, alors que la zone Z3 se présente comme un plan déclive selon une inclinaison descendante en direction de la sortie 9, comme cela est représenté par la référence 8b à la même figure. De même, il peut être avantageux de munir la surface 6 de rebords 26 (fig. 2) au moins le long des côtés longitudinaux. Dans une application du type de celle rappelée ci-dessus, la déclivité des zones 7a et 8b sont voisines de - 2 et + 2 respectivement. La fig. 2 fait apparaître qu'il est avantageux, également, de faire comporter à la piste d'acheminement 8, des rainures directionnelles 30 favorables à l'acheminement des pièces élémentaires en direction du poste P2. Si l'invention a été décrite en relation avec une application visant à produire la séparation de pièces élémentaires possédant une propension à l'enchevêtrement, il doit être considéré que cette application n'est pas limitative. En effet, l'une des caractéristiques de l'invention est la mise en oeuvre de moyens techniques produisant des régimes vibratoires différents localement sur un même plateau, de manière à provoquer, tout d'abord, un tressautement ou un rebondissement des pièces déposées, ensuite un tressautement allié à une composante plus affirmée d'acheminement horizontal et, enfin, à une prise en charge dans laquelle ledit acheminement est privilégié. La conséquence en est que chaque pièce est soumise à un déplacement horizontal qui, par ces moyens, peut être progressivement accéléré de l'aire 7 à la sortie 9. Ainsi, les moyens selon l'invention peuvent être mis en oeuvre lorsqu'il convient, non pas de privilégier le désenchevêtrement de pièces, mais de favoriser une prise en charge avec effet d'accélération de chaque pièce par rapport à une autre pour établir, par exemple, un cadencement d'alimentation du poste P2 ou, encore, une alimentation de ce dernier avec des pièces présentant entre elles un écartement supérieur à celui reçu au droit du poste PI. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Procédé de séparation et d'acheminement linéaire par vibrations de pièces élémentaires, du type consistant à les déposer en vrac sur un plateau (5) porté par un socle (3) au moyen d'un système de couplage élastique (10) et à soumettre ledit plateau à des vibrations, caractérisé en ce qu'il consiste à: - aménager le plateau pour lui faire comprendre une aire (7) de réception des pièces et, lui faisant suite, une piste (8) d'acheminement linéaire menant à une sortie (9), - déposer les pièces élémentaires sur l'aire, - et produire des vibrations qui présentent la caractéristique d'être orientées: dans une première zone (Z1), correspondant à l'entrée de l'aire de réception, sensiblement verticalement avec une faible composante horizontale en direction de la sortie, dans une deuxième zone (Z2), sensiblement médiane du plateau, selon une inclinaison voisine de 45 vers la sortie de la piste, dans une troisième zone (Z3), correspondant à la partie terminale de la piste, de façon sensiblement horizontale en direction de la sortie, avec une faible composante verticale. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vibrations produisent un pas de déplacement horizontal du plateau qui est sensiblement constant en direction de la sortie et une amplitude de déplacement vertical dudit plateau décroissant de la première à la troisième zone. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pas horizontal est égal à x alors que l'amplitude varie d'environ 7 x dans la première zone à x dans la troisième zone, en passant par 3 x dans la deuxième zone. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vibrations produisent un pas de déplacement croissant de la zone (Z1) à la zone (Z3). 5 - Dispositif vibrant de séparation et d'acheminement linéaire de pièces élémentaires, du type comprenant un socle porteur (3), un plateau (5) sensiblement horizontal monté sur le socle par l'intermédiaire d'un système de couplage élastique (10) et un générateur de vibrations (25), caractérisé en ce que: - le plateau (5) définit une aire (7) de réception des pièces et une piste (8) de cheminement linéaire lui faisant suite et menant à une sortie (9), - le générateur de vibrations (25) est situé sensiblement à l'aplomb de l'aire de réception (7) pour agir sur le plateau selon une direction sensiblement verticale, - et le système de couplage élastique (10) est composé d'au moins deux éléments élastiques (11 et 17) orientés différemment pour définir, sur le socle, un pseudo axe ou centre virtuel d'articulation situé sensiblement à l'aplomb de la partie terminale de la piste. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de couplage élastique comprend deux éléments élastiques du type lame interposés entre le socle et le plateau. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que - le premier élément (10) est composé d'au moins une lame (11) ancrée sous le plateau (5) sensiblement dans la partie médiane et dans le socle à proximité du centre d'articulation virtuel (C) en présentant une inclinaison descendante faisant un angle oa avec l'horizontale, - le second élément (16) est composé d'au moins une lame (17) ancrée sous le plateau sensiblement à l'aplomb de la partie terminale de la piste de cheminement (8) et sur le socle, mais au-delà du centre d'articulation virtuel (C) par rapport à l'ancrage du premier élément en présentant une inclinaison descendante faisant un angle f par rapport à la verticale. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle ce est compris entre 20 et 60 , alors que l'angle e est compris entre 18 et 30 . 9- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plateau (5) définit une aire de réception (7) et une piste (8) coplanaires, sensiblement 1l horizontales. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plateau (5) définit une aire de réception (7a) déclive selon un plan montant en direction de la piste et une piste composée d'une partie sensiblement horizontale (8a) et d'une partie terminale (8b) déclive de façon descendante en direction de la sortie. 11 - Dispositif selon l'une des revendications 5, 9 ou 10, caractérisé en ce que le plateau comporte des rainures directionnelles (30), au moins dans la surface de la piste d'acheminement.