Brevet FR3035091A1 — publié le 20161021

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MANUTENTION.DE BOUTEILLES La présente invention concerne un procédé de manutention de bouteilles dans lequel on transfère et on présente verticalement les bouteilles en file indienne à un poste de reprise de bouteilles pour les introduire ensuite à l'horizontal dans un casier de transport et/ou de stockage. Elle concerne également un dispositif mettant en 10 oeuvre un tel procédé. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine des mises en casier de bouteilles d'eau potable de grand volume, par exemple de l'ordre de 20 litres (5 15 à 6 Gallons en unités de valeur anglo-saxonne), notamment dans les pays chauds, en particulier dans les pays du Maghreb et du Moyen Orient. On connaît déjà des dispositifs et/ou procédés de mises en casier de bouteilles. 20 Par exemple il est connu (FR 2 587 009) un dispositif de chargement et déchargement de casiers portant des récipients cylindriques disposés horizontalement. Un tel dispositif prévu pour la manutention de 25 bouteilles concerne des bouteilles de gaz assez lourdes (35 kg), utilise des bras de centrage, des châssis basculants et d'autres appareils compliqués devant répondre aux normes de sécurité que la manipulation de bouteilles au contenu dangereux, 30 nécessite. 3035091 2 On connaît également des procédés de mise en casier automatique de bouteilles plus légères (1 litre), présentées à la verticale, qui s'effectue par le dessus. 5 C'est le cas notamment de la mise en casier de bouteilles de bière ou de boissons gazeuses. La mise en casier à l'horizontal n'est par contre pas préconisée pour ce type de bouteille du fait d'une plus grande complexité de manutention. La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif de manutention de bouteilles répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique notamment en ce qu'elle va permettre une manutention automatique à haute cadence de bouteilles de poids moyens compris entre 18 kg et 25 kg, par exemple des bouteilles de 5 Gallons, et ce de façon facile à mettre en oeuvre par un opérateur et pour un coût faible. Dans ce but la présente invention propose un procédé de manutention de bouteilles dans lequel on transfère et on présente verticalement les bouteilles en file longitudinale à un poste de reprise des bouteilles disposé en vis à vis d'un poste de présentation de casiers, caractérisé en ce que les casiers étant disposés à l'horizontal et munis d'au moins une première rangée horizontale d'alvéoles de rétention desdites bouteilles, on effectue les étapes suivantes : on saisit les cols d'une première série d'au moins 30 trois bouteilles avec une pince de préhension, 3035091 3 on fait basculer la première série de bouteilles ainsi saisies, que l'on présente avec un angle déterminé avec l'horizontal pour accoster le cul des bouteilles sur l'extrémité ouverte de la première 5 rangée horizontale d'alvéoles d'un premier casier, on redresse à l'horizontal lesdites bouteilles que l'on fait pénétrer horizontalement en totalité dans ladite première rangée, on libère la pince pour venir saisir une deuxième 10 série de bouteilles que l'on introduit à la suite ou dans une deuxième rangée dudit premier casier en renouvelant les étapes ci-dessus appliquées à ladite première série et ainsi de suite pour remplir toutes les rangées dudit premier casier, puis 15 on évacue ledit premier casier et on renouvelle les étapes ci-dessus sur un casier suivant. Dans des modes de réalisation avantageux, on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : 20 - l'angle déterminé est compris entre 45° et 20°; - l'angle est de l'ordre de 30°; - on déplace les bouteilles entre la file verticale et une première position à distance du casier à une première vitesse, on déplace les 25 bouteilles entre cette position à distance et une deuxième position d'accostage en biais du cul des bouteilles et on bascule lesdites bouteilles à l'horizontal à une deuxième vitesse, plus faible que la première vitesse, et on introduit les bouteilles dans les alvéoles à une troisième vitesse ; 3035091 4 - la deuxième vitesse, d'accostage des culs de bouteilles sur l'extrémité ouverte d'une rangée d'alvéole de casier, est inférieure à 200 mm/s ; - les étapes sont effectuées en automatique ou 5 semi-automatique, et la pince étant actionnée par un robot, la commande de la pince et du robot, l'avancée des bouteilles et l'avancée des casiers sont commandés par un opérateur avec une même et unique interface manuelle de commande. 10 Dans le cas du fonctionnement en automatique, l'interface de commande ne sert alors essentiellement à qu'initier ou arrêter le fonctionnement du procédé. Dans le cas d'un fonctionnement en semi-automatique on entend un fonctionnement dans lequel 15 une partie des étapes s'effectue automatiquement un opérateur étant amené à intervenir ponctuellement manuellement pour effectuer certaines tâches et/ou passer d'une première séquence automatique d'opérations à une deuxième séquence automatique 20 d'opérations. L'invention propose également un dispositif de manutention de bouteilles mettant en oeuvre le procédé ci-dessus décrit. Elle concerne aussi un dispositif de manutention 25 de bouteilles comprenant des moyens de transfert et de présentation verticale de bouteilles en file longitudinale à un poste de reprise des bouteilles, ledit poste de reprise et un poste de présentation de casiers chaque casier étant muni d'au moins une 30 première rangée d'alvéoles de rétention de bouteilles, 3035091 5 caractérisé en ce que le poste de présentation des casiers comprend des moyens d'amenée et de positionnement des casiers à l'horizontal en vis à vis du poste de reprise, 5 en ce que le poste de reprise comprend une pince de préhension des cols d'une première série d'au moins trois bouteilles, un robot muni d'un bras solidaire en déplacement de la pince, agencé pour basculer la 10 pince avec la première série de bouteilles ainsi saisies et les présenter avec un angle déterminé avec l'horizontal pour accoster le cul des bouteilles sur l'extrémité ouverte de la première rangée horizontale d'alvéoles d'un premier casier, avant de redresser à 15 l'horizontal lesdites bouteilles et de les enfoncer horizontalement en totalité dans ladite première rangée, des moyens de commande pour libérer alors la pince et venir saisir une deuxième série de bouteilles pour 20 l'introduire à la suite ou dans une deuxième rangée dudit premier casier en renouvelant les étapes ci-dessus appliquées à ladite première série et ainsi de suite pour remplir toutes les rangées dudit premier casier, et 25 des moyens convoyeur pour évacuer ledit premier casier ainsi rempli et lui substituer un casier suivant au poste de présentation de casiers. Avantageusement l'angle pour accoster le cul des bouteilles est compris entre 45° et 20°. 30 Dans un autre mode de réalisation avantageux les moyens de commande du robot sont agencés pour 3035091 6 déplacer les bouteilles entre la file verticale et une première position à distance du casier à une première vitesse, pour déplacer les bouteilles entre cette position à distance et une deuxième position 5 d'accostage en biais du cul des bouteilles et de leur basculement à l'horizontal à une deuxième vitesse, plus faible que la première vitesse, et une troisième vitesse d'introduction des bouteilles dans les alvéoles. 10 Encore avantageusement il comporte de moyens mobiles d'interface unique agencés pour effectuer la commande par un opérateur des convoyeurs d'amenée des bouteilles, du robot et d'amenée et d'évacuation des casiers. 15 Dans un autre mode de réalisation avantageux la pince comprend une barre agencée pour être connectée au bras du robot, munie d'au moins deux goulottes (par exemple quatre) d'insertion des cols de bouteilles, chaque goulotte étant munie d'une 20 collerette de soutien de la partie supérieure des bouteilles dont le col a été inséré dans lesdites goulottes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation donné 25 ci-après à titre d'exemple non limitatif. Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective et schématique d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention. 30 La figure 2 montre en perspective l'approche de l'étape de prise des bouteilles avant mise en place 3035091 7 dans les casiers par le robot muni d'une pince selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici. La figure 3 montre la pince en fonctionnement avec 5 les bouteilles lors de la phase d'approche vers les casiers. La figure 4 est une vue de dessus du mode de réalisation de la pince de la figure 3. Les figures 5 et 5A montrent l'interface sous 10 forme de télécommande manuelle permettant de façon unique de commander l'ensemble des opérations mises en oeuvre par le procédé selon l'invention. La figure 1 montre un dispositif 1 de manutention de bouteilles 2 comprenant un rack 3 connu en lui-15 même, de transfert et d'amenée en automatique (flèche 4) des bouteilles verticales en file indienne. Le rack comprend par exemple une chaîne pousseuse se déplaçant par à-coup entre deux rails de guidage latéraux. Les bouteilles en contact les unes avec les 20 autres sont stoppées par un moyen de butée à un poste 5 de reprise des bouteilles. Ce poste est situé face à un poste 6 de présentation de casiers 7. Chaque casier comprend par exemple quatre rangées 8 de quatre alvéoles 9 de 25 rétention des bouteilles à l'horizontal. Le poste 6 de présentation des casiers comprend un tapis 10 d'amenée des casiers vides selon une cadence déterminée. Les casiers sont quant à eux disposés préalablement à l'horizontal, par exemple par un 30 opérateur en amont sur le tapis et/ou, de façon connue en elle-même, en automatique. 3035091 8 Le dispositif 1 comprend une pince 11 de préhension simultanée des cols 12 de quatre bouteilles 2, la pince 11 étant solidaire en déplacement du bras 13 d'un robot 14 de type connu, 5 par exemple un robot fabriqué par la société japonaise FANUC. Le robot commandé par l'automate (armoire 15) est agencé pour saisir et amener les bouteilles 2 dans une première position à une première vitesse (par 10 exemple 1 000 mm/s), puis pour basculer la série 16 de quatre bouteilles saisies par leurs cols et pour les présenter avec un angle a déterminé par exemple de 30° avec l'horizontal à l'accostage du casier en vis à vis (cf. figure 3). 15 Plus précisément la pince est agencée pour accoster le cul 17 des bouteilles sur l'extrémité inférieure 18 des alvéoles 9, à une deuxième vitesse, ralentie, plus faible que la première vitesse, (par exemple de 150 mm/s) puis de les redresser (flèche 20 19) pour les introduire à une troisième vitesse plus rapide par exemple 500 mm/s, puis pour lâcher les bouteilles par rétro basculement en libérant les goulots, et revenir à vide avec basculement selon la flèche 20, plus rapide (par exemple 1 000 mm/s) (cf. 25 figure 2). Cette décomposition de vitesses permet d'optimiser le diagramme des temps tout en garantissant une introduction sans risque d'accident. A noter qu'avantageusement un indicateur de 30 contrainte (non représenté) peut stopper le mouvement du robot au cas où il y aurait une contre force trop 3035091 9 importante exercée au moment de l'introduction (casier cassé, avec membrures d'une alvéole dans le trajet des bouteilles par exemple). L'automate 15 est ensuite agencé pour venir saisir 5 une deuxième série de bouteilles 2 qui a entretemps été amenée en position face à la pince par le rack de transport 3 qui avance dès échappement de la pince avec la première série de bouteilles. Une fois le casier 7 rempli, il est évacué 10 (position 21) pour être s'il y a lieu contrôlé visuellement par l'opérateur 22. La figure 4 montre en vue de dessus la pince 11 selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici. 15 La pince 11 comprend une barre 23 de support de quatre goulottes 24 d'insertion des cols de bouteilles, présentant chacune une ouverture 25 munie d'une partie supérieure 26 semi-cylindrique de forme complémentaire (avec un jeu) avec l'extrémité du 20 goulot des bouteilles à saisir, et une partie inférieure en V dont les branches sont écartées vers l'extérieur et vers le bas, pour guider la partie s'élargissant des goulots des bouteilles vers leur corps. 25 Chaque ouverture 25 est munie d'une collerette 28 de soutien en portion de cylindre sur une distance x, par exemple 10 cm, de la partie supérieure des bouteilles à proximité des goulots. Ce type de goulotte autorise le désencastrement 30 facile des goulots par simple basculement de la pince 3035091 10 vers le bas une fois les bouteilles mises dans les racks. En référence à la figure 1 et selon le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, le 5 dispositif comporte un appareil 29 de contrôle/commande unique par l'opérateur 22 du rack 3 d'amenée des bouteilles, du tapis 10 d'amenée des casiers, du robot 14 et de sa pince 11. L'appareil 29 est par exemple relié à l'automate 15 de commande de 10 tous ces éléments, par un câble 30. On a représenté sur les figures 5 et 5A l'appareil 29 et ses deux écrans 31 et 32 numériques permettant d'avoir sur le même boîtier manuellement portable 33, les commandes par touches digitales soit du robot et 15 de sa pince (écran 31), soit des moyens d'alimentation en casiers et en bouteilles (écran 32). L'appareil 29 comprend également une partie 34 comportant de façon connue en elle-même un pavé 20 numérique 35, des touches 36 de circulation dans l'écran digital, des touches de fonctions 37 et des touches 38, 39 pour divers commandes (avancer/reculer, maintien en « stand-by », etc...). En référence aux écrans 31 et 32, il est 25 maintenant précisé les touches et leur programmation comme suit. L'écran 31 est par exemple accessible par le biais d'une des touches fonctions 37, les instructions (effectuées dans le langage compatible avec le robot) 30 pouvant être, à titre d'exemple non limitatif, comme indiqué ci-après. 3035091 11 La touche 40 démarre la procédure automatique en mettant le robot en position initiale puis initie, soit directement, soit par action complémentaire de l'opérateur (appuyant sur une touche « START » 41), 5 les cycles décrits ci-dessus en référence au procédé. Les voyants 42 et 43 signalent quant à eux le fonctionnement ou le mode « Pause » du robot. Une touche 44 permet un « RESET ». En cas d'incident (voyant 45 « FAULT »), il y a 10 également et par exemple possibilité d'intervenir en manuel pour l'opérateur, de contourner le robot (touche 46), d'éjecter un casier (touche 47), d'agir sur la pince pour lâcher ou prendre les bouteilles (touche 48) ou de mettre simplement en « stand-by » 15 (touche « HOLD » 49). D'autres fonctionnalités à la portée de l'homme du métier peuvent par ailleurs et de façon non limitative également exister. L'écran 32 concerne quant à lui sur le même 20 appareil/boîtier (29/33) le pilotage des convoyeurs, c'est à dire le rack d'amenée des bouteilles et le tapis d'avancée/évacuation des casiers. Les commandes sont programmées ici encore de façon connue en elle-même par l'homme du métier dans le langage 25 correspondant aux appareils utilisés. Des touches classiques de commande arrière (touche 51) stop (touche 52) et avant (touche 53) sont classiquement prévues. Un suivi de l'emplacement des casiers [touche 54 30 (1 à 9)] sur le tapis et d'actionnement du rack de bouteilles (touche 55) avec un bouton « RESET » 56 3035091 12 s'il y a lieu sont par exemple prévus de façon non limitative et permettent le fonctionnement en automatique tel que décrit précédemment en démarrant un cycle (bouton 57) ou en intervenant en semi5 automatique (actionnement sur les autres boutons). Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au 10 contraire toutes les variantes et notamment celles où les casiers sont différents ou celles où la pince a une autre configuration. 15 20 REVENDICATIONS1. Procédé de manutention de bouteilles (2) dans lequel on transfère et on présente verticalement les bouteilles en file longitudinale à un poste (5) de reprise des bouteilles disposé en vis à vis d'un poste (6) de présentation de casiers (7), caractérisé en ce que les casiers (7) étant disposés à l'horizontal et munis d'au moins une première rangée (8) horizontale d'alvéoles (9) de rétention desdites bouteilles, on effectue les étapes suivantes on saisit_ les cols (12) d'une première série (16-) d'au moins trois bouteilles avec une pince (11) de préhension, on fait basculer la première série de bouteilles ainsi saisies, que l'on présente avec un angle a déterminé avec l'horizontal pour accoster le cul (17) des bouteilles sur l'extrémité (18) ouverte de la première rangée horizontale d'alvéoles (9) d'un premier casier (7), on redresse à l'horizontal lesdites bouteilles (2) que l'on fait pénétrer horizontalement en totalité dans ladite première rangée (8), on libère la pince (11) pour venir saisir une 25 deuxième série de bouteilles que l'on introduit à la suite ou dans une deuxième rangée (8) dudit premier casier en renouvelant les étapes ci-dessus appliquées à ladite première série et ainsi de suite pour remplir toutes les rangées dudit premier casier, puis 3035091 14 on évacue ledit premier casier (7) et on renouvelle les étapes ci-dessus sur un casier suivant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 5 en cc que l'angle ci déterminé est compris entre 45° et 20°. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle cr est de l'ordre de 30°. selon l'une 4. Procédé quelconque des 10 revendications précédentes caractérisé en ce que on déplace les bouteilles (2) entre la file verticale et une première position à distance du casier à une première vitesse, on déplace les bouteilles (2) entre cette position à distance et une deuxième position 15 d'accostage en biais du cul (17) des bouteilles et on bascule lesdites bouteilles (2) à l'horizontal à une deuxième vitesse, plus faible que la première vitesse, et on introduit les bouteilles dans les alvéoles (9) à une troisième vitesse. 20 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la deuxième vitesse, d'accostage des culs (17) de bouteilles sur l'extrémité (18) ouverte d'une rangée d'alvéole de casier, est inférieure à 200 mn/s. selon l'une des 6. Procédé quelconque revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes sont effectuées en automatique ou semi-automatique, et en ce que la pince (11) étant actionnée par un robot (14), la commande de la pince et du robot (14), l'avancée des bouteilles (2) et l'avancée des casiers (7) sont commandés par un 3035091 15 opérateur (22) avec une même et unique interface (29) manuelle de commande. 7. Dispositif (1) de manutention de bouteilles (2) comprenant des moyens (3) de transfert et de 5 présentation verticale de bouteilles (2) en file longitudinale à un poste (5) de reprise des bouteilles, ledit poste (5) de reprise et un poste (6) de présentation de casiers (7) chaque casier (7) étant muni d'au moins une première rangée (8) 10 d'alvéoles (9) de rétention de bouteilles (2), caractérisé en ce que le poste (6) de présentation des casiers (7) comprend des moyens (10) d'amenée et de positionnement des casiers à l'horizontal en vis à vis du poste (5) de reprise, 15 en ce que le poste (5) de reprise comprend une pince (11) de préhension des cols (12) d'une première série (16) d'au moins trois bouteilles (2), un robot (14) muni d'un bras (13) solidaire en 20 déplacement de la pince (11), agencé pour basculer la pince (11) avec la première série (16) de bouteilles ainsi saisies et les présenter avec un angle déterminé a avec l'horizontal pour accoster le cul (17) des bouteilles (2) sur l'extrémité (18) ouverte 25 de la première rangée (8) horizontale d'alvéoles (9) d'un premier casier (7), avant de redresser à l'horizontal lesdites bouteilles (2) et de les enfoncer horizontalement en totalité dans ladite première rangée (8), 30 des moyens (15, 29) de commande pour libérer alors la pince (11) et venir saisir une deuxième série de 3035091 16 bouteilles (2 pour l'introduire dans une deuxième rangée (8) dudit premier casier (7) en renouvelant les étapes ci-dessus appliquées à ladite première série et ainsi de suite pour remplir toutes les n rangées (8) dudit premier casier, et des moyens (10) convoyeur pour évacuer ledit premier casier ainsi rempli et lui substituer un casier (7) suivant au poste (6) de présentation de casiers. 10 8. Dispositif selon la , revendication 7, caractérisé en ce que l'angle pour accoster le cul (17) des bouteilles est compris entre 45° et 20°. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les moyens (15, 29) de 15 commande du robot sont agencés pour déplacer les bouteilles (2) entre la file verticale et une première position à distance du casier à une première vitesse, pour déplacer les bouteilles (2) entre cette position à distance et une deuxième position 20 d'accostage en biais du cul (17) des bouteilles (2) et de leur basculement à l'horizontal à une deuxième vitesse, plus faible que la première vitesse, et une troisième vitesse d'introduction des bouteilles (2) dans les alvéoles (9). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que il comporte de moyens (29) mobiles d'interface unique agencés pour effectuer la commande par un opérateur (22) des convoyeurs (3) d'amenée des bouteilles (2), 30 du robot (14) et d'amenée et d'évacuation (10) des casiers. 3035091 17 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la pince (11) comprend une barre (23) agencée pour être connectée au bras du robot (14), munie de quatre 5 goulottes (24) d'insertion des cols (17) de bouteilles, chaque goulotte étant munie d'une collerette (28) de soutien de la partie supérieure des goulots de bouteilles dont le col a été inséré dans lesdites goulottes. 10