Brevet FR2839052A1 — publié le 20031031

des moyens d'arret. SYSTEME POUR ENCAISSAGE D' OBJETS DAS NE CAISSE PROPONDE DESCRIPTION s omaine de l'inventico ['invention concerne la manutention d'objets, individUellemenL ou par lots, d'un remier oste de 1Q transit vers un deuxiAme posse d'encaissage dans une caisse profonde. Wile G' applique, en particulier, la manutention de lots d' objets identiques, tels que des produits alimenLaires, conditionndG en boiteG, en potG, en flacons ou autres et maniulAs souvenL par lots. On pense, par exemple, aux pots de crAme ou autreG produits laiLiers. Toutefois, ['invention peut touver eG applications dans la manutention d' articles tr@s diverG. Art antArieur et roblme pos Dans le domaine dea induLies agroalimenLaires, le condiLionnemenL de nombreux produits G'effectue danG des rcipients tr@G divers, telG gue des potG en plaGtique, deG bocaux, deG bouteilles. Ces objets vent Gouvent prsents par lots poGitionndG horizontalement, mais entasG6G sur plusieuG ALageG. Or, la fin de la chaie de fabrication, il eGt ndcessaire d'emballer ces lots contenanL plusieurG objetG identiques dans des caiG8es d'emballage de transport. A cet effet, il existe deja des encaisseuses, qui vent des machines capables de prendre, les uns apres les autres, des lots d'objets prepositionnes et de les transferer a l'interieur de la caisse de transport, afin d'expedier cette derriere, une fois qu'elle est fermee. On connalt un certain type d'encaisseuses utilisant un bras de manutention monte pivotant autour d' un axe horizontal a l' extremite duquel se trouvent des moyens de prehension. Ces derniers saisissent un lot diobjets, lorsque le bras est dans une premiere position horizontale. Celui-ci effectue une rotation de , pour se retrouver horizontal, l'extremite portent les moyens de prehension ayant parcouru un demi-cercle. Le lot d'objets se trouve alors au-dessus diune caisse dans laquelle il doit etre depose. Un prolongement de quelques degree de la rotation du bras de manutention permet de descendre pratiquement verticalement le lot d'objets dans la caisse. Or, si celle-ci est trop profonde, le prolongement de la rotation ne provoque plus une trajectoire sensiblement verticale, mais qui s'oblique de plus en plus et qui ne correspond pas a une descente verticale du lot d'objets au fond d'une caisse profonde. La figure 1 illustre, entre autre, ce cast En effet, en considerant un levier de manutention 3 monte pivotant, par une premiere extremite 3A, autour d'un axe de rotation A, si ce dernier est fixe en un point A1, la rotation du levier de manutention 3 amenera la deuxieme extremite 3B a decrTre un arc de cercle C2 se detachant de plus en plus d'un axe vertical V1 qui tangente le cercle C2. En imaginant que cet axe vertical V1 definit ltendroit de la caisse dans laquelle un lot d'objets doit etre place par des moyens de prehension places au bout de la deuxieme extremite 3B du levier de manutention 3, il est facile de comprendre le probleme pose par la grande profondeur d'une caisse 4 placee au niveau de la direction verticale V1. Si la caisse n'est pas deplacee lateralement, il n'est pas possible de placer les objets au fond de celle-ci. Le but de l' invention est done de remedier a cet inconve:lient en proposant un syster:!c^- de manutention et d'encaissage d'objets permettant de deposer successivement plusieurs objets ou plusieurs lots d'objets, les uns sur les autres, dans une caisse relativement profonde, en utilisant un bras de manutention pivotant autour d'un axe horizontal. Resume de l' invention A cet effet, ['objet principal de l' invention est un systeme de prise d'objets a partir d'un premier endroit et de depose verticalement des memes objets a un deuxieme endroit, le systeme comprenant principalement un bras de manipulation pivotant autour d'un axe de pivotement horizontal place a une premiere extremite et possedant des moyens de saisie et de relachement des objets places a une deuxieme extremite du bras, qui pivote d' environ 180 autour de l'axe de pivotement, la deuxieme extremite passant ainsi du premier endroit au deuxieme endroit par une trajectoire semi-circulaire. Selon l' invention, apres le pivotement de 180 du bras de manipulation, l'axe de pivotement se deplace pour que la deuxieme extremlte de ce bras de manipulation ait une trajectoire rectiligne verticale, apres le pivotement de 180 . Ceci est effectue de maniere a pouvoir deposer, apres le pivotement de 180 , un ou plusieurs objets selon une trajectoire verticale, notamment dans une caisse profonde. La realisation principale du systeme selon ['invention prevoit que l'axe de pivotement est place a une premiere extremite mobile inferieure d'un balancier suspendu par sa deuxieme extremite superieure a un bati fixe d'une machine, telle qu'une encaisseuse, de maniere a ce que l'axe de pivotement decrive une portion de trajectoire circulaire, et une came de trajectoire determinee dans laquelle un point de commande du bras de manipulation est assujetti pour que la deuxieme extremite du bras de manipulation decrive ladite trajectoire rectiligne verticale, apres le pivotement de 180 du bras de manipulation. Dans ce dernier cas, il est preferable que le point de commande soit place entre les deux extremites du bras de manipulation, la came de trajectoire etant alors constituee en partie d'une rainure circulaire dont le debut de trajectoire est vertical et la suite orientee vers le teas et s'ecartant de la position initiale A1 de l'axe de pivotement. Dans ce dernier cas, le point de commande est avantageusement realise par un roulement a billes qui vient s'inserer dans la rainure a la fin de la trajectoire circulaire de la deuxieme extremite du bras de pivotement, l' axe de pivotement etant materialise par une base pivotante du bras de manipulation equipee de trots roulements a billes definissant un cercle de pivotement et s'appuyant sur un cercle correspondent de la surface d'une came de pivotement solidaire des cames de trajectoire realisees toutes les trots dans une meme piece de came. Dans le cas ou on utilise le systeme avec le balancier, il est avantageux d'utiliser comme moyen moteur, un moteur place sur le balancier pour faire pivoter le bras de manipulation. Dans ['application du systeme a une encaisseuse dans une caisse profonde placee au deuxieme endroit, il est avantageux d'utiliser un double pantographe, fixe au bati de l'encaisseuse, pour maintenir horizontaux les moyens de saisie et de relachement des objets. Touj ours dans le cas de l'encaisseuse, il est egalement avantageux de disposer de moyens d' orientation des objets constitues d'un bras d' orientation dont une premiere extremite est montee coulissante par rapport a des moyens de guidage rectilignes, places dans le meme plan que l' axe de pivotement et le long d'une droite de symetrie par rapport aux deux endroits et une deuxieme extremite definissant l' orientation des objets par son orientation. Dans ce dernier cas, il est avantageux dintiliser un verin de blocage et de deblocage en position des moyens de saisie et de relache, le bras d' orientation etant debraye. Liste des fiqures L' invention et ses differentes caracteristiques techniques seront mieux comprises a la lecture de la description detaillee d'une realisation de ['invention. Wile est accompagnee de plusieurs figures, representant respectivement: figure 1, schematiquement, les trajectoires du bras de manipulation selon l' art anterieur et selon ['invention. - figure 2, la came de pivotement et la came de trajectoire du systeme selon ['invention; - figure 3, en vue de face, une partie du systeme selon ['invention, dans son application a une encaisseuse, dans une premiere position; - figure 4, les memes elements decrits a la figure 3, dans une deuxieme position; - figure 5, en vue de dessus, une autre partie du systeme selon ['invention; et - figure 6, en vue de cote, ['ensemble du systeme selon l' invention adapte a une encaisseuse. Description detaillee d'une realisation de l' invention En revenant a la figure 1, ou un principe de l'art anterieur a ete represente en traits forts et expose prealablement, le principe du systeme selon l' invention est represente en traits mixtes. En effet, on peut constater que le balancier 2 est monte pivotant par rapport au bati fixe de la machine. En consequence, l'axe de pivotement A se dpla e selon une partie du cercle C1 dont le centre est le point de pivotement du balancier 2 entre les points A1 et A2. En consequence, meme si le bras de manipulation 3 continue sa rotation autour de l'axe de pivotement A, de maniere a ce que sa deuxieme extremite 3B descende en dessous de la premiere extremite 3A, il est possible de faire suivre, pendant une bonne partie de la rotation du bras de manipulation 3, la deuxieme extremite 3B, selon une trajectoire verticale, le long de l'axe vertical V1. C=.te trajectoire verticale ne peut etre qu'arretee qu'apres une distance egale a la longueur du bras de pivotement 3 ou avant si l'axe vertical V1 ne croise pas le cercle C1 de pivotement du balancier 2. Le systeme selon l' invention est done base sur le deplacement du point de pivotement A1 du bras de manipulation 3 en direction de l'axe vertical V1 representant ltendroit ou on desire deposer les objets dans une caisse profonde 4. La figure 2 montre les quelques pieces qui rentrent en jeu fonctionnellement pour obtenir le deplacement du bras de manipulation, tel qu'il vient d'etre decrit et represente a la figure 1, en traits mixtes. Ces pieces vent principalement le bras de manipulation 10 et une piece de cames 20 comprenant deux cames de trajectoires 21A et 21B placees chacune a une extremite de la surface de la piece de cames 20 et une came de pivotement 22 placee au centre de la piece de cames 20. En fait, cette came de pivotement 22 est centree par rapport a la position initiale de l'axe de pivotement A du bras de manipulation 10. Les deux cames de trajectoires 21A et 21B vent constituees chacune diune rainure dont les trajectoires incurvees s'inversent au meme niveau horizontal que celui de l'axe de pivotement A ou elles vent verticales. Les parties superieures 21AS et 21BS, chacune des deux cames de trajectoire 21A et 21B s'incurvent vers le haut et vers le centre de la piece de came 10 en amor,cant une trajectoire circulaire concentrique au point A1 ou se trouve initialement l'axe de pivotement A. De leur cote, les parties 2C inferieures 21AI et 21BI des deux cames de trajectoires 21A et 21B s ' ecartent du point A1 ou se trouve initialement l'axe de pivotement A, vers le teas en amor,cant une trajectoire circulaire, de meme rayon que celui de la trajectoire amorcee par les parties superieures 21AS et 21BS des deux cames de trajectoires 21A et 21B. Les trajectoires des deux rainures constituent les deux cames de trajectoires 21A et 21B ont ete determinees graphiquement, en respectant les mouvements du bras de manipulation 3 de la figure 1, selon les trajectoires et les positions en traits mixtes. En effet, les cames de trajectoires 21A et 21B vent destinees a guider un point de commande P materialise par un roulement a billes 14, place entre les deux extremites du bras de balancement que constitue une base pivotante 11 et une extremite 15. En tenant compte que la trajectoire rectiligne verticale V1 de la figure 1 doit etre parcourue par l'extremite 15 du bras de manipulation 10, et plus exactement par un axe de manipulation B. il est possible de se rendre compte que le deplacement du point de commande P correspond a celle de la came de trajectoire 21B. De plus, l'axe de pivotement A a commence a se deplacer dans une petite distance AA par rapport au point A1, selon une trajectoire circulaire decrite par le cercle C1 de la figure 1. Pour permettre le deplacement de l'axe de pivotement A selon ce cercle C1 et le maintien de la base pivotante 11 du bras de manipulation 10 dans la piece de cames 20, cette derriere possede une came de pivotement 22 constituee d'une surface en grande partie circulaire concave, susceptible d'accueillir en trots points trots roulements 12 de la base pivotante 11 et definissant un cercle concentrique a l'axe de pivotement A. Loreque le bras de manipulation 10 est vertical, ces trots roulements 12 vent appuyes sur la surface constituee par la came de trajectoire 22. Lorsque le bras de pivotement 10 a pivote, l'un d'entre eux quitte cette came de trajectoire 22 et seulement deux roulements 12 vent en contact de la surface de la came de trajectoire 22, puis un seul. Dans ce dernier cas, la base 11 a plusieurs degree de liberte, ce qui permet le deplacement de l'axe de pivotement A. Afin de limiter le basculement du bras de pivotement 10, on peut prevoir des encoches 23 aux deux extremites de la came de trajectoire 22. La figure 3 montre quelques elements supplementaires intervenant dans ['application du systeme selon l' invention a une encaisseuse materialisee par un bati fixe 1. Ce type de machine sert a mettre dans une caisse profonde 4 des objets ou lots di objets sortant d' une chatne de fabrication. On retrouve, sur cette figure 3, la piece de cames 20, dans la rainure de gauche 21B de laquelle coulisse le point P du bras pivotant 10, materialise par le roulement a billes 14. Le bras pivotant 10 est monte tournant autour de l'axe de pivotement A situe a l'extremite inferieure du balancier 2. On utilise egalement un double pantographe 6 monte sur le bati 1 de la machine pour maintenir horizontaux les moyens de saisie et de relachement 8 du systeme. L'ensemble du systeme est montre dans une position ou le bras de manipulation 10 est horizontal. Il faut considerer qu'il vient d'effectuer une rotation de 180 autour de l'axe de pivotement A par une trajectoire circulaire. Le roulement a billes 14 du point de commande P vient de penetrer dans la rainure de gauche 21B par le haut et se trouve a un endroit ou celle-ci inverse les courbures. Ce point de commande P va done etre sollicite dans une trajectoire inversee. La figure 4 montre la suite du deplacement du bras de manipulation 10. En effet, le point P continu sa trajectoire, guide par son roulement a billes 14 dans la rainure de gauche 21B, en s'ecartant de plus en plus du centre de la piece de cames 20 correspondent au point A1 (ne figurant pas sur cette figure 4). L'axe de pivotement A materialise par la base pivotante 11 du bras de manipulation 10 a commence a se deplacer le long du cercle C1. Le point de manipulation B place a l'autre extremite 15 du bras de manipulation 10, suit alors une trajectoire verticale rectiligne correspondent a l'axe V1, symbolisant l' emplacement de la caisse 4. On constate que touj ours deux roulements a billes 12 de la base pivotante 11 du bras de manipulation 10 vent en contact avec la surface de la came de trajectoire 22. Neanmoins, l'un d'eux est arrive dans une encoche 23 de celle-ci. Le mouvement du systeme est alors arrete. Les moyens de saisie et de relachement 8 des objets vent restes horizontaux, grace au pantographe 6. La figure 5 montre des moyens d' orientation maintenus par les moyens de saisie et de relachement du systeme applique a une encaisseuse. On a represente schematiquement deux caisses, une premiere 41 en traits forts et une deuxieme 42 en traits mixtes. En correspondence, vent representes les elements de ces moyens d' orientation constitues principalement d'un bras d'orientation 30. Celui-ci est monte, par une premiere extremite 30A, coulissant dans deux moyens de guidage 31 dans lesquels coulisse un axe de coulissement 32 solidaire de cette premiere extremite A. La deuxieme extremite 30B de l'axe d' orientation est porteuse des moyens de saisie et de relachement des objets. Toutefois, le bras d' articulation 30 est assujetti aux mouvements du systeme selon l' invention, selon un axe D definit, entre autres, par le mouvement du balancier 2, schematise sur les autres figures. En consequence, lorsque le bras de manipulation passe du premier au deuxieme endroit, ctest-a-dire d'une caisse 41 a l'autre 42, il oblige le bras d' orientation 30 a se deplacer le long de l'axe D par un point fixe materialise par une barre de pivotement 36 solidaire du systeme selon l' invention. On remarque que, entre les deux positions representees sur cette figure 5, l'extremite 3OB du bras d' orientation 30 a fait un changement d' orientation de 90 . La position intermediaire du bras d' orientation 30 a ete egalement representee en traits mixtes. Ces moyens d' orientation vent debrayables en ce sens qu'un verin 34 de blocage et de deblocage permet de retracter les moyens de guidage 31 par rapport a la barre de guidage 32. Les moyens de saisie et de relachement vent alors libres dans leur orientation. La figure 6 montre l' adaptation du systeme selon l' invention a une encaisseuse avec les moyens d'orientation decrits a la figure 5. Concernant ceux-ci, on volt que le verin 34 est monte pivotant par rapport au chassis 1 de la machine. L'extremite de sa tige 35 est montee articulee par rapport a une structure porteuse des moyens de guidage 31 dans laquelle coulisse la barre de guidage 32. Le bras d' orientation 30 est. en fait, constitue en deux parties, pour obtenir la rigidite necessaire de ['ensemble de la structure. Son extremite 3OB, porteuse des moyens de saisie et de relachement 3, est en fait une piece rapportee sur la partie inferieure du bras d' orientation 30. Le double pantographe 6 est egalement represente. Dans sa partie inferieure, il est relic mecaniquement a l'extremite pivotante 15 du bras de manipulation 10. Ce dernier est monte autour de l'axe de pivotement A1, place a l'extremite inferieure du balancier 2. Celui-ci est constitue d'un caisson comprenant un moteur 25 entralnant un systeme de transmission 26 pour entralner en rotation l'arbre de manipulation 10. La piece de came est placee verticalement. L'axe de manipulation 10 est equipe d'un axe de guidage 19 permettant de loger la piece de cames dans un plan eloigne de l'arbre de manipulation 10. Avantaqes de l' invention Le systeme selon ['invention, adapte a une encaisseuse, n'utilise qu'un moyen moteur constitue du moteur 25 place dans le balancier 2. On peut utiliser ou non des moyens d' orientation des objets. La machine peut s' adapter a differentes trajectoires et a differentes dimensions, seule la piece de cames etant a concevoir en fonction de ses differents criteres. REVEND I CAT I ONS 1. Systeme de prise d'objets a partir d'un premier endroit et de depose verticalement des memes objets a un deuxieme endroit, le systeme comprenant un bras de meme manipulation (10) pivotant autour dun axe de pivotement (A) horizontal et place a une premiere extremite du bras de manipulation et possedant des moyens de saisie et de relachement des objets (8) places a une deuxieme extremite (15) du bras de manipulation (10) qui pivote d' environ 180 autour de l'axe de pivotement (A), la deuxieme extremite (15) passant ainsi du premier endroit au deuxieme endroit par une trajectoire semi-circulaire, caracterise en ce qu'il consiste a deplacer, apres le pivotement de 180 du bras de manipulation (10), l'axe de pivotement (A) pour que la deuxieme extremite (15) du bras de manipulation (10) ait une trajectoire rectiligne verticale apres le pivotement de 180 . 2. Systeme selon la revendication 1, caracterise en ce que l'axe de pivotement (A) est place sur une premiere extremite mobile inferieure d'un balancier ( 2) suspendu par sa deuxieme extremite superieure a un bati fixe (1) d'une machine, telle 2 5 qu'une encaisseuse, de maniere a ce que l' axe de pivotement (A) decrive une portion de trajectoire circulaire, et qu'il comprend une came de trajectoire (21A, 2AB) determinee et dans laquelle un point de commande (P) du bras de manipulation (10) est assujetti, pour que la deuxieme extremite (15) du bras de manipulation (10) decrive ladite trajectoire rectiligne verticale (V1), apres le pivotement de du bras de manipulation (10). 3. Systeme selon la revendication 2, caracterise en ce que le point de commande (P) est place entre les deux extremites du bras de manipulation (10), la came de trajectoire (21A, 21B) est alors constituee en partie d'une rainure circulaire dont le debut de trajectoire est vertical et par la suite oriente vers le teas en s'ecartant de la position initiale (A1) de l'axe de pivotement (A). 4. Systeme selon la revendication 3, caracterise en ce que le point de commande (P) est materialise par un roulement a billes (14) qui vient s'inserer dans la rainure (21B) a la fin de la trajectoire circulaire de la deuxieme extremite (15) du bras de manipulation (10), l'axe de pivotement (A) etant materialise par une base pivotante (11) du bras de manipulation (10) equipee de trots roulements a billes (12) definissant un cercle de pivotement et s'appuyant sur un cercle correspondent de la surface d'une came de pivotement (22) solidaires des cames de trajectoire (21A, 21B), realisees toutes les trots dans une meme piece de cames (20). 5. Systeme selon la revendication 2, caracterise en ce qu'on utilise, comme moyen moteur, un moteur (25) place sur le balancier (2) pour faire pivoter le bras de manipulation (10). 6. Systeme selon la revendication 1, applique a une encaisseuse, caracterise en ce quton utilise un double pantographe (6), fixe au bati (1) de ltencaisseuse pour maintenir horizontaux les moyens de saisie et de relachement des objets (8). 7. Systeme selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend des moyens d' orientation des objets constitues d'un bras d' orientation (30) dont une premiere extremite (30A) est montee coulissante par rapport a des moyens de guidage rectilignes (32) places dans le meme plan que l'axe de pivotement (A) et le long d'une droite de symetrie par rapport aux deux endroits et une deuxieme extremite (30B) definissant l' orientation des objets par son orientation. 8. Systeme selon la revendication 7, caracterise en ce qu'il comprend un verin (34) de blocage et de deblocage en position de moyen de saisie et de relachement des objets (8), le bras d' orientation