Brevet FR2807394A1 — publié le 20011012

La présente invention concerne un dérouleur/enrouleur pour bande servant de support à des étiquettes adhésives, ou à 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 ou 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 le 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. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dérouleur/enrouleur pour bande-support d'étiquettes adhésives ou objets similaires, qui comprend en combinaison - un support pour une bobine remplie d'une bande-support à dérouler, - une roue motrice pour le déroulement de la bande, accouplée à un premier servomoteur assurant la régulation de positionnement de ladite bande, - un capteur de position, situé dans la zone de prise, de dépose ou de marquage des étiquettes ou objets, - une autre roue accouplée à un deuxième servomoteur fonctionnant en régulation de couple, pour assurer le 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 du 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 aux 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 0,05 mm par rapport à la position idéale. Selon un mode de réalisation particulier de 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 des 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, un 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 du châssis pour garantir la pérennité de la précision. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dérouleur/enrouleur pour bande-support d'étiquettes adhésives ou objets similaires. L'unique figure du dessin est une vue en perspective du dérouleur/enrouleur, désigné dans son ensemble par le repère 1, qui dans l'exemple illustré 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 4, 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 des 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 axe 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 s'agit, notamment, d'un moteur électrique triphasé, sans balais, associé à un variateur numérique et à un codeur angulaire, ainsi qu'à un réducteur mécanique de précision. Au-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 à 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 1 1 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. 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 une ligne d'assemblage automatique. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dérouleur/enrouleur pour bande-support d'étiquettes adhésives ou objets similaires, qui a été décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention - en modifiant les positions des divers composants du dispositif, voire même en installant tout le dispositif horizontalement (et non verticalement) ; - en ayant recours à tous moyens équivalents de ceux décrits, par exemple en remplaçant le capteur optique à fibre par un capteur de position d'un autre type, tel qu'à ultrasons ou à laser, ou encore une caméra, placé 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 de 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 la 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 - Dérouleurlenrouleur 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 une 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 - Dérouleur/enrouleur selon la revendication 6, caractérisé par son application à la prise de petites plaques en mousse (7) prévues pour entourer et protéger des afficheurs électroniques.