Brevet FR2791963A1 — publié le 20001013

L'invention concerne un procédé de chargement d'un conteneur sur une plate-forme d'un moyen de transport et une installation de stockage et de manutention de conteneurs dans laquelle on réalise le chargement de conteneurs sur des moyens de transport tels que des remorques de camion ou des wagons de chemin de fer. On connaît des installations de stockage et de chargement de conte- neurs qui comportent un magasin de stockage dans lequel les conteneurs sont empilés dans une disposition bien définie et répertoriée et des moyens de manutention des conteneurs généralement constitués par un portique de transbordement permettant de prendre en charge les conteneurs dans le magasin de stockage et de les amener à la verticale d'une zone de station- nement d'un moyen de transport comportant une plate-forme de réception du conteneur, la prise en charge des conteneurs dans le magasin de stock- age et le déplacement d'un moyen de manutention du portique de transbor- dement entre le magasin et la zone de stationnement des moyens de trans- port étant totalement automatiques. Le portique de transbordement constitue une structure de manuten- tion qui est mobile sur des voies de circulation dans une première direction horizontale, sur laquelle est monté mobile, au moins dans une seconde di- rection de circulation perpendiculaire à la direction de circulation du portique, un palonnier comportant des moyens de prise et de levage de conteneurs, généralement réalisé sous la forme d'un "spreader" qui peut être relié au palonnier par des moyens permettant de régler l'orientation et l'inclinaison d'un conteneur pris en charge par le spreader avant son chargement sur la plate-forme du moyen de transport et d'un treuil de levage. Le palonnier est lui-même suspendu à un chariot circulant sur le portique, par l'intermédiaire du treuil de levage. L'ensemble des opérations de chargement d'un conteneur sur la plate- forme d'un moyen de transport tel que la remorque d'un camion, peut être réalisé de manière totalement automatique entre le moment o la re- morque a été placée dans la zone de chargement par le conducteur du ca- mion et la dépose du conteneur sur la remorque par le palonnier. Toutefois, la mise en place de la plate-forme de chargement de la remorque sur l'aire de stationnement de l'installation de stockage et de ma- nutention de conteneurs, par le chauffeur du camion, n'est généralement pas réalisée de manière suffisamment précise pour qu'on puisse assurer un chargement du conteneur sur la remorque dans une position idéale. En effet, le chauffeur du camion place sa remorque entre des lignes de parcage tracées sur l'aire de stationnement, généralement dans la pre- mière direction de déplacement du portique. La mise en place de la plate- forme de chargement est réalisée, par exemple, avec une précision de I'ordre de 500 mm dans la première direction de circulation du portique. Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de chargement d'un conteneur sur une plate-forme d'un moyen de transport, dans une ins- tallation de stockage et de manutention de conteneurs comportant un maga- sin de stockage de conteneurs, une structure de manutention mobile sur des voies de circulation, dans une première direction horizontale, un palonnier comportant des moyens de prise et de levage de conteneurs, monté mobile sur la structure de manutention, au moins dans une seconde direction de circulation horizontale perpendiculaire à la première direction, et des moyens de commande de déplacement de la structure de manutention et du palon- nier pour déplacer le palonnier entre une position initiale à la verticale d'une zone de stationnement du moyen de transport et une position de prise du conteneur dans le magasin et pour déposer le conteneur sur la plate-forme, le moyen de transport étant placé dans sa zone de stationnement et le con- teneur stocké dans le magasin, dans une étape initiale du procédé qui est mis en oeuvre de manière totalement automatique avec une mise en place parfaite du conteneur sur la plate-forme du moyen de transport. Dans ce but: - on place le palonnier dans sa position initiale, - on détermine la position du palonnier, par rapport à un repère fixe de l'installation, situé à proximité de la zone de stationnement, -on détermine la position de la plate-forme par rapport au palonnier, - on détermine à partir des positions du palonnier et de la plate-forme, par rapport au repère fixe et au palonnier, respectivement, la position de la plate-forme par rapport au repère fixe, - on réalise automatiquement la prise en charge du conteneur par le palonnier, dans le magasin, - on déplace le palonnier portant le conteneur jusqu'à venir à la verti- cale de la zone de stationnement, - on détermine la position exacte du palonnier portant le conteneur, par rapport au repère fixe, situé à proximité de la zone de stationnement, - on détermine, à partir de la position exacte du palonnier portant le conteneur et de la position de la plate-forme, par rapport au repère fixe de l'installation, les déplacements à faire effectuer au palonnier pour déposer le conteneur sur la plate-forme du moyen de transport, dans une position par- faite, - on dépose et on relâche le conteneur sur la plate- forme du moyen de transport, et - on replace le palonnier dans sa position initiale. L'invention est également relative à une installation de stockage et de manutention de conteneurs pour la mise en oeuvre du procédé de charge- ment selon l'invention qui comporte: - un repère fixe adjacent à la zone de stationnement du moyen de transport, - un premier capteur porté par le palonnier, pour le repérage de la position du palonnier par rapport au repère fixe, - un second capteur porté par le palonnier, pour le repérage de la po- sition de la plate-forme du moyen de transport par rapport au palonnier, et - une unité de traitement des signaux du premier et du second cap- teurs, reliée au moyen de commande de déplacement de la structure de manutention et du palonnier. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, une installation de stockage et de manutention de conteneurs et un procédé de chargement de conteneurs suivant l'invention. La figure 1 est une vue en élévation frontale d'une installation de stockage et de manutention de conteneurs sur laquelle peut être mis en ceu- vre le procédé de l'invention. La figure 2 est une vue de dessus suivant 2-2 de la figure 1, d'une installation de stockage et de manutention de conteneurs suivant l'invention. Les figures 3, 4, 5 et 6 sont des vues frontales schématiques mon- trant une installation de stockage et de manutention de conteneurs suivant l'invention, au cours de quatre étapes successives du procédé de charge- ment de conteneurs suivant l'invention. Sur les figures 1 et 2, on voit une installation de stockage et de ma- nutention de conteneurs désignée de manière générale par le repère 1. L'installation de stockage et de manutention 1 comporte principale- ment un portique de transbordement 2 monté mobile, dans une première direction X (voir figure 2), dans un sens et dans l'autre, sur des voies de cir- culation parallèles 3 qui peuvent être constituées par des rails fixés sur la surface plane de l'aire de stockage et de circulation 4 de l'installation 1, ainsi qu'un magasin 5 de stockage de conteneurs constitué par des conteneurs 6 empilés reposant sur l'aire de stockage et de circulation 4 de l'installation. Une partie de l'aire de stockage et de circulation 4 de l'installation, disposée latéralement et s'étendant dans la direction d'une voie de circula- tion 3 du portique 2, constitue une zone de stationnement 7 pour un moyen de transport tel qu'un camion 8 (ou un wagon) comportant une plate- forme 9 sur laquelle peut être chargé au moins un conteneur 6 stocké dans le maga- sin 5. Le portique de transbordement 2, qui sera décrit par la suite permet d'assurer la prise en charge d'un conteneur 6a dans une position quelcon- que dans le magasin 5, le levage et le transport du conteneur à l'aplomb de la plate-forme 9 ainsi que la dépose du conteneur sur la plate-forme, dans la zone de stationnement du moyen de transport 8. Le moyen de transport 8 peut être un camion assurant la traction d'une remorque ou d'une semi-remorque dont la plate-forme 9 peut recevoir le conteneur 6a ou encore un wagon de chemin de fer 8' dont la plate-forme peut recevoir un conteneur 6. Le portique de transbordement 2 comporte une structure de manu- tention de grande dimension constituée de quatre colonnes verticales 11 reliées entre elles à leur partie inférieure par des longerons, sur la partie su- périeure desquelles repose une structure horizontale de support et de gui- dage 12 d'un chariot 15 mobile dans une direction de déplacement horizontale Y perpendiculaire à la direction X de déplacement du portique 2, dans un sens et dans l'autre. Le chariot 15 porte un treuil auquel est suspendu un palonnier 14, par l'intermédiaire d'un ensemble de câbles et de poulies constituant un dispositif de suspension anti-balancement. Le palonnier 14 porte lui-même un moyen de prise d'un conteneur 6 constitué sous la forme d'un spreader 13. Le treuil porté par le chariot 15 permet de faire descendre le palonnier et le spreader en position de prise d'un conteneur dans le ma- gasin 5 et d'assurer le levage du conteneur pour permettre son transport par le chariot 15, jusqu'à venir à l'aplomb de la zone de stationnement 7 du moyen de transport 8. Sur la figure 1, on a représenté en trait plein le chariot 15, le palonnier 14 et le spreader 13 auquel un conteneur 6a est accroché, dans une posi- tion de chargement de la plate-forme 9 de la remorque du camion 8 et en traits interrompus dans une position à l'aplomb du magasin de stockage, dans lequel on a réalisé la prise en charge d'un conteneur 6. Les moteurs de déplacement du portique, du chariot 15, du treuil et du palonnier 14 ainsi que les moyens d'actionnement du spreader 13 pour la prise et le relâchement d'un conteneur 6 sont reliés à un automate de com- mande 21 (Voir figure 3) permettant de réaliser de manière totalement au- tomatique le chargement d'un conteneur sur la plate-forme 9 d'un moyen de transport 8 placé dans la zone de stationnement 7. Cependant, du fait de l'imprécision du positionnement de la plate- forme 9 du moyen de transport 8 dans la zone de stationnement 7, le conte- neur 6 risque d'être déposé sur la plate-forme dans une position décentrée ou désaxée inadéquate. Le procédé suivant l'invention, dont la mise en oeuvre sera décrite, en particulier en se référant aux figures 3 à 6, permet de réaliser la dépose d'un conteneur sur une plate-forme d'un moyen de transport tel qu'une remorque ou une semi-remorque routière, dans une position idéale parfaitement cen- trée sur la plate-forme du moyen de transport. Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, le palonnier 14 du pont de transbordement 2 porte un premier capteur de position 16 et un second capteur de position 17 qui peuvent être constitués par exemple par des dispositifs de visée et de repérage de position utilisant des caméras vi- déo. De plus, I'installation de stockage et de manutention de conteneurs comporte un repère fixe 10 qui peut être constitué par exemple, comme il est visible sur les figures 1 et 2 et sur les figures 3 à 6, par un élément de structure rigide solidaire de la dalle constituant l'aire de stockage 4, disposé sur le bord externe de la zone de stationnement 7 du moyen de transport comportant la plate-forme 9. Le repère fixe 10 peut être réalisé en particulier sous la forme d'un muret parallèle aux voies de circulation du portique 2, dans une disposition adjacente par rapport à la position de stationnement de la plate-forme 9 dans la zone de stationnement 7. Comme il est visible sur la figure 2, sur la surface supérieure hori- zontale du repère fixe 10 réalisé sous la forme d'un muret sont fixés à des intervalles réguliers, suivant la longueur du muret 10, des moyens de détec- tion de position 18 qui peuvent être constitués par des repères optiques. Le premier capteur 16 porté par le palonnier 14 est un système de télévision, par exemple une caméra vidéo, placé dans une disposition laté- rale par rapport au palonnier et ayant un champ de mesure 16' dirigé vers la surface supérieure du repère fixe 10 portant les éléments de repérage opti- ques 18. Le second capteur 17 porté par le palonnier 14 est un système de détection par télévision, tel qu'une caméra vidéo disposé à la partie infé- rieure du palonnier, dans une disposition sensiblement centrale, et ayant un champ de mesure 17' dirigé vers des éléments de repérage 19 disposés sur la surface supérieure de la plate-forme 9 et en particulier au voisinage de chacun des angles de la plate-forme. Ces capteurs de repérage 16 et 17 sont reliés par des conducteurs à une unité de traitement 20 portée par le portique de transbordement 2, de manière que l'unité de traitement 20 reçoive des signaux de mesure des capteurs 16 et 17. L'unité de traitement 20 est reliée à l'automate 21 de commande et de conduite du pont de transbordement 2. On va maintenant se reporter aux figures 3 à 6 pour décrire la mise en oeuvre du procédé de chargement d'un conteneur suivant l'invention. Préalablement à l'opération de chargement, on a mis en place, dans la zone de stationnement 7 de l'aire de stockage 4, la plate-forme 9 d'un moyen de transport qui peut être constitué par une remorque d'un camion 8. A l'arrivée du camion sur l'aire de stockage et de circulation de l'installation de manutention de conteneurs 1, on a réalisé, de manière au- tomatique, la lecture d'un badge remis au chauffeur du camion pour identifier un conteneur 6a disposé dans le magasin 5 dont on doit assurer le charge- ment sur la plate-forme 9 de la remorque du camion. Les instructions concernant le conteneur identifié par sa position dans le magasin de stockage sont transmises à l'automate de commande 21. Comme représenté sur la figure 3, dans une étape initiale du procédé de chargement, on déplace le palonnier 14 pour l'amener dans une position initiale à l'aplomb de la zone de stationnement 7 et de la plate-forme 9 ou on vérifie que le palonnier est déjà dans sa position initiale. On utilise le premier capteur 16 pour repérer de manière précise la position du palonnier 14 par rapport au repère fixe 10. Les signaux de me- sure de position correspondants sont transmis à l'unité de traitement 20. On utilise le second capteur 17 pour déterminer la position de la plateforme 9, c'est-à-dire des repères 19 de la plate-forme 9, par rapport au palonnier 14. Les signaux de mesure de position correspondants sont transmis à l'unité de traitement 20. En utilisant les signaux de mesure de position du palonnier 14 par rapport au repère fixe 10 et de la remorque 9 par rapport au palonnier 14, I'unité de traitement 20 détermine la position exacte de la plate-forme 9 du moyen de transport, par rapport au repère fixe 10. Les données relatives à la position de la plate-forme 9 par rapport au repère fixe 10 sont mis en mémoire dans l'unité de traitement 20 qui est gé- néralement constituée par un calculateur. On réalise ensuite, de manière totalement automatique, une suite d'opérations permettant au palonnier 14 de prendre en charge, dans le magasin 5, le conteneur 6a qu'on doit charger sur la plate-forme 9. Pour cela, l'automate 21 commande le déplacement du palonnier 14, par l'intermédiaire du chariot 15, de la position initiale représentée sur la figure 3, à une posi- tion à l'aplomb de la position, du conteneur 6a dont on doit effectuer le char- gement sur la plate-forme 9. L'automate commande ensuite la descente du palonnier 14 et du spreader 13 jusqu'en position de prise du conteneur 6a, le serrage des éléments de prise du spreader et le levage du palonnier 14, du spreader 13 et du conteneur 6a fixé au spreader. Sur la figure 4, on a représenté le palonnier 14 et le spreader 13 en - position de prise sur le conteneur 6a. L'automate 21 du pont de transbordement 2 commande ensuite le levage du palonnier 14, du spreader 13 et du conteneur 6a, par l'intermé- diaire du treuil porté par le chariot 15. Le chariot 15 déplace ensuite le pa- lonnier 14 et le spreader 13 auquel est fixé le conteneur 6a, pour ramener le palonnier 14 dans une position initiale à l'aplomb de la remorque 9 dans la zone de stationnement 7, comme représenté sur la figure 5. Le palonnier 14 est arrêté dans sa position initiale et on utilise le premier capteur 16 pour déterminer la position exacte du palonnier 14 portant le conteneur 6a, par rapport au repère fixe 10. Les signaux représentatifs de la position exacte du palonnier 14 par rapport au repère fixe 10 sont transmis au calculateur 20. Le calculateur 20 détermine, à partir des signaux représentatifs de la position exacte du palonnier 14 et des signaux représentatifs de la position de la plate-forme 9 de la remorque par rapport au repère fixe 10, qui a été mise en mémoire, les déplacements qu'il est nécessaire de faire effectuer au palonnier pour déposer le conteneur 6a sur la remorque 9, dans une position parfaitement centrée. Les ordres de déplacement du palonnier et du conteneur 6a sont transmis à l'automate de commande du portique de manutention. Les dépla- cements du palonnier 14 portant le conteneur 6a sont réalisés sous la con- duite de l'automate, de manière à déposer le conteneur 6a sur la plateforme 9 dans une position parfaitement centrée, comme représenté sur la figure 6. On réalise alors le relâchement des moyens de préhension du spreader 13 et le levage du palonnier pour l'amener dans sa position initiale à l'aplomb de la zone de chargement et de stationnement 7. On donne alors au chauffeur du camion l'autorisation de quitter la zone de stationnement 7 de l'aire de stockage. Une nouvelle opération de chargement d'un conteneur peut être alors effectuée, après qu'on a amené dans la zone de stationnement une remor- que d'un camion sur laquelle on doit réaliser le chargement d'un conteneur. Le procédé et le dispositif suivant l'invention permettent donc de réa- liser de manière parfaite le chargement d'une plate-forme d'un moyen de transport disposée dans une zone de stationnement d'une installation de stockage et de manutention de conteneurs, sans qu'il soit nécessaire d'ajuster de manière très précise la position de la plate-forme dans la zone de stationnement. L'invention permet en particulier de réaliser le chargement de moyens de transport de manière totalement automatique et sans risque de placer un conteneur dans une position déséquilibrée sur la plate-forme du moyen de transport. Le procédé et l'installation suivant l'invention ne mettent en oeuvre que des éléments de repérage, des capteurs et des moyens de traitement de signaux de mesure qui peuvent être réalisés de manière simple et selon des techniques habituelles. L'invention ne se limite pas strictement au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'au lieu de capteurs optiques tels que des caméras et des repères optiques, on peut utiliser d'autres moyens de repérage de posi- tion permettant d'obtenir une très bonne précision de mesure. L'invention peut également être mise en oeuvre en utilisant des moyens de manutention différents d'un portique de transbordement tel que décrit plus haut. L'invention est applicable par exemple dans le cas d'une installation de stockage et de manutention de charge telle que des conte- neurs comportant un pont roulant se déplaçant sur une structure fixe de l'installation de stockage et de manutention de conteneurs. Dans le cas d'un portique de transbordement, les déplacements du palonnier dans la direction horizontale X peuvent être réalisés aussi bien par déplacement du portique sur sa voie de circulation que par déplacement du chariot du palonnier sur le portique. REVENDICATIONS 1.- Procédé de chargement d'un conteneur (6a) sur une plate-forme (9) d'un moyen de transport (8), dans une installation de stockage et de ma- nutention de conteneurs (6) comportant un magasin (5) de stockage de conteneurs, une structure de manutention (2) mobile sur des voies de circu- lation dans une première direction horizontale (X), un palonnier (14) com- portant des moyens de prise (13) et de levage de conteneurs monté mobile sur la structure de manutention (2), dans une seconde direction (Y) de cir- culation horizontale perpendiculaire à la première direction (X), des moyens (21) de commande de déplacement de la structure de manutention (2) et du palonnier (14) pour déplacer le palonnier (14) entre une position initiale à la verticale d'une zone de stationnement (7) du moyen de transport (8) et une position de prise du conteneur (6a) dans le magasin (5) et pour déposer le conteneur (6a) sur la plate-forme (9), le moyen de transport (8) étant placé dans la zone de stationnement (7) et le conteneur (6a) stocke dans le maga- sin (5), dans une étape initiale du procédé, caractérisé par le fait qu'on place le palonnier (14) dans sa position initiale, - qu'on détermine la position du palonnier (14), par rapport à un re- père fixe (10) de l'installation (1), situé à proximité de la zone de stationne- ment, - qu'on détermine la position de la plate-forme (9) par rapport au pa- lonnier (14), - qu'on détermine à partir des positions du palonnier (14) et de la plate-forme (9), par rapport au repère fixe (10) et au palonnier (14), respecti- vement, la position de la plate-forme (9) par rapport au repère fixe (10), - qu'on réalise automatiquement la prise en charge du conteneur (6a) par le palonnier (14), dans le magasin (5), - qu'on déplace le palonnier (14) portant le conteneur (6a) jusqu'à ve- nir à la verticale de la zone de stationnement (7), - qu'on détermine la position exacte du palonnier (14) portant le con- teneur (6a), par rapport au repère fixe (10), situé à proximité de la zone de stationnement, - qu'on détermine, à partir de la position exacte du palonnier (14) portant le conteneur (6a) et de la position de la plate-forme (9), par rapport au repère fixe (10) de l'installation (1), les déplacements à faire effectuer au palonnier (14) pour déposer le conteneur (6a) sur la plate-forme (9) du moyen de transport (8), dans une position parfaite, - qu'on dépose et qu'on relâche le conteneur (6a) sur la plate-forme (9) du moyen de transport (8), et - qu'on replace le palonnier (14) dans sa position initiale. 2.- Installation de stockage et de manutention de conteneurs (6) com- portant un magasin (5) de stockage de conteneurs, une structure de manu- tention (2) mobile sur des voies de circulation dans une première direction horizontale (X), un palonnier (14) comportant des moyens de prise (13) et de levage de conteneurs monté mobile sur la structure de manutention (2), dans une seconde direction (Y) de circulation horizontale perpendiculaire à - la première direction (X), des moyens (21) de commande de déplacement de la structure de manutention (2) et du palonnier (14) pour déplacer le pa- lonnier (14) entre une position initiale à la verticale d'une zone de station- nement (7) d'un moyen de transport de conteneur (8) et une position de prise d'un conteneur (6a) dans le magasin (5), et pour déposer le conteneur (6a) sur la plate-forme (9) du moyen de transport (8), caractérisée par le fait qu'elle comporte de plus: - un repère fixe (10) disposé au voisinage de la zone de stationne- ment (7) du moyen de transport (8), - un premier capteur (16) porté par le palonnier (14), pour le repérage de la position du palonnier (14) par rapport au repère fixe (10), - un second capteur (17) porté par le palonnier (14), pour le repérage de la position de la plate-forme (9) du moyen de transport (8) par rapport au palonnier (14), et - une unité de traitement (20) des signaux des capteurs (16, 17) com- portant des moyens de calcul de la position d'une plate-forme (9) du moyen de transport (8) disposé dans la zone de stationnement (7), par rapport au repère fixe (10), à partir des signaux du premier et du second capteurs (16, 17) et de mise en mémoire de cette position. 3.- Installation suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que l'unité de traitement (20) constituée par un calculateur est reliée aux moyens (21) de commande de déplacement de la structure de manutention (2) et du palonnier (14), constitués par un automate et comporte des moyens de dé- termination des déplacements à faire effectuer au palonnier (14) depuis sa position initiale, pour déposer un conteneur (6a), dans une position parfaite sur la plate-forme (9) du moyen de transport (8). 4.-Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, ca- ractérisée par le fait que le premier capteur (16) et le second capteur (17) sont constitués par des capteurs optiques et que le repère fixe (10) et la plate-forme (9) du moyen de transport (8) comportent des éléments de repé- rage optique (18, 19). 5.- Installation suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que le premier capteur (16) et le second capteur (17) sont des systèmes de télé- vision tels que des caméras vidéo. 6.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, ca- ractérisée par le fait que le repère fixe (10) de l'installation (1) est constitué par un muret solidaire d'une aire de stockage et de circulation (4) de l'installation (1) et disposé parallèlement à la direction de circulation hori- zontale (X) de la structure de manutention (2) de l'installation (1), des moyens de repérage optiques (18) étant fixés sur la surface supérieure du muret (10). 7.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, ca- ractérisée par le fait que la structure de manutention (2) est un portique comportant des colonnes verticales (11) et une structure supérieure hori- zontale (12) sur laquelle se déplace un chariot (15) portant le palonnier (14), par l'intermédiaire d'un treuil de levage.