Brevet FR2897240A1 — publié le 20070817

La présente invention concerne le domaine général de la pâtisserie industrielle. Elle concerne plus particulièrement un procédé et une installation pour garnir automatiquement des produits pâtissiers tels que des fonds de tartes avec des lamelles de fruits (genre pommes, poires ou abricots notamment). Actuellement, la fabrication industrielle des tartes consiste, après mélange et brassage des ingrédients, à façonner mécaniquement des fonds à partir de pâte étalée. Ces fonds de tartes sont ensuite garnis manuellement par des opérateurs ou opératrices au moyen de lamelles de fruits, ceci selon un schéma d'implantation défini, avant de passer en cuisson. Cependant, les opérations de garnissage correspondantes des fonds de tartes sont des opérations répétitives qui s'avèrent relativement pénibles dans le temps. La présente invention a pour but de remédier à ce problème en proposant un procédé et une installation permettant de garnir les fonds de tartes (ou autres produits pâtissiers) avec des lamelles de fruits, de manière totalement automatisée. Pour cela, le procédé de garnissage d'un produit pâtissier, du genre fond de tarte par exemple, avec des lamelles de fruits genre pommes, poires, abricots ou autres est caractérisé par le fait qu'il consiste : - à disposer lesdites lamelles de fruits sur un support plan, de manière individualisée et sans contact les unes avec les autres, - à effectuer une reconnaissance vidéo du positionnement de chaque lamelle sur leur support plan, - à prélever lesdites lamelles au moyen d'un robot, puis - à assurer la dépose automatique desdites lamelles sur ledit fond de tarte. Ces opérations de prélèvement/dépose des lamelles de fruits s'effectuent de 25 préférence unitairement, lamelle après lamelle. Partant de lamelles de fruits de forme générale allongée ou en croissant (type lamelles de pommes ou de poires), on tient avantageusement compte, par les moyens vidéo, de l'orientation spatiale de chacune desdites lamelles pour assurer leur dépose de manière correcte sur le fond de tarte, afin d'obtenir un schéma d'implantation 30 souhaité, prédéfini. Selon une autre particularité, le procédé consiste - à définir un ou plusieurs point(s) et/ou ligne(s) de référence sur la surface des lamelles de fruits, quelles que soient la forme et la taille desdites lamelles, - à détecter par les moyens vidéo la position dudit ou desdits point(s) et/ou ligne(s) de référence sur chacune desdites 35 lamelles, et - à assurer la préhension desdites lamelles, ainsi que leur dépose, sur le fond de tarte, en fonction dudit ou desdits point(s) et/ou ligne(s) de référence, selon le schéma d'implantation prédéfini. Selon encore une autre caractéristique, le procédé consiste à détecter par les moyens vidéo le contour général de chacune desdites lamelles sur leur support plan, puis à comparer ledit contour détecté avec des paramètres préenregistrés, afin d'éliminer les lamelles indésirables. Selon une forme de réalisation particulièrement intéressante, il est prévu : - de détecter par les moyens vidéo le contour général de chacune desdites lamelles sur leur support plan, - de calculer automatiquement la surface desdites lamelles à partir de leur contour détecté, puis - de déterminer automatiquement le poids de chacune desdites lamelles à partir de leur surface, tenant compte d'une épaisseur et d'une masse volumique préenregistrées supposées constantes. De la sorte, il est envisageable de sélectionner à partir des moyens vidéo une pluralité de lamelles sur le support plan, afin de constituer des lots comportant l'ensemble des lamelles destinées à être déposées sur un fond de tarte, le nombre de lamelles de chaque lot étant adapté en fonction du poids unitaire de chacune d'elles, de telle sorte que le poids de l'ensemble du lot soit au moins égal à une valeur cible. L'invention concerne également l'installation pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, comportant : - un support plan pour la réception des lamelles de fruits, - des moyens vidéo placés au-dessus dudit support plan, adaptés pour détecter le positionnement desdites lamelles de fruits sur ledit support plan, - au moins un robot apte à prélever lesdites lamelles de fruits sur ledit support plan, et à les déposer sur un fond de tarte, - une intelligence programmable, recevant les informations provenant des moyens vidéo et, en fonction desdites informations, apte à commander ledit robot pour assurer le prélèvement desdites lamelles de fruits sur ledit support plan, et leur dépose sur ledit fond de tarte. Le robot est avantageusement muni d'une tête mobile de prélèvement et de dépose, fonctionnant par aspiration à partir d'un réseau de vide. Dans ce cas, de préférence, la tête de prélèvement du robot est munie de trois ventouses d'aspiration disposées en arc de cercle. Selon une forme de réalisation préférée, le support plan recevant les lamelles de fruits se présente sous la forme d'un convoyeur sans fin, tout comme les moyens servant de support pour les fonds de tartes, ces derniers moyens convoyeurs étant adaptés pour transporter lesdits fonds de tartes jusqu'au robot de prélèvement/dépose des lamelles de fruits, avant garnissage, et pour assurer ensuite l'évacuation des tartes garnies. L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'une forme de réalisation particulière, donnée uniquement à titre d'exemple et représentée sur les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement les principaux éléments de l'installation permettant le garnissage automatique de fonds de tartes en lamelles de fruits, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique illustrant la disposition des ventouses de préhension/dépose de la tête de prélèvement du robot ; - la figure 3 montre les point et ligne de référence pris en compte sur une lamelle de pomme pour assurer sa dépose correcte sur le fond de tarte ; -la figure 4 est une vue schématique illustrant le principe de formation des lots de lamelles destinés à être déposés sur un fond de tarte ; - les figures 5 à 7 illustrent un principe possible pour obtenir un schéma d'implantation défini et répétitible des lamelles de fruits sur un fond de tarte, ici constitué d'une couronne périphérique associée à une fleur centrale. Tel que représenté sur la figure 1, l'installation pour la dépose automatique de lamelles de fruits sur des fonds de tartes comprend : - un premier convoyeur sans fin 1 sur lequel sont déposées à plat des lamelles de fruits 2 (ici en l'occurrence des lamelles de pommes en forme générale de croissant), - un second convoyeur sans fin 3 (ici perpendiculaire au premier), transportant des fonds de tartes 4 jusqu'à une zone 5 à proximité du premier convoyeur sans fin 1, - des moyens de reconnaissance vidéo 6 (par exemple en forme de caméra mono-coup standard) placés au-dessus du premier convoyeur sans fin 1, en amont de la zone 5 de juxtaposition desdits premier et second convoyeurs 1, 3 ; ces moyens de reconnaissance vidéo 6 sont adaptés pour détecter l'emplacement et la forme de chaque lamelle de fruit 2, - des moyens 7, en forme d'intelligence programmable (par exemple PC avec carte d'acquisition), permettant le traitement des informations provenant des moyens de reconnaissance vidéo 6, et - un appareil de type robot 8 disposé dans la zone 5 de juxtaposition des premier et second convoyeurs 1, 3, commandé par l'intelligence programmable 7, et adapté pour prélever unitairement les lamelles de fruits 2 sur le premier convoyeur 1, et pour les déposer sur les fonds de tartes 4 transportés par le second convoyeur sans fin 3, cette dépose de lamelles étant réalisée sur chacun desdits fonds de tartes 4, selon un schéma d'implantation prédéfini correspondant à l'aspect final désiré de la tarte. Les moyens robots 8 utilisés peuvent consister en un robot de type Delta IRB 340 de la Société ABB - RUEIL MALMAISON - FRANCE, permettant d'obtenir des cadences de prélèvement/dépose de l'ordre de 120/minute. La tête 10 de prélèvement/dépose du robot 8 fonctionne par aspiration à partir d'un réseau de vide. Tel qu'illustré sur la figure 2, la tête de travail 10 comporte trois ventouses 11 disposées en croissant. Cette particularité permet de s'adapter au mieux à toutes les formes et tailles de lamelles et de minimiser le temps de réponse du robot ; elle s'avère particulièrement intéressante pour des lamelles de pommes ou de poires ayant une forme générale cintrée ou en croissant. La caméra 6 est adaptée pour détecter l'emplacement et le contour général de chacune des lamelles de fruits 2. Pour cela, les lamelles 2 doivent être déposées à plat sur le convoyeur sans fin 1, sans contact les unes avec les autres (comme illustré sur la figure 1). A partir des informations fournies par la caméra 6, l'intelligence 7 est programmée pour comparer le contour de chaque lamelle 2 avec des paramètres pré- enregistrés afin d'éliminer celles considérées inutilisables (par exemple des lamelles trop petites, trop grandes, cassées, fissurées, qui se chevauchent ...) et de ne retenir que celles qui sont exploitables. Les lamelles indésirables ne sont pas prélevées par le robot 8 ; elles sont transportées jusqu'à l'extrémité du convoyeur sans fin 1, au niveau de laquelle elles chutent dans un bac de récupération (non représenté). Le garnissage des fonds de tartes 4 avec les lamelles de fruits 2, par le robot 8, est réalisé selon un schéma d'implantation (ou motif) qui est prédéfini (préprogrammé), et de sorte à obtenir un poids de garniture relativement constant (en particulier un poids minimum entrant dans des tolérances définies). Pour cela : - à partir du contour détecté des lamelles 2, l'intelligence programmable 7 enregistre leurs positions et orientations individuelles dans l'espace (en particulier pour des lamelles en croissant), de manière à assurer leur préhension et leur dépose individuelle correctes sur le fond de tarte, ceci à l'endroit précis et selon l'orientation prédéfinis. Dans ce cadre, on définit pour chaque lamelle 2 une ligne de référence correspondant à la base 12 (figure 3) et au moins un point de référence 13, par exemple situé dans le coin gauche des lamelles. En outre, - des lots 14, 14' de lamelles (figure 4) correspondant chacun à une garniture complète d'un fond de tarte sont constitués sur le convoyeur sans fin 1, par l'intelligence programmable 7, en tenant compte du poids de chaque lamelle 2. Le poids de chaque lamelle 2 est estimé par l'intelligence programmable 7 à partir de leur contour détecté par les moyens vidéo 6. Cette estimation de poids est réalisée à partir de la formule suivante : surface X épaisseur de lamelles X masse volumique du fruit, la surface étant calculée à partir du contour détecté, et l'épaisseur ainsi que la masse volumique étant pré-enregistrées et supposées constantes. Les valeurs d'épaisseur et de masse volumique sont des paramètres qui peuvent être modifiés au niveau de l'intelligence programmable, pour tenir compte des évolutions possibles. Chaque lot 14, 14' de lamelles, destiné à un fond de tarte particulier, est constitué en additionnant le poids de chaque lamelle, et il est finalisé dès qu'une valeur limite pré-enregistrée est dépassée. Ainsi, pour un même format de tarte, le nombre de lamelles des lots pourra varier de quelques unités en fonction de la surface moyenne des lamelles constituant le lot. Des variations de poids liées notamment à la fiabilité de détection de la caméra, aux variations éventuelles d'épaisseur de lamelles ou aux évolutions de la densité des fruits (fonction de la variété et de la maturité), entrent dans des tolérances tout-à-fait admissibles. Une fois les lots de lamelles constitués, il reste à prélever ces lamelles unitairement par le robot 8 et à les déposer sur le fond de tarte 4 selon un plan de pose correspondant à l'aspect final désiré de la tarte. L'intelligence programmable 7 commande les mouvements du robot 8 en conséquence. Le plan de pose correspondant est adapté au format de la tarte et éventuellement aussi, pour un même format, en fonction du nombre de lamelles constituant le lot. Chaque lamelle est déposée sur le fond de tarte 4 selon des coordonnées x, y et z, en tenant compte des points et lignes de référence 12, 13 précités. Par exemple, tel qu'illustré sur la figure 1, le plan de pose correspondant peut être constitué d'une couronne externe 15, appelée tour , ceinturant une partie centrale 16, appelée fleur . Comme illustré sur les figures 5 et 6, le tour 15 est réalisé par la superposition partielle de lamelles 2 dont la base est placée légèrement en biais par rapport au rayon de la tarte ; on utilise pour cela la ligne de base 12 pour régler l'orientation des lamelles, et le point de référence 13 pour assurer un positionnement correct des lamelles sur une ligne circulaire périphérique imaginaire 17. Ensuite, tel qu'illustré sur la figure 7, la constitution de la fleur 16 est aussi réalisée par superposition partielle des lamelles 2, mais leurs bases 12 étant toutes parallèles entre elles. Comme on le fait de manière classique manuellement, la bordure externe de la fleur 16 vient légèrement recouvrir la bordure interne du tour 15. Une fois le garnissage finalisé, le convoyeur sans fin 3 transporte les tartes garnies vers les postes de préparation suivants (cuisson, surgélation ...). Pour les opérations de garnissage décrites ci-dessus, le convoyeur sans fin 1 peut être à mouvement continu et le convoyeur sans fin 3 à mouvement séquentiel. Le procédé et l'installation conformes à l'invention permettent de réaliser des garnissages de tartes ou autres produits pâtissiers, de manière complètement automatisée, ceci à des cadences élevées et avec une grande qualité de finition. REVENDICATIONS - 1.- Procédé de garnissage d'un produit pâtissier du genre fond de tarte par exemple, avec des lamelles de fruits (2) genre pommes, poires, abricots ou autres, caractérisé en ce qu'il consiste : - à disposer lesdites lamelles de fruits (2) sur un support plan (1), de manière individualisée et sans contact les unes avec les autres, - à effectuer une reconnaissance vidéo (6) du positionnement de chaque lamelle (2) sur ledit support plan (1), - à prélever lesdites lamelles (2) au moyen d'un robot (8), puis - à assurer la dépose automatique desdites lamelles (2) sur ledit fond de tarte (4). 2.- Procédé de garnissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les opérations de prélèvement et de dépose des lamelles de fruits s'effectuent unitairement, lamelle par lamelle. 3.- Procédé de garnissage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste, partant de lamelles de fruits (2) de forme générale allongée ou en croissant, à tenir compte par les moyens vidéo (6) de l'orientation spatiale de chacune desdites lamelles (2) pour les déposer correctement sur le fond de tarte (4), afin d'obtenir un schéma d'implantation souhaité. 4.- Procédé de garnissage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à définir un ou plusieurs points (13) et/ou une ou plusieurs lignes (12) de référence sur la surface des lamelles de fruits (2), quelles que soient la forme et la taille desdites lamelles (2), à détecter par les moyens vidéo (6) la position dudit ou desdits points et/oui lignes de référence (12, 13) sur chacune desdites lamelles (2), et à assurer la préhension desdites lamelles (2), ainsi que leur dépose, sur le fond de tarte (4), en fonction dudit ou desdits points et/ou lignes de référence, selon le schéma d'implantation prédéfini. 5.- Procédé de garnissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter par les moyens vidéo (6) le contour général de chacune desdites lamelles (2) sur le support plan (1), puis à comparer ledit contour détecté avec des paramètres préenregistrés, afin d'éliminer les lamelles (2) indésirables. 6.- Procédé de garnissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste : - à détecter par les moyens vidéo (6) le contour général de chacune desdites lamelles (2) sur le support plan (1),- à calculer automatiquement la surface desdites lamelles (2) à partir de leur contour détecté, puis - à déterminer automatiquement le poids de chacune desdites lamelles (2) à partir de leur surface, tenant compte d'une épaisseur et d'une masse volumique préenregistrées, supposées constantes. 7.- Procédé de garnissage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à sélectionner à partir des moyens vidéo (6) une pluralité de lamelles (2) sur le support plan (1), afin de constituer des lots comportant l'ensemble des lamelles destinées à être déposées sur un fond de tarte (4), le nombre de lamelles (2) de chaque lot étant adapté en fonction du poids unitaire de chacune d'elles, de telle sorte que le poids de l'ensemble du lot soit au moins égal à une valeur cible. 8.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comportant : - un support plan (1) pour la réception des lamelles de fruits (2), - des moyens vidéo (6), placés au-dessus dudit support plan (1), adaptés pour détecter le positionnement desdites lamelles de fruits (2) sur ledit support plan (1), - au moins un robot (8) apte à prélever lesdites lamelles de fruits (2) sur ledit support plan (1), et à les déposer sur un fond de tarte (4), - une intelligence programmable (7), recevant les informations provenant des moyens vidéo (6) et, en fonction desdites informations, apte à commander ledit robot (8) pour assurer le prélèvement desdites lamelles de fruits (2) sur ledit support plan (1), et leur dépose sur ledit fond de tarte (4). 11.- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le robot (8) est muni d'une tête mobile (10) de prélèvement et de dépose, fonctionnant par aspiration à partir d'un réseau de vide. 12.Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la tête de prélèvement (10) du robot (8) est munie de trois ventouses d'aspiration (11) disposées en arc de cercle. 13.- Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le support plan (1) recevant les lamelles de fruits (2) se présente sous la forme d'un convoyeur sans fin (1), et en ce qu'elle comporte des moyens convoyeurs sans fin (3) servant de support pour les fonds de tartes (4) afin de les transporter jusqu'au robot (8) de dépose des lamelles de fruits (2), avant garnissage, et pour assurer ensuite l'évacuation des tartes garnies.