Brevet FR2941679A1 — publié le 20100806

La présente invention concerne, de façon générale, un procédé pour le déchargement de palettes, et une machine de � dépalettisation � mettant en oeuvre ce procédé. Plus particulièrement encore, cette invention s'intéresse au déchargement de palettes recevant des caisses en carton ou des coques thermoformées en matière plastique, recevant elles-mêmes des produits unitaires tels que des flacons ou récipients analogues, notamment en vue du remplissage et de l'emballage définitif de ces flacons ou récipients. Les opérations de dépalettisation des caisses en carton ou des coques thermoformées, chargées sur des palettes traditionnellement en bois, sont actuellement encore réalisées de façon entièrement manuelle. Dans le cas, pris ici pour exemple, de caisses ou coques recevant des flacons en verre pour des parfums, un opérateur affecté au déchargement des palettes manipule au total plusieurs tonnes par jour. II en résulte pour l'opérateur une fatigue et des risques pour sa santé, en particulier des troubles musculo- squelettiques. La présente invention vise à satisfaire ce besoin, en fournissant un procédé adapté pour le déchargement mécanisé de telles palettes, ainsi qu'une machine automatisée mettant en oeuvre ce procédé, de manière à minimiser la fatigue et les risques ostéo-articulaires et musculaires engendrés par la manutention traditionnelle. A cet effet, l'invention a premièrement pour objet un procédé pour le déchargement de palettes, recevant des caisses en carton ou des coques thermoformées en matière plastique, qui reçoivent elles-mêmes des produits unitaires, ce procédé étant essentiellement caractérisé par la succession d'étapes ci-après : - pose au sol, ou sur un autre support, d'une palette chargée de caisses ou coques, - retrait automatique d'éventuels couvercles fermant les caisses ou coques, - localisation mécanique et/ou optique d'une caisse ou coque à prélever, - prélèvement de la caisse ou coque, transport de celle-ci et pose de celle-ci sur un convoyeur ou autre support, - répétition des opérations précédentes pour les autres caisses ou 35 coques reçues sur la palette, - mise en attente éventuelle des caisses ou coques prélevées, - reprise des produits unitaires dans ces caisses ou coques, sous le contrôle de moyens de vision, - transport de ces produits unitaires et pose de ceux-ci sur un convoyeur ou autre support, avec réorientation desdits produits. Ainsi, l'invention se caractérise par un processus de déchargement réalisé en deux temps, à savoir d'abord une � dépalettisation � qui sépare les caisses ou coques d'une palette, et ultérieurement un déchargement des caisses ou palettes pour isoler chaque pièce unitaire. Eventuellement, le processus comprend encore un temps intermédiaire de mise en attente dans une zone � tampon � : la palette étant déjà déchargée et évacuée, les caisses ou coques ne sont pas immédiatement vidées de leur contenu ; au contraire, tandis qu'une caisse ou coque est en train d'être déchargée de ses produits unitaires, une ou plusieurs autres caisses ou coques restent en attente, par exemple sur un convoyeur. Toutes les opérations de déchargement, reprise et pose se font sous le contrôle de moyens de vision, ce qui permet en particulier de localiser initialement avec précision chaque caisse ou coque à prélever sur une palette, même si la palette a été posée dans une position comportant une certaine imprécision, par exemple de l'ordre de quelques centimètres. Les moyens de vision permettent aussi de localiser dans l'espace les produits unitaires, qui sont prélevés dans un deuxième temps, pour assurer la bonne préhension de ces produits en vue de leur transport, ainsi que leur réorientation et leur pose finale dans une position fixe ; par exemple, dans le cas de flacons de parfum, il s'agit de déposer ceux-ci finalement dans des godets placés sur un convoyeur. Les caisses ou coques posées sur une palette étant habituellement jointives, le procédé comprend encore avantageusement, au moment du prélèvement d'une caisse ou coque, un déplacement horizontal de celle-ci visant à l'écarter d'au moins une autre caisse ou coque adjacente, avant de la prélever. On crée ainsi un espace libre permettant l'introduction de moyens de préhension adaptés, qui pourront alors saisir et soulever la caisse ou coque puis la transporter vers le convoyeur ou autre support. Dans la phase de reprise des produits unitaires, deux ou plusieurs de ces produits peuvent être prélevés et transportés simultanément, pour accélérer les cadences. L'invention a aussi pour objet une machine pour le déchargement de palettes, mettant en oeuvre le procédé défini ci-dessus. Cette machine comprend essentiellement, en combinaison : - des moyens de réception de palettes, où les palettes chargées de caisses ou coques sont introduites et d'où les palettes déchargées sont évacuées, - des moyens de prélèvement et transfert de caisses ou de coques, depuis les moyens de réception de palettes, auxquels sont associés des moyens de vision pour la localisation des caisses ou coques à prélever, - des moyens de convoyage ou de support des caisses ou coques prélevées d'une palette, - des moyens de manipulation des produits unitaires, adaptés pour la reprise de ces produits dans les caisses ou coques, le transport de ces produits et leur réorientation, d'autres moyens de vision leur étant associés, - d'autres moyens de convoyage ou de support, prévus pour 15 la réception des produits unitaires. Dans une forme de réalisation préférée, cette machine de � dépalettisation � comprend : - un emplacement de réception de palettes, avec butée mécanique de positionnement d'une palette, 20 - un premier portique robotisé, déplaçable horizontalement entre l'emplacement de réception des palettes et un premier convoyeur, et équipé de moyens de préhension adaptés pour le prélèvement des caisses ou coques, ledit premier portique étant aussi équipé de moyens de vision, - le premier convoyeur, s'étendant perpendiculairement à la 25 direction horizontale de déplacement du premier portique robotisé, ce premier convoyeur étant prévu pour recevoir les caisses ou coques prélevées d'une palette, - un second portique robotisé déplaçable horizontalement au-dessus du premier convoyeur, dans une direction parallèle à ce convoyeur 30 donc perpendiculaire à la direction horizontale de déplacement du premier portique, ce second portique robotisé étant prévu pour la manipulation des produits unitaires, - d'autres moyens de vision associés au second portique et/ou au premier convoyeur, 35 - un second convoyeur, desservi par le second portique, qui est prévu pour recevoir et évacuer les produits unitaires. 10 Le second convoyeur, sur lequel sont finalement posés les produits unitaires, peut s'étendre parallèlement au premier convoyeur qui reçoit les caisses ou coques prélevées d'une palette. La machine peut encore comprendre un bac de réception des caisses ou coques vides, ainsi que de leurs éventuels couvercles. Cette machine de � dépalettisation � est particulièrement compacte, et conçue pour un fonctionnement automatique et adapté, en particulier grâce à ses moyens de vision. Elle possède un rendement élevé, en particulier du fait qu'une palette vide peut être évacuée en �temps masqué�, c'est-à-dire pendant que s'effectue la reprise des produits unitaires dans les caisses ou coques déjà prélevées de la palette considérée ou d'une palette précédente. Une telle machine peut traiter des palettes sur lesquelles les caisses et leurs éventuels couvercles sont disposés suivant des couches successives plus ou moins irrégulières, ces couches pouvant être toutes identiques ou différentes les unes des autres, et éventuellement �croisées�. Bien entendu, les deux portiques robotisés sont équipés de moyens de préhension adaptés aux caisses ou coques, et aux éventuels couvercles à prélever, ainsi qu'aux produits unitaires à manipuler dans un deuxième temps, ces moyens de préhension étant par exemple du genre ventouses, pinces ou crochets. Le premier convoyeur, réceptionnant les caisses ou coques prélevées d'une palette, peut être constitué par une simple bande transporteuse. Le second convoyeur sera adapté aux produits unitaires à réceptionner et à transporter. Avantageusement, ce convoyeur comporte des réceptacles, tels que des godets prévus pour recevoir et maintenir les produits unitaires amenés. Le procédé et la machine, ainsi conçus, sont particulièrement adaptés pour le déchargement de palettes chargées de caisses ou coques recevant en tant que produits unitaires des flacons vides, le second convoyeur étant pourvu de godets ou réceptacles analogues prévus pour recevoir et maintenir chacun un flacon, en vue de son amenée vers des postes de remplissage, de bouchage et/ou de conditionnement. De toute façon, l'invention sera 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 cette machine pour le déchargement de palettes, et illustrant le fonctionnement de celle-ci : Figure 1 est une vue très schématique, en plan par-dessus, d'une machine de � dépalettisation � conforme à la présente invention ; Figure 2 est une vue de face de la machine de figure 1 ; Figure 3 est une vue de côté de cette machine ; Figure 4 à 15 sont des vues schématiques, alternativement de face et de côté, illustrant les étapes successives d'un cycle de fonctionnement complet de la machine. La machine d e �dépalettisation�, représentée sur les figures 1 à 3, est implantée en bordure d'un convoyeur 1 apte à recevoir des produits unitaires, tels que des flacons de parfum, à amener par exemple vers une machine de remplissage (non représentée). Dans l'exemple ici considéré, les produits tels que les flacons sont initialement placés dans des caisses en carton, elles-mêmes reçues et empilées en plusieurs couches sur des palettes. La machine comprend une ossature 2, qui est traversée horizontalement par le convoyeur 1 et qui surmonte aussi un emplacement 3 servant à la réception des palettes chargées de caisses. Une butée mécanique 4 est prévue à l'emplacement 3 pour le positionnement d'une palette amenée à cet emplacement. La machine comprend un premier portique robotisé 5, qui est déplaçable horizontalement sur l'ossature 2, dans une direction perpendiculaire à celle du convoyeur 1. Le premier portique 5 est ainsi mobile entre l'emplacement 3 de réception des palettes, et un autre convoyeur 6 qui s'étend parallèlement au convoyeur 1, entre l'emplacement 3 et ce convoyeur 1. Le premier portique robotisé 5 est équipé d'un préhenseur 7 déplaçable verticalement et horizontalement, et orientable, tel qu'un préhenseur à ventouses, apte à prélever et transporter les caisses en carton ainsi que leurs couvercles. Ce premier portique 5 est aussi équipé d'un système de vision industriel, en pratique une caméra 8 (voir figure 3), apte à localiser de façon suffisamment précise une caisse à prélever, en détectant non seulement sa position mais aussi son orientation. Le convoyeur 6, ici du genre bande transporteuse, est prévu 35 pour recevoir les caisses prélevées d'une palette, à l'extérieur de la machine, jusqu'à un bac 9 pour caisses vides et couvercles. La machine comprend un second portique robotisé 10, qui est déplaçable horizontalement sur l'ossature 2, au-dessus du convoyeur 6, dans une direction parallèle à ce convoyeur 6. Le second portique 10 est équipé d'un préhenseur, ici un double préhenseur 11, 12 par exemple à ventouses, apte à prélever simultanément deux produits unitaires tels que des flacons. Ce portique 10 permet un mouvement de montée et descente, un mouvement de translation, une orientation individuelle des deux préhenseurs 11 et 12 et une orientation générale. De plus, il permet de faire varier l'entraxe des deux préhenseurs 11 et 12, donc l'entraxe des deux produits manipulés simultanément. Un autre système de vision industriel, en pratique une caméra 13 (voir figure 2), est associé au second portique 10 ou au convoyeur 6 surmonté par ce portique 10. En se référant maintenant aux figures 4 et suivantes, on 15 décrira un cycle complet de fonctionnement de la machine de �dépalettisation�. Dans un premier temps, comme l'illustrent les figures 4 et 5, il est procédé à l'ouverture d'une porte latérale 14, située du côté de l'introduction des palettes, face à l'emplacement 3 de réception des palettes. 20 Une fois la porte 14 ouverte, une palette 15 chargée de caisses 16 avec couvercles 17 est introduite dans la machine, à l'aide d'un transpalette (flèche F1), jusqu'à ce qu'elle soit positionnée par la butée mécanique 4. La palette 15 est descendue jusqu'au sol (flèche F2), et le transpalette est retiré. La porte 14 est refermée û Voir figures 6 et 7. 25 Un bouton est ensuite actionné pour enclencher un cycle automatique de prise des couvercles 17 et des caisses 16, sous le contrôle du système de vision (caméra 8). Le premier portique 5 vient au-dessus d'une première caisse 16 à prélever, puis son préhenseur 7 s'abaisse vers cette caisse 16, en s'arrêtant à la bonne hauteur grâce à un palpeur de niveau. Des 30 ventouses du préhenseur 7 viennent alors aspirer le couvercle 17 de la caisse 16 concernée, pour le prélever, le soulever et le transférer vers le convoyeur 6 sur lequel il est finalement déposé û Voir figures 8 et 9, flèches F3, F4 et F5. Le couvercle 17 est alors évacué de la machine par le convoyeur 6, jusqu'à ce qu'il tombe dans le bac 9. 35 Le portique 5 revient ensuite au-dessus de la caisse 16 considérée et il fait accoster son préhenseur 7 sur un côté de cette caisse 16, puis certaines ventouses sont activées pour écarter légèrement la caisse 16 considérée d'une caisse 16 adjacente, dans un mouvement horizontal, en créant ainsi un espace libre entre les deux caisses (cette étape intermédiaire n'étant pas représentée). Le préhenseur 7 du premier portique 5 peut ensuite prélever la caisse 16 considérée, en introduisant au moins une ventouse dans l'espace libre précédemment créé, et en saisissant la caisse 16 entre des ventouses opposées. La caisse 16 ainsi � prise en sandwich � est alors transportée par le portique 5 et son préhenseur 7 vers le convoyeur 6, sur lequel elle est posée û Voir figures 10 et 11, flèches F6, F7 et F8. Les opérations de prélèvement du couvercle 17 puis de transfert de la caisse 16 correspondante vers le convoyeur 6 sont répétées, pour toutes les caisses 16 chargées initialement sur une palette 15. Ainsi, les figures 12 et 13 illustrent l'amenée d'une caisse 16 suivante sur le convoyeur 6, lequel avance (flèche F9) au fur et à mesure de l'amenée des caisses sur lui. A son extrémité avant, le convoyeur 6 déverse dans le bac 9 tous les couvercles 7, ainsi que toutes les caisses 16 une fois celles-ci vidées de leur contenu (comme décrit ci-après). Pour chaque caisse 16 amenée sur le convoyeur 6, et remplie des produits unitaires tels que flacons, il s'effectue un cycle de reprise de ces produits et de pose de ceux-ci sur le convoyeur 1, au moyen du second portique 10 et de son double préhenseur 11, 12, ce cycle étant illustré par les figures 14 et 15. Le système de vision 13 repère et envoie les coordonnées de deux produits à prélever, et le second portique 10 vient alors prendre les deux produits, en adaptant la position de ses deux préhenseurs 11 et 12. Le portique 10 soulève ces deux produits 18 pour les extraire de la caisse 16 (flèche F10), il les déplace horizontalement (flèche F11) vers le convoyeur 1, en les réorientant si nécessaire, et enfin il les dépose (flèche F12) dans une position précédemment sur le convoyeur 1, en les réorientant si nécessaire, et enfin il les dépose (flèche F12) dans une position prédéterminée sur le convoyeur 1. En particulier, si le convoyeur 1 est un convoyeur à godets, les produits 18 tels que flacons sont posés ici individuellement dans ces godets, encore vides. Ce cycle est répété jusqu'à ce qu'une caisse 16 soit entièrement vidée des produits qu'elle contenait, puis il est répété pour toutes les autres caisses 16 provenant d'une même palette 15 et successivement amenées sur le convoyeur 6. Au fur et à mesure de la dépose des produits sur le convoyeur 1, en particulier dans les godets, ce convoyeur 1 avance pour évacuer lesdits produits hors de la machine et les amener par exemple (dans le cas de flacons) à la machine de remplissage située à distance. La palette 15 vide peut alors être elle aussi évacuée de l'emplacement 3, et une nouvelle palette 15 peut être amenée et posée à cet emplacement 3 ; un nouveau cycle complet, similaire au précédent, peut désormais débuter. Les palettes 15 peuvent amener à la machine des caisses 16 soit disposées en couches successives toutes identiques, soit disposées en couches � croisées �, soit encore dans une disposition quelconque. Dans tous les cas, les moyens de vision 8 et 13 permettent de localiser les caisses 16 et les produits 18. Les moyens de vision permettent aussi d'effectuer divers autres contrôles sur les produits 18. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette machine pour le déchargement de palettes 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. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - en modifiant les détails constructifs de la machine ; - en utilisant tous moyens de vision appropriés, pour localiser les caisses en carton et les produits contenus dans ces caisses ; - en remplaçant les caisses par des coques thermoformées en matière plastique ; - en adoptant la machine, en particulier ses moyens de préhension ainsi que les convoyeurs, aux produits unitaires à reprendre et à transporter, ainsi que (le cas échéant) aux coques thermoformées. REVENDICATIONS1. Procédé pour le déchargement de palettes, recevant des caisses en carton (16) ou des coques thermoformées en matière plastique, qui reçoivent elles-mêmes des produits unitaires (18), caractérisé par la succession d'étapes ci-après : - pose au sol, ou sur un autre support, d'une palette (15) chargée de caisses (16) ou coques, - retrait automatique d'éventuels couvercles (17) fermant les 10 caisses ou coques, - localisation mécanique et/ou optique d'une caisse (16) ou coque à prélever, - prélèvement de la caisse (16) ou coque, transport de celle-ci et pose de celle-ci sur un convoyeur (6) ou autre support, 15 - répétition des opérations précédentes pour les autres caisses (16) ou coques reçues sur la palette (15), - mise en attente éventuelle des caisses (16) ou coques prélevées, - reprise des produits unitaires (18) dans ces caisses (16) ou 20 coques, sous le contrôle de moyens de vision (13), - transport de ces produits unitaires (18) et pose de ceux-ci sur un convoyeur (1) ou autre support, avec réorientation desdits produits (18). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend encore, au moment du prélèvement d'une caisse (16) ou coque, un 25 déplacement horizontal de celle-ci visant à l'écarter d'au moins une autre caisse (16) ou coque adjacente, avant de la prélever. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans la phase de reprise des produits unitaires (18), deux ou plusieurs de ces produits (18) sont prélevés et transportés simultanément. 30 4. Machine pour le déchargement de palettes, recevant des caisses en carton (16) ou des coques thermoformées en matière plastique, qui reçoivent elles-mêmes des produits unitaires (18), pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison : 35 - des moyens de réception (3) de palettes, où les palettes (15) chargées de caisses (16) ou coques sont introduites et d'où les palettes(15) déchargées sont évacuées,- des moyens (5,7) de prélèvement et transfert de caisses (16) ou de coques, depuis les moyens de réception (3) de palettes, auxquels sont associés des moyens de vision (8) pour la localisation des caisses (16) ou coques à prélever, - des moyens (6) de convoyage ou de support des caisses (16) ou coques prélevées d'une palette (15), - des moyens (10,11,12) de manipulation des produits unitaires (18), adaptés pour la reprise de ces produits (18) dans les caisses (16) ou coques, le transport de ces produits (18) et leur réorientation, d'autres moyens de vision (13) leur étant associés, - d'autres moyens (1) de convoyage ou de support, prévus pour la réception des produits unitaires (18). 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce 15 qu'elle comprend : - un emplacement de réception (3) de palettes, avec butée mécanique (4) de positionnement d'une palette (15), - un premier portique robotisé (5), déplaçable horizontalement entre l'emplacement de réception (3) des palettes et un premier convoyeur (6), 20 et équipé de moyens de préhension (7) adaptés pour le prélèvement des caisses (16) ou coques, ledit premier portique (5) étant aussi équipé de moyens de vision (8), - le premier convoyeur (6), s'étendant perpendiculairement à la direction horizontale de déplacement du premier portique robotisé (5), ce 25 premier convoyeur (6) étant prévu pour recevoir les caisses (16) ou coques prélevées d'une palette (15), - un second portique robotisé (10) déplaçable horizontalement au-dessus du premier convoyeur (6), dans une direction parallèle à ce convoyeur (6) donc perpendiculaire à la direction horizontale de 30 déplacement du premier portique (5), ce second portique robotisé (10) étant prévu pour la manipulation des produits unitaires (18), - d'autres moyens de vision (13) associés au second portique (10) et/ou au premier convoyeur (6), - un second convoyeur (1), desservi par le second portique 35 (10), qui est prévu pour recevoir et évacuer les produits unitaires (18). 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le second convoyeur (1), sur lequel sont finalement posés les produitsunitaires (18), s'étend parallèlement au premier convoyeur (6) qui reçoit les caisses (16) ou coques prélevées d'une palette. 7. Machine selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les deux portiques robotisés (5,10) sont équipés de moyens de préhension (7,11,12) adaptés aux caisses (6) ou coques, et aux éventuels couvercles (17) à prélever, ainsi qu'aux produits unitaires (18) à manipuler dans un deuxième temps, ces moyens de préhension (7,11,12) étant par exemple du genre ventouses, pinces ou crochets. 8. Machine selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le premier convoyeur (6), réceptionnant les caisses (16) ou coques prélevées d'une palette (15), est constitué par une bande transporteuse. 9. Machine selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que le second convoyeur (1), adapté aux produits unitaires (18) à réceptionner et à amener, comporte des réceptacles, tels que des godets, prévus pour recevoir et maintenir les produits unitaires (18) amenés. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle est adaptée pour le déchargement de palettes (15) chargées de caisses (16) ou coques recevant en tant que produits unitaires (18) des flacons vides, le second convoyeur (1) étant pourvu de godets ou réceptacles analogues prévus pour recevoir et maintenir chacun un flacon, en vue de son amenée vers des postes de remplissage, de bouchage et/ou de conditionnement. 11. Machine selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend encore un bac de réception (9) des caisses (16) ou coques vides, ainsi que de leurs éventuels couvercles (17).