Brevet FR2794426A1 — publié le 20001208

MANIPULATEUR POUR LA DÉPOSE DE 13OUTEILLES EN POSITION COUCHÉE DANS DES CAISSES-PALETTES OU ANALOGUES La présente invention a trait au transfert de groupes de bouteilles en position verticale, par exemple sur une ou plusieurs rangées sur un convoyeur de sortie d'une tireuse-boucheuse d'une installation de mise en bouteille de vin, afin de disposer lesdits groupes de bouteilles en position couchée dans une caisse-palette ou analogue pour leur expédition chez le client. Le rangement des bouteilles après remplissage et bouchage, dans des dispositifs de stockage et de transport appelées caisses-palettes, ou, plus communément box-palettes , se fait actuellement manuellement ou de facon automatisée. Cependant ces deux modes de rangement ne sont pas totalement satisfaisants, car ils imposent de nombreuses contraintes aux utilisateurs. D'une part, le rangement manuel est un travail pénible et fastidieux occasionnant des maux de dos ainsi que des déformations des articulations des doigts des manipulateurs qui doivent saisir simultanément plusieurs bouteilles par leur col sur un convoyeur pour les placer en position couchée et en quinconce dans des box-palettes, suivant plusieurs couches superposées qui sont forcément à un niveau différent de celui du convoyeur. D'autre part, le rangement automatisé offre l'avantage de ne pas causer de fatigue excessive à l'utilisateur, mais il est encombrant et surtout très coûteux, car il met en #uvre des systèmes automatiques complexes de basculement des bouteilles en position horizontale sur le convoyeur et de saisie correcte des bouteilles dans cette position en vue de leur placement en position appropriée dans les box-palettes. La présente invention a précisément pour but de pallier ces divers inconvénients en proposant un dispositif de manipulation semi-automatique pour le rangement des bouteilles dans des caisses-palettes, d'un encombrement réduit, de conception simple et d'un coût substantiellement inférieur à celui des systèmes automatiques connus. A cet effet, l'invention a pour objet un manipulateur pour la dépose de bouteilles en position couchée dans des caisses-palettes ou analogues, les bouteilles à transférer étant acheminées à un poste de saisie par groupe de deux rangées côte à côte d'un nombre déterminé de bouteilles en position verticale, caractérisée en ce qu'il comprend une potence articulée et un dispositif de saisie-basculement-positionnement mutuel des bouteilles d'un groupe, suspendu à ladite potence de manière mobile verticalement, et en ce que ledit dispositif est constitué : - de deux porte-ventouses, agencés de façon à aligner les ventouses suivant deux rangées horizontales parallèles, et portant chacun des moyens pour faire pivoter de 901 les ventouses entre une position de saisie des bouteilles à la verticale et une position de mise à l'horizontale ; - de moyens pour rapprocher ou éloigner en translation l'un de l'autre les deux porte-ventouses ; - de moyens pour réaliser un déplacement relatif entre les deux porte- ventouses suivant l'axe des alignements de ventouses ; - et des moyens pour commander et synchroniser la succession de mouvements suivante : i) positionnement des deux rangées de ventouses en regard des deux rangées de bouteilles d'un groupe, ii) accostage des bouteilles par les ventouses à l'horizontale pour leur saisie, iii) soulèvement du dispositif de saisie, iv) mise à l'espacement et au positionnement mutuel des bouteilles saisies en fonction des conditions de stockage par déplacement des porte-ventouses dans le plan du groupe de bouteilles, et, v) acheminement du dispositif au-dessus de la caisse-palette et abaissement en vue de la dépose des bouteilles. Un tel manipulateur est peu complexe et peu encombrant et, associé à une potence mobile, il est utilisable sur des unités mobiles d'embouteillage, contrairement aux systèmes automatiques. Par ailleurs, il s'adapte à divers formats de bouteilles et permet un placement dans les caisses-palettes suivant diverses configurations telles que placement des bouteilles croisées en quinconce avec placement alterné d'une couche à l'autre des groupes superposés de bouteilles dont le nombre, par groupe, peut varier selon les applications. Par l'agencement d'un mode de réalisation particulier de la potence, il permet un montage fixé à un plafond ou en appui sur le sol. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du manipulateur selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins sur lesquels : _ la figure 1 est une vue schématique en élévation illustrant le principes de saisie-basculement du manipulateur de l'invention ; - la figure 2 illustre le positionnement préalable des bouteilles à traiter ; - la figure 3 illustre un exemple des positions de départ et finale des bouteilles à traiter ; - la figure 4 illustre le basculement des bouteilles saisies - la figure 5 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du manipulateur ; - la figure 6 est une vue en bout suivant la flèche VI du manipulateur de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII du manipulateur de la figure 6 ; - la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII du manipulateur de la figure 6 ; - la figure 9 représente le dispositif de la figure 6 dans la position de couchage des bouteilles ; - la figure 10 est une vue de dessus du dispositif de la figure 9 - les figures 11 et 1 2 sont des vues homologues des figures 9 et 10, après la phase de positionnement des bouteilles pour une dépose d'une couche dite paire, - la figure 13 est une vue homologue de la figure 12 mais pour une dépose d'une couche dite impaire, et - la f igure 1 4 est une vue d'un montage avec un capteur de " mou". Sur la figure 1, on a illustré schématiquement le manipulateur de l'invention suivant le mode de réalisation préféré. Il comprend une potence symbolisée en 1, connue dans son principe et présentée dans une forme simplifiée pour une meilleure compréhension des éléments essentiels. Cette potence est constituée d'un mât vertical 2 libre en rotation, d'un bras horizontal 3 à l'extrémité duquel est suspendu, à une sangle 4 de support et déplacement, un dispositif 5 de saisie-basculement- positionnement mutuel d'un lot ou groupe de bouteilles 6. Le dispositif 5 est constitué, dans son principe, de deux porte-ventouses 7 portant chacun un groupe de ventouses 8. Les ventouses 8 des deux groupes sont disposées suivant deux alignements horizontaux parallèles. Chaque ventouse 8 est montée pivotante de 901 sur un axe horizontal 9, à l'aide d'un vérin pneumatique 10 porté par le porte-ventouses 7. Les porte-ventouses 7 peuvent être rapprochés ou éloignés en translation, grâce à un système à vérin pneumatique 11 interposé entre les porte-ventouses 7. Les bouteilles 6 sont acheminées à un poste de saisie où se trouve la potence 1, suivant deux rangées (figure 2) d'un même nombre de bouteilles 6, lesquelles sont décalées en quinconce d'une rangée à l'autre. A cet effet, les bouteilles 6 sont acheminées à la manière connue par un convoyeur 12 avec une voie parallèle 12a ' muni d'un volet d'aiguillage 13 répartiteur entre les deux voies, d'étoiles 14 d'écartement, de taquets 15 de mise au pas, d'un centreur amovible 16 (figure 1), placé entre les deux rangées de bouteilles, et d'une cale d'extrémité 17 (figure 2), afin d'obtenir le positionnement mutuel correct entre les bouteilles 6 dans la perspective d'un placement des bouteilles dans une caisse-palette 18 (figure 3) par groupe de vingt bouteilles couchées et croisées en quinconce, la position de départ des bouteilles 6 sur le convoyeur 1 2 étant verticale. Deux groupes G 1 et G2 d'une même couche de bouteilles sont représentés dans la caisse-palette 18 de la figure 3. La figure 4 illustre le basculement simultané des deux rangées de bouteilles 6, saisies par les deux alignements de ventouses 8, pour les amener de la position de départ verticale, à la position finale horizontale, le basculement des bouteilles s'effectuant grâce aux vérins 10. Sur les figures 5 à 8, on a représenté plus en détail un mode de réalisation du dispositif 5 de saisie-basculement-positionnement mutuel des bouteilles. Les porte-ventouses sont constitués chacun d'une plaque métallique horizontale 19, 20 portant dix ventouses 8. L'une des plaques 19 est portée par trois pièces en équerre 21 (figures 5 et 8), fixées à un bâti horizontal 22 en partie supérieure du dispositif de saisie. Sur la pièce 21 centrale est fixé le vérin pneumatique 10 de pivotement des ventouses 8 autour de l'axe horizontal 9. Le bâti 22 est accroché à l'extrémité de la sangle 4 (figure 4) de monte et baisse de la potence 1. Des poignées 22a de manoeuvre permettent la préhension et le guidage par l'opérateur du dispositif 5 de saisie suspendu à la sangle 4. Les boutons 22b de commande des mouvements de la sangle et des cycles pression/dépression des ventouses sont centralisés à portée de doigts, donc à proximité immédiate des poignées. L'autre plaque 20 est portée par deux pièces en équerre 23 (figures 6 et 7) dont les extrémités supérieures portent des paliers 24 coopérant avec une paire de coulisses horizontales 25. A leurs extrémités, les coulisses 25 sont fixées sur des pièces 26 portant elles-mêmes des paliers 27 coopérant avec deux coulisses horizontales 28, orthogonales aux coulisses 25, portées par le bâti 22 à hauteur des équerres 21. Entre les deux équerres 23 est rapportée, par l'intermédiaire d'une plaque 29, une troisième équerre 30 portant le vérin pneumatique 10 de basculement de la plaque 20 porte-ventouses, ce vérin 10 n'étant pas représenté sur la figure 5. Le déplacement de l'ensemble 20-23-30 le long des coulisses 25 est assuré par un vérin pneumatique 31 (figure 7) solidaire de l'une des pièces 26 et dont l'extrémité de la tige 32 est fixée à une patte en équerre 33 solidaire de l'une des équerres 23. Les différentes commandes des vérins sont obtenues par manoeuvre des boutons 22b. Le déplacement de l'ensemble 20-23-30-25-26-31 le long des coulisses 28, c'est à dire perpendiculairement aux axes d'alignement des ventouses 8, est assuré par le vérin pneumatique 11 (figures 5, 7, 8) dont le corps est solidaire de la plaque de montage 34 (figure 7) du vérin 31 et dont l'extrémité de la tige 35 (figure 5) est ancrée sur l'équerre centrale 21 et donc sur le bâti 22. Pour résumer simplement la cinématique des éléments mobiles du dispositif 5, il suffira de noter que l'ensemble des éléments 20-23-24-30 forme un premier équipage El mobile le long des coulisses 25, c'est-à-dire parallèlement aux axes des deux alignements de ventouses 8. L'ensemble des éléments comprenant les organes 25-26-27 ainsi que l'équipage El, forme un second équipage E2 mobile le long des coulisses 28, c'est-à-dire orthogonalement aux deux alignements des ventouses 8. La commande des déplacements respectifs des deux équipages mobiles El, E2, par l'intermédiaire respectivement des vérins 31 et 11, assure le déplacement des ventouses en X ou Y dans un plan horizontal (figure 5). On va maintenant décrire un cycle de fonctionnement du dispositif de transfert de l'invention consistant en la saisie d'un groupe de vingt bouteilles 6 au poste de saisie, à l'extrémité du convoyeur 12, le couchage des bouteilles saisies, leur positionnement mutuel selon le mode croisé en quinconce illustré par les groupes Gl et G2 de la figure 3 et la dépose, dans cette position, des vingt bouteilles dans la caisse-palette 18. Les bouteilles 6, provenant par exemple d'une tireuse-boucheuse, sont au préalable acheminées par groupe de deux rangées juxtaposées de dix bouteilles à l'extrémité du convoyeur 12, comme illustré par la figure 2, les bouteilles 6 étant en quinconce. Le dispositif de saisie est amené par la potence 1 à l'aplomb des deux rangées de bouteilles 6 sur le convoyeur 12. Le dispositif 5 est alors abaissé de façon que les deux alignements de ventouses 8 descendent de part et d'autre des rangées de bouteilles, les ventouses étant tournées vers ces dernières, à faible distance de celles-ci. Les ventouses 8 sur les porte-ventouses 19, 20 sont à l'état comprimé puisqu'elles sont maintenues en dépression. Il suffit alors d'agir sur le contrôle du vide pour mettre lesdites ventouses à l'air libre, ce qui conduit à l'accostage des bouteilles par les ventouses 8 et le vide provoque alors au contact de chaque bouteille la prise de la bouteille concernée, (figure 6). Après saisie des bouteilles par les ventouses, le dispositif 5 est élevé au- dessus du convoyeur et l'opérateur manoeuvre en rotation la potence par les poignées 22a, jusqu'à l'aplomb de la caisse-palette 18 placée à proximité du poste de saisie, et les opérations suivantes sont successivement effectuées : - léger éloignement des porte-ventouses 19, 20, par action du vérin 1 1 - couchage des bouteilles par action des vérins 10 (figures 9, 10) ; - rapprochement des porte-ventouses 19, 20 par action du vérin 11 , afin de placer les bouteilles 6 suivant le mode croisé en quinconce Gl (figures 11 , 1 2), les bouteilles étant épaule contre épaule. Enfin, le dispositif 5 est abaissé pour déposer les vingt bouteilles, par exemple, pour constituer le groupe Gl de la figure 3. A l'arrêt du dispositif au niveau approprié, les ventouses 8 sont mises à l'atmosphère pour libérer les bouteilles. Au cours du retour au poste de saisie, les ventouses 8 sont remises dans leur position initiale, à l'horizontale , avec l'écartement entre les deux alignements de ventouses correspondant à la position de référence du dispositif. Un cycle de fonctionnement du dispositif est ainsi bouclé. Un second cycle, identique au premier, peut être lancé pour le placement du groupe G2 dans la caisse-palette 18. Dans la couche suivante, les groupes de bouteilles seront inversés comme illustré par le groupe G3 sur la figure 13. A cet effet, le positionnement mutuel des deux porte-ventouses 19, 20 sera modifié, grâce au vérin 31 qui va déplacer le porte-ventouses 20, parallèlement au porte- ventouses 19 sur la distance nécessaire. La synchronisation des divers mouvements des parties mobiles du dispositif 5, ainsi que du déplacement de ce dernier, peut-être réalisée manuellement ou par programmation de la commande des divers moyens moteurs (potencel, vérins 10, 11 , 3 1) en fonction des paramètres du transfert (type de bouteille, schéma de placement des bouteilles dans la caisse-palette, etc ... ). Le dispositif de l'invention peut facilement s'adapter au format des bouteilles, ainsi qu'aux modalités de dépose dans la caisse-palette ou analogue. Le nombre de ventouses 8 peut être facilement adapté au nombre de bouteilles à transférer simultanément. Il est à noter que le dispositif de l'invention est facilement transportable, en prévoyant une potence 1 amovible, ce qui permet l'utilisation du dispositif sur des unités mobiles d'embouteillage. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus , mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les moyens de saisie des bouteilles, les moyens de déplacement des parties mobiles relativement du dispositif, ainsi que la cinématique mise en #uvre au cours d'un cycle de saisie-transfert- dépose-retour en position d'origine. C'est ainsi que le mode de réalisation qui vient d'être décrit peut comporter des perfectionnements non immédiatement nécessaires au fonctionnement mais dont les caractéristiques peuvent permettre de procurer des avantages supplémentaires. C'est ainsi que l'un des perfectionnements consiste à prévoir des moyens de détection de "mou" de la sangle 4. Ainsi, un capteur 36, interposé entre le dispositif 5 de saisie-basculement-positionnement et la sangle 4, permet de détecter la tension de la sangle, (figure 14). Ainsi, tant que la sangle 4 est tendue, même si l'opérateur est amené à actionner les moyens de mise à l'atmosphère des ventouses, ceux-ci sont neutralisés afin que toute erreur de manipulation ou de jugement quant à la hauteur de dépose de bouteilles ne provoque un bris de bouteille. Un mode de réalisation particulier de la potence, montré également sur la figure 1 4, permet de disposer d'un bras 37 susceptible d'être suspendu. Ce bras 37 comprend un motoréducteur 38 qui entraîne une chaîne 39 qui elle- même, coopère avec un pignon 40 solidaire d'un tambour 41 d'enroulement de la sangle 4. L'avantage d'un tel bras est d'assurer un dégagement de l'espace au sol. De plus, il peut être rapporté au sol moyennant un poteau support si les circonstances l'exigent. R E V E N D 1 C A T 1 0 N S 1) Manipulateur pour la dépose de bouteilles (6) en position couchée dans des caisses-palettes (18) ou analogues, les bouteilles à transférer étant acheminées à un poste de saisie par groupe de deux rangées côte à côte d'un nombre déterminé de bouteilles en position verticale, caractérisée en ce qu'il comprend une potence articulée (1) et un dispositif (5) de saisie-basculement- positionnement mutuel des bouteilles (6) d'un groupe (GII, G2, G3), suspendu à ladite potence (1) de manière mobile verticalement, et en ce que ledit dispositif (5) est constitué : - de deux porte-ventouses (7; 19, 20), agencés de façon à aligner les ventouses (8) suivant deux rangées horizontales parallèles, et portant chacun des moyens (10) pour faire pivoter de 900 les ventouses (8) entre une position de saisie des bouteilles à la verticale et une position de mise à l'horizontale ; - de moyens (11, 23 à 28) pour rapprocher ou éloigner en translation l'un de l'autre les deux porte-ventouses (7; 19, 20) ; - de moyens (23, 25, 31 à 34) pour réaliser un déplacement relatif entre les deux porte-ventouses (7, 19, 20) suivant l'axe des alignements de ventouses (8) ; - et des moyens pour commander et synchroniser la succession suivante de mouvements : i) positionnement des deux rangées de ventouses (8) en regard des deux rangées de bouteilles (6) d'un groupe, ii) accostage des bouteilles (6) par les ventouses (8) à l'horizontale pour leur saisie, iii) soulèvement du dispositif de saisie (5), iv) mise à l'espacement et au positionnement mutuel des bouteilles saisies (6) en fonction des conditions de stockage par déplacement des porte-ventouses (7; 19, 20) dans le plan du groupe de bouteilles, et, v) acheminement du dispositif (5) au-dessus de la caisse-palette (Il 8) et abaissement en vue de la dépose des bouteilles. 2) Manipulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour rapprocher ou éloigner les deux porte-ventouses (19, 20) sont constitués par des coulisses (28) le long desquelles se déplacent, sous l'action d'un vérin (11), des pièces (26) solidaires de l'un (20) des deux porte- ventouses, l'autre (19) étant solidaire desdites coulisses (28). 3) Manipulateur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pour réaliser un déplacement relatif entre les deux porte- ventouses (19, 20) suivant l'axe des alignements des ventouses (8) sont constitués par un vérin (31) solidaire desdites pièces (26), déplaçant des éléments (23) supports de l'un (20) des porte-ventouses le long de coulisses (25) orthogonales auxdites coulisses (28), l'autre porte-ventouses (19) étant solidaire desdites coulisses (28). 4) Manipulateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de suspension du dispositif (5) de saisie- basculement-positionnement mutuel des bouteilles (6) est une sangle sur laquelle est interposé un capteur (36) de tension. 5) Manipulateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la potence articulée (1) comprend un bras (4) libre en rotation et en ce que le dispositif comprend des poignées (22a) de manoeuvre ainsi que des boutons (22b) de commande disposés à proximité immédiate desdites poignées.