Brevet FR2807395A1 — publié le 20011012

La présente invention concerne un dérouleur/enrouleur pour bande servant de support à des étiquettes adhésives, ou des objets similaires tels que des petites plaques en mousse, ou d'autres objets. Des étiquettes et autres objets similaires, devant être prélevés successivement pour être posés sur des articles ou des appareils, peuvent être initialement groupés sur une bande-support en papier, livrée sous forme de bobine. La bande est déroulée de la bobine, par un dispositif assurant son avance pas à pas, et les étiquettes ou autres objets similaires sont prélevés un à un, en un point déterminé, par des moyens de préhension appropriés intervenant lors des temps d'arrêt de l'avance de la bande-support. Dans diverses applications industrielles, la prise des étiquettes autres objets doit être effectuée dans une position très précise, ce qui implique un positionnement précis de la bande-support, en fonction des positions des étiquettes ou autres objets portés par cette bande. Dans le cas où la bande support passe sur un couteau mobile situé au niveau du point de prise des étiquettes ou autres, le problème du positionnement précis est rendu encore plus difficile à résoudre par le recul du couteau au moment de la prise, pour le "pelage" du produit, recul qui a pour conséquence de détendre momentanément la bande-support. La même exigence d'un positionnement précis existe aussi dans cas d'une opération inverse de dépose d'étiquettes ou d'objets similaires sur une bande-support, ou dans le cas d'opérations particulières telles que le marquage d'étiquettes ou d'autres objets. Les dispositifs actuellement existants, qui assurent le déroulement/enroulement d'une bande-support recevant des étiquettes adhésives ou objets similaires, ne permettent pas la prise, la dépose ou le marquage de ces étiquettes ou autres objets avec la précision souhaitée. En particulier, les dispositifs actuels ne permettent pas de prélever des étiquettes ou autre objets, sur une bande-support non rigide déroulée, d'une façon suffisamment précise pour les poser ou les monter de façon automatique, dans une ligne d'assemblage, sur des produits industriels appelés à les recevoir. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients ou insuffisances, en fournissant un dérouleur/enrouleur perfectionné, permettant la préhension, la dépose ou le marquage d'étiquettes adhésives ou autres objets dans une position très précise, tant dans le sens longitudinal que dans le sens transversal. A effet, l'invention a essentiellement pour objet un dérouleur/enrouleur pour bande-support d'étiquettes adhésives ou objets similaires, qui comprend en combinaison - support pour une bobine remplie d'une bande-support dérouler, - une roue motrice pour le déroulement de la bande, accouplée à un premier servomoteur assurant la régulation positionnement de ladite bande, - un capteur de position, situé dans la zone de prise, dépose ou de marquage des étiquettes ou objets, - une autre roue accouplée à un deuxième servomoteur fonctionnant en régulation de couple, pour assurer maintien en tension de la bande, ces éléments étant rencontrés successivement sur le trajet de la bande- support, et le dispositif comprenant encore un ensemble électronique de régulation de position ou de couple, en liaison avec les deux servomoteurs et avec le capteur de position. De préférence, le dérouleur/enrouleur objet de l'invention comprend aussi, en aval de la roue accouplée au deuxième servomoteur, un support pour une bobine d'enroulement de la bande-support, des moyens étant prévus pour l'entraînement en rotation motorisé de la bobine d'enroulement. Avantageusement, cette bobine d'enroulement, qui permet de recueillir les "chutes" de la bande-support, est entraînée à partir deuxième servomoteur, par exemple par l'intermédiaire d'une courroie. Dans une forme de réalisation préférée du dispositif, la roue motrice et la roue de maintien en tension, accouplées respectivement deux servomoteurs, sont des roues à picots, prévues pour une bande- support possédant des perforations adaptées à de telles roues, de manière à réaliser un entraînement avec "accrochage" de la bande. Ainsi, l'invention se fonde sur le principe de la combinaison de deux servomoteurs, dont l'un est un servomoteur "maître" qui assure, en fonction des informations transmises par le capteur de position, la régulation de position de la bande-support, tandis que l'autre servomoteur, qui "suit" la rotation du premier, régule séparément le couple de manière à maintenir en tension adaptée au processus en cours la bande déroulée. Grâce à cette combinaison particulière, les défauts ou variations inhérents à la bande-support et/ou aux étiquettes ou autres objets posés sur cette bande sont compensés, et l'on obtient une précision d'arrêt remarquable, de l'ordre de -:L0,05 mm par rapport à la position idéale. Selon un mode de réalisation particulier l'invention, le deuxième servomoteur est prévu pour exercer soit une régulation en couple de maintien, soit une régulation en couple réduit qui intervient notamment au moment de la prise, de la dépose ou du marquage étiquettes ou autres objets, afin de faciliter ces opérations, une fois le positionnement précis obtenu. Le dérouleur/enrouleur, objet de l'invention, est applicable entre autres à la prise d'étiquettes ou autres objets au moyen d'un système automatique de préhension, auquel cas il assure un positionnement très précis de la bande-support portant les objets à prélever, de manière à permettre la prise de ces objets par le système automatique de préhension et leur montage automatique sur les produits appelés à les recevoir. Dans ce cas d'application, le dérouleur/enrouleur comprend encore, dans la zone de prise, couteau mobile en va-et-vient sur lequel la bande-support passe en étant déviée, pour créer un effet de "pelage" ; le capteur de position, notamment du type optique ou photoélectrique, étant placé au- dessus dudit couteau mobile, sur une partie fixe pour garantir la pérennité de la précision. assurant le positionnement très précis de la bande-support, dans la direction de son déroulement/enroulement, le dispositif objet de l'invention assure essentiellement le positionnement précis des étiquettes, ou autres objets à prélever, dans le sens longitudinal de leur bande-support. Cependant, dans certains cas et malgré les précautions prises, les étiquettes ou autres objets posés sur la bande-support sont décalés dans le sens transversal de cette bande-support, par rapport à leur position transversale idéale, de sorte qu'une correction complémentaire apparaît souhaitable pour garantir un prélèvement et un montage précis des étiquettes autres objets concernés. A cet effet, selon un aspect complémentaire de la présente invention, le dérouleur/enrouleur en cause comporte encore des moyens additionnels de détection et de correction de la position transversale des étiquettes ou autres objets relativement leur bande-support. Selon une forme de réalisation, ces moyens additionnels comprennent, en combinaison - un montage mobile du châssis ou bâti, supportant les organes de déroulement et d'enroulement de la bande- support, sur des moyens de guidage en translation de ce châssis ou bâti selon une direction transversale, - un capteur de position additionnel, assurant la détection de la position transversale des étiquettes ou autres objets sur leur bande-support, et - au moins un servomoteur assurant le déplacement en translation dudit châssis ou bâti mobile selon la direction transversale, en fonction de l'information fournie par le capteur de position additionnel. Ce capteur additionnel, judicieusement placé, détecte la position transversale de chaque étiquette ou autre, et il fournit une information qui agit sur la commande du ou de chaque servomoteur additionnel qui, déplaçant transversalement le châssis ou bâti, corrige la position transversale de la bande-support pour placer correctement l'étiquette ou autre. La conjugaison de ce système additionnel, et du dispositif de base de l'invention, permet ainsi de corriger tant la position longitudinale que la position transversale des étiquettes ou autres objets. Dans le cas où le dérouleur/enrouleur, selon l'invention, est appliqué à la prise d'étiquettes ou autres objets au moyen d'un système automatique de préhension, tel qu'un robot de préhension, lesdits moyens additionnels peuvent aussi être réalisés sous la forme d'un système de vision, du genre caméra ou autre, directement relié aux moyens électroniques de commande du système automatique de préhension, de manière à corriger la position transversale de préhension des étiquettes ou autres objets par ce système. On fait ainsi l'économie des moyens de déplacement du châssis ou bâti du dérouleur/enrouleur, ce châssis ou bâti pouvant rester fixe. De plus, cette dernière variante de l'invention permet la compensation d'éventuels défauts angulaires d'orientation des étiquettes ou autres sur leur bande-support, de sorte que la correction de position est complète. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, ' titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce dérouleur/enrouleur pour bande-support d'étiquettes adhésives ou objets similaires. Figure 1 est une vue en perspective du dérouleur/enrouleur selon la présente invention, dans une première forme de réalisation ; Figure 2 est un vue en perspective similaire à figure 1, relative à une deuxième forme de réalisation ; Figure 3 est une vue en perspective similaire aux précedentes, relative à une troisième forme de réalisation. Les figures du dessin sont des vues en perspective du dérouleur/enrouleur, désigné dans son ensemble par le repère 1, dans ces exemples illustrés est associé à un robot de préhension 2. Le dérouleur/enrouleur 1 possède un châssis 3, conformé par exemple en plaque verticale, qui porte un axe-support horizontal avec freinage mécanique, pour une bobine 5 initialement remplie d'une bande 6 à dérouler. Plus particulièrement, il s'agit d'une bande de papier 6, servant de support à étiquettes adhésives ou autres objets 7 se succédant sur cette bande 6 selon un pas régulier. La bande-support 6 possède, près de ses deux bords, des perforations 8 régulièrement espacées, pour son entraînement par des roues à picots. En partant de la bobine 5, la bande-support 6 déroulée passe d'abord sur une première roue motrice 9 à picots, montée sur un 10. Le châssis 3 porte un premier servomoteur électrique 11, accouplé à la première roue motrice 9. En ce qui concerne le servomoteur 11, il agit, notamment, moteur électrique triphasé, sans balais, associé à un variateur numérique et à un codeur angulaire, ainsi qu'à un réducteur mécanique de précision. delà de cette roue motrice 9, la bande-support 6 passe sur un guide horizontal 12, réalisant un guidage latéral de la bande. En avant du guide 12 se situe un couteau mobile en va-et-vient 13, sur l'arête duquel la bande-support 6 est déviée vers le bas. La bande-support 6 passe alors sur une deuxième roue motrice 14 à picots, montée sur un axe 15. Le châssis 3 porte un deuxième servomoteur électrique 16, accouplé la deuxième roue motrice 14. Ce servomoteur 16 est du même type que le premier. Au-delà de cette dernière roue motrice 14, la bande-support 6 passe sur un rouleau de déviation 17, et elle parvient finalement sur une bobine 18 d'enroulement de chutes, montée sur un axe-support 19. La bobine d'enroulement 18 est motorisée, son entraînement étant assurée à partir du deuxième servomoteur 16, par l'intermédiaire d'une courroie croisée (non représentée). Le dispositif comprend encore, au-dessus du couteau mobile 13, un capteur de position 20, qui est ici un capteur optique à fibre, situé dans la zone de préhension des étiquettes ou autres 7 par le robot 2. Les deux servomoteurs 11 et 16 et le capteur de position 20 sont reliés à un coffret électronique de régulation de position et de couple (non représenté). Le premier servomoteur 11 assure la régulation en position de la bande-support 6 déroulée, - suivant les informations de position transmises par le capteur 20. Le deuxième servomoteur 16 suit la rotation du premier servomoteur 11, en régulant le couple de façon à maintenir en tension constante la bande 6 déroulée, les deux servomoteurs 11 et 16 travaillant en boucle fermée. Plus particulièrement, dans l'application à la préhension d'objets 7 illustrée au dessin, le fonctionnement s'effectue de façon cyclique, avec la succession de phases détaillée ci-après - Phase N 1 : Le premier servomoteur 11 assure le déroulement de la bande 6, sur une longueur prédéterminée (par exemple de 40 mm), tandis que le deuxième servomoteur 16 assure une régulation en couple de maintien. - Phase N 2 : Le premier servomoteur 11 provoque l'arrêt de la bande 6, sur une faible course (par exemple 0,1 mm), après détection de position par le capteur optique 20, le deuxième servomoteur 16 continuant d'assurer une régulation en couple de maintien. - Phase N 3 : Le premier servomoteur 11 effectue une recherche par points du faisceau de la fibre optique du capteur 20, par exemple à 0,05 mm près, le deuxième servomoteur 16 continuant d'assurer une régulation en couple de maintien. - Phase N 4 : L'objet 7 à prélever est maintenu par le robot 2, et le couteau 13 est reculé pour créer un effet de "pelage", le deuxième servomoteur 16 assurant toujours une régulation en couple de maintien. - Phase N 5 : Le robot 2 effectue la prise et l'enlèvement de l'objet 7 sur la bande-support 6, et en même temps le deuxième servomoteur 16 passe en couple "réduit". - Phase N 6 : Le couteau 13 est avancé, tandis que le deuxième servomoteur 16 assure une régulation en couple réduit. Simultanément, le premier servomoteur 11 recommence l'avance de la bande 6, laquelle s'effectue ainsi en temps masqué, d'où un gain de temps. Le même cycle se répétant, les objets 7 sont successivement prélevés de la bande-support 6, et celle-ci est enroulée sans les objets 7, en tant que chute, sur la bobine 18 entraînée à partir du deuxième servomoteur 16, à une vitesse adaptée pour créer une légère tension sur la bande 6, la vitesse linéaire de la bobine 18 étant dans tous les cas supérieure à la vitesse linéaire périphérique de la roue 14. Le capteur optique 20 peut réaliser la détection de position au point de prise des objets 7 par le robot 2, ou sur le pas qui précède ce point de prise, ceci pour éviter toute interférence avec le robot 2. La détection optique est réalisable sur un bord de chaque objet 7, ou sur des encoches ménagées sur un bord de la bande-support 6, en correspondance avec les positions des objets 7. Selon la figure 1, le châssis 3, supportant les composants du dérouleur/enrouleur 1, est un châssis fixe. La figure 2, sur laquelle les éléments correspondant à ceux précédemment décrits sont désignés par les mêmes repères numériques, représente une deuxième forme de réalisation, dans laquelle le châssis 3, supportant les composants du dérouleur/enrouleur 1, est monté mobile transversalement, par exemple au moyen de deux coulisseaux 21 à billes ou à patins, déplaçables le long des guides 22 respectifs, de manière à constituer un système de guidage en translation très précis. Chaque coulisseau 21 est relié à un ensemble d'entraînement en translation 23, tel qu'un mécanisme de type vis-écrou ou à courroie ou autres moyens de déplacement, l'ensemble d'entraînement en translation 13 étant lui-même accouplé à un servomoteur électrique 24. Le dispositif comprend encore, dans cette autre forme de réalisation, un deuxième capteur de position 25, du type optique ou photoélectrique, tel qu'un capteur fibre optique, qui est placé par exemple à proximité du précédent capteur de position 20, et qui assure une détection de la position transversale des étiquettes ou autres 7 sur leur bande-support 6. Le deuxième capteur de position 25 fournit ainsi, au coffret électronique de régulation de position (non représenté), un signal supplémentaire qui est traité dans ce coffret électronique pour agir sur la commande des servomoteurs 24, afin de positionner transversalement le châssis 3, donc aussi chaque étiquette ou autre 7. On corrige ainsi, de façon automatique, la position transversale de chaque étiquette ou autre 7, pour garantir sa prise correcte par le robot 2, et surtout sa pose ultérieure dans- une position très précise, tant longitudinalement que transversalement. La figure 3 montre encore une autre forme de réalisation, dans laquelle la correction de position transversale des étiquettes ou autres 7, portées par la bande-support 6, est réalisée en conservant un châssis 3 fixe. Ceci est obtenu au moyen d'un système de vision 26, du genre caméra ou autre, placé au-dessus de la bande-support 6 dans la zone de préhension des étiquettes ou autres 7 par le robot 2. Le système de vision 26 est relié à la baie de commande 27 du robot 2. Ainsi, en fonction de la position transversale détectée de chaque étiquette ou autre 7, la position de l'élément terminal de préhension 28 du robot 2 est corrigée, au moment de la prise de cette étiquette ou autre 7. On notera que dans le cas de cette dernière forme de réalisation, illustrée par la figure 3, il est possible non seulement de corriger la position transversale des étiquettes ou autres 7, mais aussi de compenser les défauts angulaires d'orientation de ces étiquettes ou autres 7 sur leur bande-support 6. Le dérouleur/enrouleur, précédemment décrit, s'applique par exemple à la préhension et à la pose de petites plaques en mousse, prévues pour entourer et protéger des afficheurs électroniques, tels que ceux montés sur des téléphones portables, le dispositif étant dans ce cas incorporé dans ligne d'assemblage automatique. Comme il va de soi, l'invention ne se limite aux seules formes d'exécution de ce dérouleurlenrouleur pour bande-support d'étiquettes adhésives ou objets similaires, qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples - elle en embrasse, au contraire, toutes variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention - modifiant les positions des divers composants du dispositif, voire même en installant tout le dispositif horizontalement (et non verticalement) ; - ayant recours à tous moyens équivalents de ceux décrits, par exemple en remplaçant le ou les capteurs optiques à fibre par des capteurs de position d'un autre type, tel qu'à ultrasons ou à laser, ou encore une caméra, placés en tout point approprié, ou en commandant l'enroulement de la bande par tout mécanisme d'entraînement ; - en destinant ce dérouleur/enrouleur à des étiquettes ou objets de toute nature, forme et matière, posés sur une bande-support en papier ou autre matière pelliculaire, de toute largueur appropriée ; - en remplaçant le robot par tout autre système approprié de préhension automatique ; - en appliquant le dispositif non plus à la prise d'étiquettes ou autres objets, mais à l'opération inverse de dépose d'étiquettes ou autres objets, ou à des opérations particulières telles que le marquage qui exigent, elles aussi, un positionnement très précis. REVENDICATIONS 1 - Dérouleur/enrouleur pour bande-support d'étiquettes adhésives ou objets similaires, destiné à la prise, à la dépose ou au marquage ces étiquettes ou objets dans une position très précise, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison - un support (4) pour une bobine (5) remplie d'une bande- support (6) à dérouler , une roue motrice (9) pour le déroulement de la bande (6), accouplée à un premier servomoteur (11) assurant la régulation de positionnement de ladite bande (6), - un capteur de position (20), situé dans là zone de prise, de dépose ou de marquage des étiquettes ou objets (7), - une autre roue (17) accouplée à un deuxième servomoteur (16) fonctionnant en régulation de couple, pour assurer le maintien en tension de la bande (6), ces éléments étant rencontrés successivement sur le trajet de la bande- support (6), et le dispositif comprenant encore un ensemble électronique de régulation de position et de couple, en liaison avec les deux servomoteurs (11, 16) et avec capteur de position (20). 2 - Dérouleur/enrouleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend aussi, en aval de la roue (14) accouplée au deuxième servomoteur (16), un support (19) pour une bobine (18) d'enroulement de la bande-support (6), des moyens étant prévus pour l'entraînement en rotation motorisée de cette bobine d'enroulement (18). 3 - Dérouleur/enrouleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bobine d'enroulement (18) est entraînée à partir du deuxième servomoteur (16), par exemple par l'intermédiaire d'une courroie. 4 - Dérouleur/enrouleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la roue motrice (9) et la roue de maintien en tension (14), accouplées respectivement aux deux servomoteurs (11, 16), sont des roues à picots, prévues pour bande- support (6) possédant des perforations (8) adaptées à de telles roues. 5 - Dérouleur/enrouleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième servomoteur (16) est prévu pour exercer soit une régulation en couple de maintien soit une régulation en couple réduit qui intervient notamment au moment de la prise, de la dépose ou du marquage des étiquettes ou autres objets (7). 6 - Dérouleur/enrouleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans le cas d'application à la prise d'étiquettes ou autres objets (7) au moyen d'un système automatique de préhension (2), il comprend encore, dans la zone de prise, un couteau mobile en va-et-vient (13) sur lequel la bande-support (6) passe en étant déviée, le capteur de position (20), notamment du type optique ou photoélectrique, étant placé au-dessus dudit couteau mobile (13). 7 - Derouleur/enrouleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que qu'il comporte encore des moyens additionnels (21 à 25 ; 26, 27) de détection et de correction de la position transversale des étiquettes ou autres objets (7) relativement leur bande-support (6). 8 - Dérouleur/enrouleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens additonnels comprennent, en combinaison - un montage mobile du châssis ou bâti (3), supportant les organes de déroulement et d'enroulement de la bande- support (6), sur des moyens de guidage en translation (22) de ce châssis ou bâti (3) selon une direction transversale, - un capteur de position additionnel (25), assurant la détection de la position transversale des étiquettes ou autres objets (7) leur bande-support (6), et - au moins un servomoteur (24) assurant le déplacement en translation dudit châssis ou bâti mobile (3) selon la direction transversale, en fonction de l'information fournie le capteur de position additionnel (25). 9 - Dérouleur/enrouleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens additionnels sont réalisés sous la forme d'un système de vision (26), du genre caméra ou autre, directement relié aux moyens électroniques de commande (27) d'un système automatique de préhension (2) des étiquettes ou autres objets (7), de manière à corriger la position transversale de présenhion des étiquettes ou autres objets (7) par ce système (2). 10 - Dérouleur/enrouleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par son application à la prise de petites plaques en mousse (7) prévues pour entourer et protéger de afficheurs électroniques.