Brevet FR2814161A1 — publié le 20020322

DISPOSITIF DE PALETTISATION A TETES DE DEPOSE MULTIPLES La présente invention se rapporte à un dispositif de palettisation d'objets, notamment de caisses, d'intercalaires ou de coiffes, équipés d'au moins deux têtes de dépose. De nombreux dispositifs de palettisation sont décrits dans l'art antérieur. Selon une première catégorie, les dispositifs comportent un ascenseur qui assure la translation verticale d'une palette au fur et à mesure du chargement, au dessus duquel est disposée une tête de dépose. Cette tête équipée d'un préhenseur peut se translater dans un plan horizontal afin de saisir les colis à partir d'un convoyeur d'arrivée jusqu'à l'emplacement désiré au-dessus de la palette. Le principal inconvénient de ces dispositifs est un temps incompressible relativement important au moment du changement de palette engendré par l'évacuation de la palette chargée et l'acheminement de la nouvelle palette juste au-dessous de la tête de dépose. Selon une seconde catégorie, les dispositifs comportent un portique sur lequel peut se translater un bras vertical à l'extrémité duquel est disposé un préhenseur. Ce dernier saisit les colis à partir d'un poste d'alimentation pour les acheminer à l'emplacement désiré au-dessus de la palette. Dans ce cas, la palette effectue un déplacement plan, ce qui se traduit par un temps très réduit pour le changement de palette qui peut même être masqué par le temps de déplacement du préhenseur. Dans ce cas, toutefois, le temps de dépose est plus important que précédemment en raison du déplacement plus complexe du bras et du préhenseur. Aussi, la présente invention vise à proposer un dispositif de palettisation de conception nouvelle, relativement simple, fiable, polyvalent, permettant d'atteindre des cadences plus importantes que les dispositifs de l'art antérieur, et d'une grande flexibilité. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de palettisation pour la dépose d'objets disposés selon un arrangement déterminé, couche par couche, sur une palette, ledit dispositif comprenant des moyens d'acheminement de palettes vides, un poste de dépose, des moyens d'évacuation des palettes ainsi que des moyens d'alimentation en objets à palettiser, caractérisé en ce qu'il comprend, au dessus du poste de dépose, deux rails parallèles supportant à la manière d'un pont roulant une première et une seconde traverses mobiles sur chacune desquelles peut se translater un bras vertical télescopique à l'extrémité duquel est disposé un préhenseur susceptible de pivoter dans un plan horizontal par rapport audit bras. De préférence, le préhenseur comprend une tête équipée de deux fourches superposées, la fourche inférieure étant fixe par rapport à la tête alors que la fourche supérieure étant montée coulissante de manière à s'écarter ou se rapprocher de la première fourche. Avantageusement, la tête du préhenseur comprend un butoir disposé perpendiculairement et entre les deux fourches, susceptible de se translater de manière à évacuer l'objet disposé entre les fourches. Selon un mode de réalisation préféré,)'extrémité de chaque bras peut pivoter par rapport au reste du bras, autour d'un axe horizontal grâce à des moyens de rotation, afin d'incliner plus ou moins le préhenseur par rapport à l'horizontale. Selon une autre caractéristique, le dispositif de palettisation comprend une troisième tête de dépose susceptible de saisir une intercalaire ou une coiffe ou tout objet analogue. Dans ce cas, la troisième tête de dépose est fixée à une traverse mobile dont les extrémités sont montées coulissantes sur deux traverses mobiles dont les extrémités sont également montées coulissantes sur deux traverses fixes horizontales, parallèles aux rails et elle comprend un bras télescopique horizontal à l'extrémité libre duquel est disposé un préhenseur. De préférence, le préhenseur de cette troisième tête de dépose comprend une plaque support, sur laquelle sont disposées des ventouses, susceptible de pivoter autour d'un axe vertical solidaire de l'extrémité du bras télescopique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre du dispositif selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble du dispositif, - la figure 2 est une vue latérale du dispositif selon la direction A de la figure 1, - la figure 3 est une vue latérale du dispositif selon la direction B de la figure 1, - la figure 4 est une vue de dessus du dispositif de l'invention, - la figure 5 est une vue de détail d'un préhenseur, - les figures 6A et 6B sont des vues en élévation latérale d'une table d'alimentation en objets à palettiser selon deux positions, et - la figure 7 est une vue en élévation latérale illustrant une tête de dépose légèrement inclinée au moment de la saisie d'un objet. Sur la figure 1, un dispositif de palettisation 10 est représenté schématiquement en perspective, permettant la dépose d'objets 12 disposés selon un arrangement déterminé, couche par couche, sur une palette 14. Ce dispositif est plus particulièrement adapté aux objets de forme parallélépipédique tels que par exemple des caisses. Au niveau du sol, il comprend des moyens d'acheminement 16 de palettes vides, un poste de dépose 18, des moyens d'évacuation 20 des palettes chargées ainsi que des moyens d'alimentation 22 en objets à palettiser, ces différents éléments étant réalisés de préférence par des convoyeurs à rouleaux. Au dessus du poste de dépose, à une hauteur suffisante pour permettre l'acheminement des objets des dernières couches de la palette, deux rails 24 parallèles sont prévus supportant à la manière d'un pont roulant une première et une seconde traverses mobiles 26, 26'sur chacune desquelles peut se translater un bras vertical 28 (respectivement 28') à l'extrémité duquel est disposé un préhenseur 30 (respectivement 30') susceptible de pivoter dans un plan horizontal par rapport audit bras 28. Par la suite, l'ensemble formé par le bras 28 (28') et le préhenseur 30 (30') sera appelé tête de dépose 31 (31'). Les rails 24 sont reliés à leurs extrémités par des traverses fixes 32 afin de former un quadrilatère supporté à chaque angle par des montants 34. De préférence, les montants sont réglables en hauteur afin d'adapter le dispositif à différentes hauteurs de chargement de palette. De préférence, le poste de dépose est situé sensiblement au centre du quadrilatère. Afin de rendre le dispositif plus flexible, les rails et les traverses sont constitués d'éléments modulaires afin d'ajuster aisément leurs dimensions. Pour disposer les objets à différentes hauteurs sur une palette, le bras vertical 28 est télescopique. Selon un mode de réalisation, le bras est réalisé en deux parties, une première supérieure 36 reliée à la traverse mobile correspondante et une seconde inférieure 38 reliée au préhenseur correspondant, les deux parties coulissant l'une par rapport à l'autre. Comme illustré en détail sur les figures 2 et 3, les traverses mobiles 26, les bras 28 peuvent se translater le long respectivement des rails 24, desdites traverses 26 grâce à des moyens 40,42 de translation. De même, les deux parties 36,38 formant le bras télescopique peuvent coulisser l'une par rapport à l'autre grâce à des moyens 44 de translation. De façon connue, ces différents moyens de translation 40,42, 44 peuvent être réalisés par un motoréducteur combiné à un dispositif pignon/chaîne ou bien pignon/crémaillère ou par tout moyen analogue. Sur les figures 3 et 5, on a représenté en détail la partie inférieure 38 d'un bras 28 relié au préhenseur 30. Afin d'améliorer la flexibilité du dispositif, l'extrémité 46 du bras peut pivoter par rapport au reste du bras, autour d'un axe horizontal 48 grâce à des moyens 50 de rotation, un actionneur par exemple. Ainsi, le préhenseur 30 peut être plus ou moins incliné par rapport à l'horizontale comme illustré par la figure 3. Comme nous l'avons vu plus haut, le préhenseur 30 est monté pivotant par rapport à un axe 52 solidaire de l'extrémité 46 du bras. Ainsi, lorsque l'extrémité du bras est dans le prolongement du reste du bras, le préhenseur peut pivoter dans un plan horizontal, perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras. Des moyens 54 permettent de réaliser ce mouvement de rotation, par exemple un motoréducteur associé à un dispositif pignon/chaîne. D'un point de vue structurel, le préhenseur 30 comprend un corps 56 relié à l'extrémité du bras et une tête 58 équipée de moyens de préhension adaptés aux objets manipulés, par exemple une fourche, des pinces, des ventouses ou tout autre moyen. Selon un mode de réalisation préféré et illustré par les différentes figures, la tête 58 est équipée de deux fourches 60,62 superposées, comprenant chacune deux doigts 64, pour saisir des objets de forme parallélépipédique. La fourche inférieure 60 est fixe par rapport à la tête alors que la fourche supérieure 62 est montée coulissante, un actionneur 66 étant prévu pour l'écarter ou la rapprocher de la première fourche 60. Avantageusement, l'écartement entre les doigts d'une même fourche peut être réglé en fonction des dimensions des objets manipulés afin d'améliorer la stabilité desdits objets. A cet effet, comme illustré par la figure 5, chaque fourche comprend un corps 68 solidaire de la tête avec une pluralité d'ancrage, par exemple des trous de fixation 69, auquel sont fixés de façon amovible les doigts 64, par l'intermédiaire de boulons par exemple. La tête 58 comprend également un butoir 70 disposé perpendiculairement et entre les deux fourches, susceptible d'immobiliser l'objet saisi en translation. Selon un mode de réalisation, ce butoir 70 est constitué de lames 71 métalliques disposées dans un plan vertical et séparées entre elles de manière à laisser passer les doigts 64 des fourches. De façon préférentielle, le butoir 70 peut se translater grâce à des moyens 72 de manière à évacuer l'objet disposé entre les fourches 60,62. A cet effet, les moyens 72 de translation comportent deux tiges 74, solidaires d'un support 76 sur lequel sont fixées les lames 71, s'étendant de part et d'autre du corps 56 du préhenseur, qui comprennent une crémaillère coopérant avec un pignon d'un motoréducteur. Selon une autre amélioration, la tête 58 du préhenseur peut être montée pivotante par rapport au corps 56 autour d'un axe horizontal, parallèle aux doigts des fourches afin d'offrir un degré de liberté supplémentaire. Pour assurer l'équerrage des objets stockés sur la palette, le dispositif comportent également des moyens 78 d'équerrage, visibles sur les figures 1 et 4. Ces derniers comprennent une première paire de traverses mobiles 80 dont les extrémités sont susceptibles de coulisser le long de deux montants 34 et une seconde paire de traverses mobiles 82 dont les extrémités sont susceptibles de coulisser le long des traverses 80. Un support mobile 84 comprenant une plaque verticale 86 susceptible de prendre appui contre les objets palettisés peut se translater sur l'une des deux traverses 82. Une plaque verticale 88 susceptible de prendre appui contre les objets palettisés est prévue sur l'autre traverse 82 ainsi que deux bras 90, montés coulissant sur ladite traverse 82, s'étendant perpendiculairement par rapport cette dernière et supportant chacun une plaque verticale 92 susceptible de prendre appui contre les objets palettisés. Les différents supports, bras et traverses peuvent se translater grâce à des moyens de translation qui peuvent être identiques à ceux précédemment décrits. Les plaques 86,88, 92 forment un quadrilatère qui maintient la dernière couche entièrement formée sur laquelle sont empilés les objets, et qui se translate verticalement vers le haut au fur et à mesure du chargement. Lors de la palettisation de la première couche, comme illustré par la figure 4, les bras 90 et les traverses 82 sont écartés afin que la ou les têtes de dépose puissent se déplacer autour du poste de dépose 18 au niveau de la première couche. Selon une autre amélioration, le dispositif de palettisation de l'invention comprend une autre tête de dépose 94 susceptible de saisir une intercalaire ou une coiffe ou tout objet analogue stocké au niveau d'un poste 96 et de le placer au dessus des objets empilés au cours du chargement. Cette troisième tête de dépose est optionnelle et permet de rendre le dispositif plus polyvalent. Bien entendu, lorsque les cadences de palettisation sont peu élevées, la fonction de cette troisième tête de dépose peut être remplie par l'une ou les deux premières têtes de dépose 31,31'. Dans ce cas, les préhenseurs des deux premières têtes de dépose 31, 31' sont adaptés en fonction de l'objet à saisir. Pour assurer les mouvements de la troisième tête 94 dans un plan vertical, cette dernière est fixée à une traverse mobile 98 dont les extrémités sont montées coulissantes sur deux traverses mobiles 100 dont les extrémités sont également montées coulissantes sur deux traverses fixes 102 horizontales disposées entre deux montants 104 le long des différents poste de stockage 96, parallèles aux rails 32. Cette tête de dépose 94 comprend un bras télescopique 106 horizontal à l'extrémité libre duquel est relié un préhenseur 108. Le bras télescopique est réalisé en deux parties, une première partie 110 reliée à la traverse mobile 98 et une seconde partie 112 à l'extrémité de laquelle est disposé le préhenseur 108, susceptible de coulisser par rapport à la première. Comme précédemment, les mouvements des différentes parties sont obtenus grâce à des moyens de translation, par exemple un motoréducteur associé à un dispositif pignon/chaîne. Le préhenseur adapté en fonction des objets manipulés, comprend selon les cas des pinces ou des ventouses et autorise éventuellement une rotation dans un plan horizontal. Selon un mode de réalisation préféré et illustré par la figure 2, le préhenseur 108 comprend une plaque support 114 sur laquelle sont disposées des ventouses 116, susceptible de pivoter autour d'un axe vertical 118, solidaire de l'extrémité du bras télescopique 106, grâce à un actionneur 120. L'agencement de cette troisième tête de dépose 94 est réalisé de telle manière que ladite tête doit être entièrement rétractable et sortir de la zone de mouvements des deux premières têtes matérialisée par le quadrilatère formé par les rails 24 et les traverses 32. L'ensemble des mouvements des différentes têtes de dépose, des dispositifs d'acheminement des colis et des palettes sont commandés par une unité de pilotage qui peut être programmée en fonction du cycle de chargement de palette. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens 22 d'alimentation comprennent une pluralité de courroies 122 parallèles, espacées de manière à laisser passer les doigts 64 des têtes de dépose 31,31', et disposées dans des premières rainures ménagées au niveau de la surface supérieure d'une table fixe 124, ladite surface supérieure comprenant des secondes rainures 126 sensiblement perpendiculaires aux premières, susceptibles de laisser passer les doigts 64. Ces courroies, entraînées de préférence par les mêmes moyens d'entraînement, sont susceptibles d'occuper deux positions, une première position haute (figure 6A) dans laquelle la bande supérieure de chaque courroie est en saillie par rapport à la surface supérieure de la table fixe de manière à ce que les objets à palettiser soient entraînés par lesdites courroies et que ces dernières permettent le passage des doigts 64 de la tête de dépose sous l'objet à saisir, et une seconde position basse (figure 6B) dans laquelle la bande supérieure de chaque courroie est disposée dans la première rainure correspondante de manière à laisser libre l'accès des rainures 126 afin de permettre aux doigts 64 de saisir l'objet à palettiser. Ainsi, cet agencement permet aux têtes de dépose de saisir l'objet à palettiser selon trois directions, une première direction parallèle aux courroies 122 et deux autres directions opposées, parallèles aux rainures 126, lesdites directions étant référencées par les flèches 128,130, 132 respectivement sur la figure 4. Le fonctionnement du dispositif de palettisation est relativement simple et décrit au regard des différentes figures. Une palette vide est acheminée jusqu'au poste de dépose 18. Eventuellement, avant son introduction dans la zone de chargement, la palette peut être préparée en temps masqué dans une zone de préparation 134, durant le chargement d'une autre palette, en utilisant la troisième tête de dépose 94 comme illustré sur la figure 1. Dans ce cas, la troisième tête 94 se translate jusqu'au poste de stockage adéquat, saisit une intercalaire, puis se déplace jusqu'au poste de préparation 134 où il dépose ladite intercalaire sur la palette vide. Dès que la palette est placée au niveau du poste de dépose, les deux autres têtes de dépose 31,31'saisissent les objets à partir des moyens 22 d'acheminement d'objets puis les déposent sur la palette ou sur la dernière couche selon un agencement prédéterminé. L'architecture du dispositif permet de faire fonctionner au même moment les deux têtes de dépose 31,31', ces dernières déposant les colis de part et d'autre de l'axe médian 136 de la palette visible sur la figure 3. Au fur et à mesure du chargement, les moyens 78 d'équerrage se translate verticalement afin d'être disposés toujours sensiblement au droit de la dernière couche entièrement formée. Ces moyens 78 d'équerrage sont facultatifs et leur utilisation dépend de la stabilité des objets palettisés. La troisième tête de dépose 94 peut selon l'agencement de la palette déposer une intercalaire entre les couches ou sur la dernière couche. A la fin de la palettisation, les moyens d'équerrage sont disposés audessus de la palette de manière à ce que cette dernière puisse être évacuée. Le travail simultané des têtes de dépose 31,31'permet d'accroître sensiblement la cadence de chargement. Ainsi, à titre de comparaison, en utilisant un palettiseur équipé d'une seule tête de dépose on obtient une cadence de 10 secondes par dépose alors qu'avec le dispositif de l'invention on peut atteindre une cadence de 4 secondes par dépose. Par ailleurs, le fait d'utiliser deux têtes de dépose procure au dispositif une plus grande flexibilité. Ainsi, le dispositif peut s'adapter à différentes tailles de colis, les colis de grandes dimensions étant pris part les deux têtes de dépose. De plus, lorsque la cadence n'est pas importante, une des deux têtes peut être mise au repos, ce qui permet d'effectuer la maintenance en temps masqué. En cas de panne sur une des deux têtes de dépose, le dispositif de l'invention assure une cadence minimale. Comme illustré par la figure 7, lorsque la tête de dépose 31 ou 31'est utilisée pour saisir des objets tels que des flancs de caisse prédécoupés reliés entre eux par de fines bandes de matière, le mouvement de rotation du préhenseur 30 autour de l'axe 48 permet de faciliter la découpe finale et la saisie desdits flancs. Dans ce cas, un presseur 138 est prévu en complément pour maintenir les parties restantes. Selon une autre caractéristique, grâce à cette articulation autour de l'axe 48, les têtes de dépose 31, 31' peuvent être utilisées pour mesurer la hauteur de palettisation, un capteur de mouvement étant prévu pour détecter les mouvements de rotation autour de l'axe 48. Dans ce cas, le préhenseur est de préférence incliné par rapport à l'horizontale comme illustrés par les figures 3 et 7. Dès que les extrémités des doigts 64 sont mis en contact avec la surface supérieure de la dernière couche, le préhenseur pivote légèrement par réaction autour de l'axe 48. Ce mouvement est alors détecté par le capteur qui renseigne un calculateur susceptible de déterminer la hauteur de palettisation. Bien entendu, 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 dimensions des rails et des traverses, et les moyens utilisés pour obtenir les mouvements des différents organes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de palettisation pour la dépose d'objets (12) disposés selon un arrangement déterminé, couche par couche, sur une palette (14), ledit dispositif comprenant des moyens d'acheminement (16) de palettes vides, un poste de dépose (18), des moyens d'évacuation (20) des palettes ainsi que des moyens d'alimentation (22) en objets à palettiser caractérisé en ce qu'il comprend, au dessus du poste de dépose, deux rails (24) parallèles supportant à la manière d'un pont roulant une première et une seconde traverses mobiles (26,26') sur chacune desquelles peut se translater un bras vertical (28,28') télescopique à l'extrémité duquel est disposé un préhenseur (30,30') susceptible de pivoter dans un plan horizontal par rapport audit bras (28,28') formant deux têtes de dépose (31,31'). 2. Dispositif de palettisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le préhenseur (30,30') comprend une tête (58) équipée de deux fourches (60,62) superposées, la fourche inférieure (60) étant fixe par rapport à la tête alors que la fourche supérieure (62) étant montée coulissante de manière à s'écarter ou se rapprocher de la première fourche (60). 3. Dispositif de palettisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête (58) du préhenseur (30,30') comprend un butoir (70) disposé perpendiculairement et entre les deux fourches, susceptible de se translater de manière à évacuer l'objet disposé entre les fourches (60,62). 4. Dispositif de palettisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité (46) de chaque bras peut pivoter par rapport au reste du bras, autour d'un axe horizontal (48) grâce à des moyens (50) de rotation, afin d'incliner plus ou moins le préhenseur par rapport à l'horizontale. 5. Dispositif de palettisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième tête de dépose (88) susceptible de saisir une intercalaire ou une coiffe ou tout objet analogue. 6. Dispositif de palettisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la troisième tête de dépose est fixée à une traverse mobile (92) dont les extrémités sont montées coulissantes sur deux traverses mobiles (94) dont les extrémités sont également montées coulissantes sur deux traverses fixes (96) horizontales parallèles aux rails (32) et en ce qu'elle comprend un bras télescopique (100) horizontal à l'extrémité libre duquel est disposé un préhenseur (102). 7. Dispositif de palettisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le préhenseur (102) comprend une plaque support (108) sur laquelle sont disposées des ventouses (110), susceptible de pivoter autour d'un axe vertical (112) solidaire de l'extrémité du bras télescopique (100). 8. Dispositif de palettisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comportent des moyens (78) d'équerrage. 9. Dispositif de palettisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (78) d'équerrage comprennent une première paire de traverses mobiles (80) dont les extrémités de chacune sont susceptibles de coulisser le long de deux montants (34), une seconde paire de traverses mobiles (82) dont les extrémités sont susceptibles de coulisser le long des traverses (80) de la première paire, un support mobile (84), comprenant une plaque verticale (86) susceptible de prendre appui contre les objets palettisés, susceptible de se translater sur l'une des deux traverses (82) de la seconde paire, une plaque verticale (88) susceptible de prendre appui contre les objets palettisés fixée sur l'autre traverse (82) de la seconde paire ainsi que deux bras (90), montés coulissant sur ladite traverse (82), s'étendant perpendiculairement par rapport cette dernière et supportant chacun une plaque verticale (92) susceptible de prendre appui contre les objets palettisés. 10. Dispositif de palettisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (22) comprennent une pluralité de courroies (122) parallèles et disposées dans des premières rainures ménagées au niveau de la surface supérieure d'une table fixe (124), ladite surface supérieure comprenant des secondes rainures (126) sensiblement perpendiculaires aux premières, lesdites courroies, entraînées de préférence par les mêmes moyens d'entraînement, étant susceptibles d'occuper deux positions, une première position haute dans laquelle la bande supérieure de chaque courroie est en saillie par rapport à la surface supérieure de la table fixe de manière à ce que les objets à palettiser soient entraînés par lesdites courroies et une seconde position basse dans laquelle la bande supérieure de chaque courroie est disposée à l'intérieure de la première rainure correspondante de manière à laisser libre l'accès des secondes rainures (126).