Brevet FR2821825A1 — publié le 20020913

MACHINE DE MANUTENTION D'OBJETS EQUIPEE D'UN BRAS PIVOTANT DEFORMABLE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne la manutention d'objets, individuellement ou par lots, d'un premier poste de transit vers un deuxième poste d'emballage dans une caisse. Elle s'applique, en particulier, à la manutention de lots d'objets identiques, tels que des produits alimentaires, conditionnés en bootes, en pots, en flacons ou autres et manipulés souvent par lots. On pense, par exemple, aux pots de crème ou autres produits laitiers. Toutefois, l'invention peut trouver des applications dans la manutention d'articles très divers. Art antérieur et problème posé Dans le domaine des industries agroalimentaires, le conditionnement de nombreux produits s'effectue, soit dans des récipients comportant un couvercle muni d'un rebord de fixation sur le corps de l'emballage, soit dans des bocaux ou des bouteilles. Ces objets sont souvent présentés par lots horizontaux, parfois à plusieurs étages. On éprouve le besoin d'emballer ces lots contenant plusieurs objets identiques dans des caisses d'emballage et de transport. Pour ceux-ci, on construit des machines capables de prendre, les uns après les autres, des lots d'objets prépositionnés et de les transférer à l'intérieur d'une caisse de transport, afin d'expédier cette dernière, une fois qu'elle est fermée. Un problème se pose lorsque les lots successifs d'objets sont présentés sur la machine, d'une série à l'autre, dans des orientations différentes. L'angle dont il est alors nécessaire de faire pivoter le lot peut donc changer d'une série à l'autre. En conséquence, on éprouve le besoin de disposer sur la machine de moyens permettant d'ajuster l'orientation du lot, entre son poste de réception et le poste de mise en caisse. On pense, en particulier, au cas où les lots peuvent être présentés, selon les séries, de deux angles différents de 900 entre eux. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est une machine de manutention d'objets arrivant sur un premier poste de la machine, dans une première position déterminée, et devant être mis en caisse à un deuxième poste de la machine, dans une deuxième position déterminée, qui est, soit la même que la première position, soit une position obtenue après rotation sur lui-même de l'objet d'un angle 0 déterminé, la machine comprenant principalement un bras de manutention monté pivotant par une première extrémité et possédant des moyens de mise de rotation autour d'un axe principal de pivotement sensiblement vertical et dont l'emplacement est le sommet d'un angle déterminé 8 égal à l'angle de rotation 6 du bras pivotant et formé par les deux postes de la machine et l'emplacement de l'axe. Selon l'invention, le bras est constitué d'une ossature en parallélogramme allongé, articulé et comprend des premiers moyens de blocage pour bloquer en position initiale de préhension la structure articulée constituant le bras, afin de passer du premier poste dans la première position déterminée au deuxième poste dans la deuxième position déterminée et, ces premiers moyens de blocage étant débloqués, pour débloquer la structure articulée constituant le bras pour passer du premier poste dans la première position déterminée au deuxième poste, toujours dans la première position déterminée, le bras tournant de l'angle 8 autour de l'axe principal de pivotement, le petit côté du parallélogramme et constituant la première extrémité du bras étant alors bloqué en position par des deuxièmes moyens de blocage. De préférence, les premiers moyens de blocage sont constitués d'un premier vérin placé sur le bras à l'intérieur de la structure articulée. De même, les deuxièmes moyens de blocage sont constitués d'un deuxième vérin dont une extrémité est fixée sur le bâti de la machine et dont la tige est fixée sur une plaque d'extrémité fixe du bras. Le bras de manutentation étant sensiblement horizontal, il est avantageux d'équiper la machine de moyens de déplacement en hauteur du bras pour soulever l'objet au premier poste et le descendre dans une caisse au deuxième poste. On prévoit d'utiliser des moteurs asynchrones, en tant que moyens moteur pour les mouvements de rotation du bras, de descente et de montée du bras de manutentation, pour que ces mouvements soient simultanés et sans à-coups. La machine est particulièrement intéressante lorsque l'angle déterminé 6 est égal à 90 . Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, illustrée de quelques figures représentant respectivement : - figure 1, en vue cavalière, le bras de manutention utilisé sur la machine selon l'invention ; - figure 2, en vue de dessus, ce même bras dans un premier mode de fonctionnement ; - figure 3, en vue de dessus, le même bras dans un deuxième mode de fonctionnement ; et - figure 4, en vue frontale, la machine selon l'invention. Description détaillée d'une réalisation de l'invention La figure 1 montre la structure articulée constituant le bras de manutention de la machine, objet de l'invention. Celle-ci affecte une forme de parallélogramme articulé. Les quatre côtés de ce dernier sont constitués par deux plaques longitudinales principales 21A et 21B, une poutre d'articulation 22, en ce qui concerne les deux grands côtés et une plaque d'extrémité fixe 23 et une plaque d'extrémité mobile 24, en ce qui concerne les petits côtés. L'articulation se fait grâce à la tige d'articulation 22 montée pivotante par deux de ses extrémités 25 et 26 montées en têtes de bielles sur deux axes respectifs d'articulation 27 et 28. L'axe d'articulation 27 est monté fixe sur une extrémité de la plaque d'extrémité fixe 23, tandis que l'axe d'articulation 28 est monté fixe sur une extrémité de la plaque d'extrémité mobile 24. D'un autre côté, les deux plaques principales longitudinales 21A et 21B sont montées parallèles l'une par rapport à l'autre, au moyen de goujons 19. A une première extrémité, elles sont traversées et solidarisées à un axe principal de pivotement 17, l'ensemble pouvant pivoter. Entre les deux plaques longitudinales principales 21A et 21B, de ce même côté, est également montée pivotante, autour de l'axe principal de pivotement 17, la plaque d'extrémité fixe 23. De l'autre côté des plaques principales longitudinales 21A et 21B, la plaque d'extrémité mobile 24 est montée pivotante par rapport à ces deux plaques longitudinales 21A et 21B. Il est facile de comprendre que, l'axe principal de pivotement 17 étant fixe par rapport à la machine, si l'extrémité pivotante de la plaque d'extrémité fixe 23 est actionnée en rotation autour de l'axe principal de pivotement 27, la structure articulée du parallélogramme, constituant le bras de manutention, va se déformer. Or, comme le montre la figure 1, on dispose d'un premier vérin 30, placé de façon fixe entre les deux plaques longitudinales principales 21A et 21B. La tige de celui-ci est solidaire d'une came 31 dont la surface inclinée 31A est en contact avec une butée 32 solidaire de la plaque d'extrémité fixe 23. Ceci a pour effet de bloquer dans sa position cette plaque d'extrémité fixe 23, non seulement par rapport aux deux plaques longitudinales principales 21A et 21B, mais également par rapport aux autres pièces constituant la structure articulée qui devient figée dans sa position inclinée. Ainsi, une rotation de l'axe principal de pivotement 17 solidaire des deux plaques longitudinales principales 21A et 21B entraîne une rotation de l'ensemble du bras de manutention sans déformation de sa structure. Le mouvement obtenu est celui décrit par la position dessinée en traits mixtes sur la figure 2. On constate que la plaque d'extrémité mobile 24 et le plateau 4 qui lui est solidaire en position ont pivoté d'un angle 8 égal à l'angle de pivotement de l'ensemble autour de l'axe principal de pivotement 17. La machine est particulièrement efficace lorsque l'angle déterminé 0 est égal à 90 . D'autre part, un deuxième vérin 40 est fixé au bâti 1 de la machine. Une butée 41 montée à l'extrémité de sa tige peut venir prendre appui sur un petit côté de la plaque d'extrémité fixe 23. Si le vérin est bloqué dans une position où la butée 41 est en appui, la plaque d'extrémité fixe 23 est bloquée dans la position représentée à la figure 2. De cette façon, lorsqu'on fait pivoter l'axe principalement de pivotement 17 solidaire des deux plaques longitudinales principales 21A et 21B, la structure articulée du parallélogramme permettra à celui-ci de se déformer, la plaque d'extrémité mobile 24 restant parallèle à la plaque d'extrémité mobile 23. De cette manière, lors de la rotation globale du bras de manutention dans son ensemble, la plaque d'extrémité mobile 24 sera déplacée d'un angle de rotation 8 autour de l'axe principal de pivotement 17, ceci semble avoir changer son orientation. De la sorte, un éventuel plateau 4, solidaire dans son orientation à la plaque d'extrémité mobile 24 gardera une position identique d'un bout à l'autre du mouvement global du bras de manutention. Pour l'autre sorte de mouvement, la butée 41 est rétractée. Un tel bras articulé est utilisé pour équiper une machine de manutention d'objets, telle que représentée à la figure 4. En effet, celle-ci se compose d'un bâti principal 1 et de postes de travail 2A et 2B. Le premier poste 2A est un poste sur lequel arrive un ensemble d'objets mis en paquets. Le deuxième poste 2B est un poste où les objets sont mis dans une caisse 3 par lots. Pour effectuer cette manutention, on utilise des pinces de préhension 15, guidées par des tiges de guidage 16 qui sont verticales et qui traversent un bras articulé 20, tel que représenté sur les figures précédentes. Il est facile de comprendre que si l'axe de pivotement principal 17, placé sur une colonne montante centrale 10 de la machine, effectue un pivotement, de manière à ce que son extrémité passe du premier poste 2A au deuxième poste 2B, l'ensemble des pinces de préhension 15 effectue le même mouvement, puisqu'elles sont guidées par des tiges de guidage 16 traversant l'extrémité du bras. Si, de plus, comme représenté sur la figure 1, ces tiges de guidage 16 traversent chacune un manchon de guidage 42 par un trou 43 pratiqué dans chacun d'eux, en y étant monté libre en rotation, il est facile de comprendre que cet ensemble de pinces 15 est déplacé en suivant les changements éventuels d'orientation pris par le plateau 4 qui les maintient assemblées à leur extrémité et qui est symbolisé solidaire de la plaque d'extrémité mobile 24 sur les figures précédentes. Selon l'état de blocage de la structure articulée constituant le bras de manutention 20, les tiges de guidage 16, et par voie de conséquence, les pinces de préhension 15 suivront les déplacements de la plaque d'extrémité 24, mais aussi ses changements d'orientation. Ainsi, il est possible de procéder à un changement d'orientation des objets saisis par les pinces de préhension 15, du premier poste 2A au deuxième poste 2B, après la rotation globale du bras de manutention 20. Concrètement, lorsqu'un lot d'objets est saisi par le pinces 15 pour le mettre dans la caisse 3, on procède alors au blocage de la plaque d'extrémité fixe 23 par le premier vérin 30. La rotation de l'ensemble du bras de manutention permet alors d'effectuer le déplacement et le changement d'orientation de 900 des pinces de préhension 15. Si, au contraire, on ne souhaite pas changer de position, le lot d'objets saisi par les pinces 15 au premier poste 2A, pour les mettre dans la caisse 3 au deuxième poste 2B, on procède, comme le montre la figure 3, à l'immobilisation de la plaque d'extrémité fixe 23 par rapport au bâti fixe 1 de la machine. La rotation du bras de manutention autour de l'axe principal de pivotement 17 et le déblocage de la structure articulée qui la constitue permet alors le déplacement global du lot d'objets saisi par les pinces 15, tout en conservant son orientation initiale au premier poste. Les moyens décrits pour bloquer ou débloquer la structure articulée constituant le bras de manutention ou pour bloquer en position la plaque d'extrémité fixe 23, à savoir les premier et deuxième vérins 30 et 40, peuvent être différents de ceux décrits dans cette description. Le résultat à obtenir est la possibilité de bloquer ou de débloquer la structure articulée du bras de manutention pour, soit conserver la position initiale de la plaque d'extrémité mobile 24 dans sa position avant rotation du bras, soit lui faire subir un changement d'orientation conjointement à la rotation globale du bras de manutention. Toujours en référence à la figure 4, pour effectuer le déplacement du premier poste 2A au deuxième poste 2B d'un ensemble d'objets, au moyen des pinces de préhension 15, il est nécessaire de soulever, au premier poste 2A, cet ensemble d'objets. A cet effet, les extrémités supérieures des tiges de guidage 16 sont maintenues réunies par une plaque de guidage 7, coulissant sur une rampe circulaire 6, placée à l'intérieur du bâti, au-dessus des postes 2A et 2B. Des moteurs asynchrones 5, équipés chacun d'un système de bielle manivelle permettent de monter et de descendre la rampe circulaire 6, et donc de faire monter ou descendre les pinces de préhension 15. La descente est facilitée par la présence d'un troisième vérin 8 agissant sur une roulette de descente 9, agissant elle-même au-dessus des plaques de guidage 7. Un deuxième moteur asynchrone 11 permet d'entraîner en rotation l'axe principal de pivotement 17, et par voie de conséquence, le bras de manutention 20. Les mouvements des moteurs asynchrones 5 et 11 permettent d'obtenir des mouvements conjugués de montée, de descente et de rotation, sans à-coups. Ceci permet d'optimiser le temps de déplacement des objets du premier poste 2A, vers le deuxième poste 2B. En effet, la montée au-dessus du premier poste 2A n'étant pas finie, la rotation de l'ensemble peut avoir lieue. De même, la descente au-dessus du deuxième poste 2B peut commencer, alors que le mouvement de rotation du bras de manutention n'est pas totalement terminée. Un gain de temps est donc obtenu. De plus, les produits ne subissent pas d'accélération brutale. REVENDICATIONS 1. Machine de manutention d'objets arrivant sur un premier poste (2A) de la machine, dans une première position déterminée, et devant être mis en caisse à un deuxième poste (2B) de la machine, dans une deuxième position déterminée, qui est, soit la même que la première position déterminée, soit une deuxième position obtenue par une rotation sur lui-même de l'objet d'un angle (6) déterminé, la machine comprenant principalement un bras de manutention (20) monté pivotant par une première extrémité et possédant des moyens de mise en rotation autour d'un axe principal de pivotement (17) sensiblement vertical, et dont l'emplacement constitue le sommet d'un angle formé avec les deux postes et égal à l'angle déterminé (0), caractérisé en ce que le bras de manutention (20) est constitué d'une ossature de parallélogramme allongé à structure articulée et comprend des premiers moyens de blocage de sa structure articulée en position initiale de préhension dans la première position au premier poste (2A) pour passer à la deuxième position déterminée au deuxième poste (2B) et, ces premiers moyens de blocage étant débloqués, pour passer de la première position déterminée au premier poste (2A) à la même première position déterminée au deuxième poste (2B), le bras de manutention effectuant un angle déterminé (0) autour de l'axe principal de pivotement, le petit côté du parallélogramme constituant la première extrémité du bras étant alors bloqué en position par des deuxièmes moyens de blocage. 2. Machine de manutention selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premiers moyens de blocage sont constitués d'un premier vérin (30) agissant sur la plaque d'extrémité fixe (23) pour bloquer celle-ci par rapport aux deux parties de la structure articulée. 3. Machine de manutention selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deuxièmes moyens de blocage sont constitués d'un deuxième vérin (40) agissant sur la plaque d'extrémité fixe (23), ce deuxième vérin (40) étant monté fixe par rapport au bâti (1) de la machine. 4. Machine de manutention selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bras de manutention (20) étant sensiblement horizontal, est équipé de moyens de déplacement en hauteur pour soulever l'objet au premier poste (2A) et le remettre dans une caisse (3) au deuxième poste (2B), en descendant. 5. Machine de manutention selon la revendication 4, caractérisée en ce que des moyens de mise en rotation du bras de manutention (20) et les moyens de déplacement en hauteur sont constitués, de moteurs asynchrones (5, 11), les mouvements de rotation, de descente et de montée, du bras de manutention (20) étant simultanés et sans à-coups. 6. Machine de manutention selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle déterminé (0) est égal à 90 .