Brevet FR3035012A1 — publié le 20161021

Séparation et Identification en continu de produits mis en vrac sans manipulation La présente invention permet de séparer des produits (même différents) mis-en vrac et de les identifier sans aucune manipulation par lecture d'au moins un code d'identification (code-barres, data matrix etc.). Etat de l'Art : Les quelques « trieurs / identificateurs » automatiques de produits variés existants traitent chaque produit 1 par 1 intégralement. En effet, tous effectuent au moins les processus d'orientation et d'identification sur un seul produit à la fois. Ils utilisent un système de préhension ou d'alignement mécanique (contact direct avec le produit) du produit pour le présenter directement ou indirectement à un ou plusieurs lecteurs d'identification, ce qui permet de traiter uniquement un seul produit à la fois. De plus, la manipulation d'un produit pour son identification va cacher une partie du produit, rendant son identification impossible si le code d'identification est à cet endroit. Pour éviter cela, certains dispositifs effectuent l'identification du produit après son orientation et/ou sa dépose sur une zone spécifique d'identification, puis ensuite le manipulent de nouveau. Ces suites de manipulation rendent le processus global lent, volumineux et coûteux. La présente invention permet de traiter la séparation et l'identification de manière continue et automatique, de produits déposés en vrac, sans jamais toucher ou manipuler lesdits produits et d'effectuer les processus nécessaires sur plusieurs produits simultanément. De plus, un défaut de séparation et/ou d'identification n'interrompt pas le flux continu. Une fois identifié, le produit peut être acheminé vers diverses destinations en fonction de son lieu de stockage. Optionnellement, l'orientation, le dimensionnement et la pesée de chaque produit permet un couplage avec un robot. Description des figures : L'ensemble des figures présentent des vues latérales ou aérienne du parcours de produits au sein de l'invention. La figure 1 représente le parcours de produits mis en vrac puis leurs séparation sur le tapis T2 (Vue latérale) 1 3035012 La figure 2 représente la poursuite de la séparation des produits du tapis T2 jusqu'à la butée Bl. (Vue latérale) La figure 3 représente le passage de produits dans la zone d'identification. (Vue latérale) La figure 4 représente l'alignement et l'orientation de produits, leur dimensionnement et leur pesée. (Vue aérienne) La figure 5 représente l'alignement et l'orientation de produits, la mesure de la longueur de produits dans un 2ème mouvement. (Vue aérienne) La figure 6 représente le passage de produits sur le tapis T5, le regroupement et la mesure de la hauteur et largeur. (Vue aérienne) La figure 7 représente le retour d'un produit non identifié du tapis T5 vers la zone de dépose en vrac (Tapis Ti), avant séparation. Description de l'invention : Séparation : La séparation des produits s'effectue grâce à l'addition de 2 effets : - Le mouvement séquentiel de tapis roulants couplés à des capteurs, - L'effet centrifuge dans une ou plusieurs vis de descente hélicoïdales (aussi appelée(s) spirale(s) de descente). Description à titre d'exemple de réalisation des Processus de Séparation/Isolement : Les produits sont déposées en vrac directement ou indirectement sur un tapis roulant (T1). (cf. Fig. 1) Le tapis (T1) tourne en continu doucement jusqu'à ce qu'au moins un produit atteigne le capteur (C1) placé juste avant la spirale de descente (S1). Puis le tapis (T1) tourne par à-coups pour faire tomber une quantité limitée de produits dans la vis de descente (S1). Quelques produits descendent dans la vis hélicoïdale (S1) et glissent alors sur sa partie externe par centrifugation jusqu'au tapis (T2). Le tapis (T2) tourne plus rapidement que la vitesse de glisse du ou des produit(s) dans la spirale (S1). La force centrifuge dans la vis de descente (S1) couplée à la vitesse du tapis (T2) permettent un premier alignement et une séparation des produits qui auront glissé et à tout le moins un étalement des produits sur le tapis (T2). (cf. Fig. let 2) 2 3035012 Dès qu'un produit sur le tapis (T2) atteint le capteur (C2) du tapis (T2), les tapis (T1) et (T2) s'arrêtent, puis le tapis (T2) avance doucement jusqu'à ce qu'il atteigne le capteur (C3). Puis le tapis (T2) avance doucement jusqu'à la libération du capteur (C3) qui valide ainsi le transfert du produit dans la spirale (S2). Si un autre produit est détecté par le capteur (C2), le tapis (T2) poursuit son mouvement lent jusqu'à la libération du capteur (C3). La distance séparant les capteurs (C2) et (C3) est suffisamment faible pour ne pas permettre à ce qu'un produit soit situé entre ces deux capteurs sans être détecté. La libération des capteurs (C2) et (C3) après le passage du produit, provoque l'accélération de tapis (T2), vidage progressif du tapis (T2) puis reprise du mouvement du tapis (T1) pour alimenter de nouveau le tapis (T2) en produits. En bout du tapis (T2), le produit tombe dans une vis de descente hélicoïdale (S2) sur laquelle le produit glisse extérieurement du fait de la force centrifuge (cf. Fig. 2). Cette succession de spirale/tapis/spirale permet une bonne séparation et orientation des produits sur la longueur. Une autre possibilité serait d'avoir une seule spirale plus longue (S1) puis un tapis (T2) mais la hauteur initiale nécessaire de dépose des produits en vrac serait nettement plus importante et donc peu ergonomique, ou bien la zone de dépose des produits en vrac serait suivie par un tapis intermédiaire de montée avec un risque important de détérioration des produits. Identification : L'identification est réalisée à l'aide de plusieurs capteurs optiques dès que le produit est isolé des autres. Toutes les faces du produit isolé vont être lues. Le processus d'identification peut alors être effectué : Soit avec un produit mobile ou immobile - Simultanément ou non (zone d'identification unique ou multiples) Description à titre d'exemple de réalisation - Identification : Le produit descend de la spirale (S2). Celui-ci est alors arrêté par une butée (B1) munie d'un capteur (C4). (cf. Fig. 2) Ce capteur (C4) valide la présence d'un produit. D'autres produits peuvent être immédiatement derrière le premier produit, mais pas en contact avec la butée (B1) grâce à l'effet centrifuge des spirales de descentes (S1) et (S2). 3 3035012 Le produit en contact avec la butée (B1) repose sur une surface transparente afin de permettre l'identification de sa face inférieure par un capteur optique placé en dessous (cf. Fig. 3). Seule la face en contact avec la butée (B1) pourrait ne pas être complétement visible. Aussi, dans le cas de produits de faible épaisseur, la lecture de cette face sera possible dès lors que le produit ne reposera plus contre la butée (B1). Par exemple, lorsqu'il sera sur le tapis (T3). Dans les autres cas (épaisseur suffisante), la lecture de cette face peut être effectuée directement avec capteur optique alors que le produit est arrêté contre la butée (B1). Les 4 faces restantes (autres que la face reposant sur la surface transparente et la face contre la butée (B1)) peuvent être lues par des capteurs optiques, soit lorsque le produit est immobile sur la butée (B1), soit après la libération du produit. Par exemple lorsque le produit est sur le tapis (T3) ou sur les tapis suivants. Gestion des anomalies de Séparation dans un flux continu de produits : Si un autre produit arrivait à être derrière le produit immobilisé par la butée (B1) et visible par les capteurs optiques (notamment celui sous la surface transparente), les 2 produits pourraient être identifiés et l'identification des 2 produits par leur(s) code(s) serait alors enregistrée. Le 1' produit (contre la butée (B1)) serait alors libéré. Le 2ème produit arriverait ensuite en butée, activant le capteur (C4), qui indiquerait alors la présence du 2' produit sans avoir activé le tapis (T2), ce qui activera de nouveau le(s) capteur(s) optique(s) d'identification par la suite. Le 2ème produit étant alors reconnu, par conséquent, l'identification du ler produit en serait alors déduite. La séparation et l'identification du ou des produit(s) sont maintenant acquises automatiquement, sans qu'aucune manipulation directe ou indirecte ait été nécessaire et sans rupture dans la continuité du flux des produits. Option de dimensionnement, orientation et de regroupement en vue d'un couplage avec un robot : Optionnellement et puisque le produit a été isolé et identifié, différents capteurs peuvent être ajoutés afin de déterminer les 3 dimensions d'un produit ainsi que sa masse. Certains capteurs optiques d'identification peuvent aussi être utilisés pour déterminer les dimensions du produit. Dimensionnement et Pesée: Le produit sera mesuré par l'action de capteurs seuls (caméra, télémétrie laser, ultrason ou Infra-Rouge par exemple) ou plus simplement par la combinaison de capteurs (capteurs Infra-Rouge, Ultrason ou laser par exemple) et de la distance parcourue par un tapis sur lequel repose le produit. 4 3035012 La pesée du produit est effectuée à la volée lors de son passage sur un tapis, lequel repose sur une balance. La tare étant effectuée lorsque le tapis est vide de produit. Orientation : Le produit est aligné et orienté par simple succession de tapis non-alignés. Regroupement de produits identiques: Des produits identiques peuvent être regroupés sur un tapis sur une seule et même rangée. Pour ce faire, deux tapis sont placés perpendiculairement. Le 1" produit est transféré sur le 2nd tapis par le 1' tapis. Si le produit suivant a été identifié comme étant identique au produit précédent, alors le 1er produit est amené en face de l'arrivée du 2' produit. Lorsque le 1er tapis transfère le 2nd produit sur le 2" tapis, le 2nd produit pousse le 1" produit et les 2 produits constituent donc une même rangée. Pour garantir un alignement parfait de ces produits identiques sur une même rangée, une butée (B2) est positionnée sur le 2" tapis et celui-ci amène cette rangée de produits identiques contre cette butée (B2). Exemple de Fonctionnement dans les mesures, l'Orientation et le Regroupement de produits identiques: Suite à l'identification partielle (ou totale) sur la plaque transparente, le produit est libéré de sa butée (B1) sur un tapis (T3) qui repose sur une balance. (cf. fig. 4) Le poids du tapis (T3) à vide représente la tare et la pesée du produit est réalisée lorsque le produit est convoyé sur le tapis (T3). Si nécessaire, le complément d'identification peut être réalisé dès lors que le produit à identifier n'est plus en butée, donc à partir de ce tapis (T3). Optionnellement, les dimensions du produit sont obtenues à partir du tapis (T3) par divers moyens possibles. Un capteur placé latéralement sur un tapis peut mesurer la largeur directement et la distance parcourue par ledit tapis couplé à ce capteur permet d'obtenir la longueur du produit. (Pour exemple, le capteur (C5) placé latéralement au tapis (T4) et couplé au déplacement de ce tapis (T4) mesure la longueur (cf. Fig. 5) ou encore le capteur (C7) seul ou avec le capteur (C6) couplé(s) au déplacement du tapis (T5) mesure(nt) la largeur du produit. (cf. figure 6) Un autre capteur placé au-dessus d'un tapis permettra de mesurer par télémétrie la hauteur du produit (par exemple, le capteur (C6) placé au-dessus du tapis (T5)). Les 3 dimensions du produit sont acquises aussi bien que sa masse. 3035012 L'alignement du produit parallèlement à un tapis peut être obtenu par simple transfert du produit entre 2 tapis. Pour exemple, un produit sur le tapis (T3) sera transféré sur le tapis (T4) placé perpendiculairement. Quelle que soit son alignement initial sur le tapis (T3), une vitesse du tapis (T4) supérieure à celle du tapis (T3) garantit une rotation immédiate du produit contre un rebord (R) de l'intersection des 2 tapis. (cf. Fig. 4) Le regroupement de produits identiques sur un tapis sur une même rangée est possible dès que la position du produit sur le tapis est assurée. Par exemple, le produit aligné sur un coté du tapis (T4) peut être transféré sur le tapis (T5) perpendiculaire. Si le produit précédemment transféré sur le tapis (T5) est identique au produit suivant, alors le produit est positionné en face du point de transfert du tapis (T4) vers le tapis (T5). Le produit suivant pousse le produit identique précédent lors de son transfert sur le tapis (T5). Un ler mouvement du tapis (T5) permet d'acheminer les produits contre une butée (B2) pour aligner la rangée de produits identiques (cf. Fig. 6). Un 2ème mouvement en sens inverse du tapis (T5) amène le(s) produit(s) aligné(s) vers une fenêtre de préhension par un robot à une position précise. Si la présente invention est utilisée seule (non couplée à un robot), seuls les processus de séparation et d'identification sont essentiels. Chaque produit identifié peut être acheminé vers diverses destinations par des aiguillages mécaniques simples en fonction de leur lieu de stockage ou d'utilisation (les processus d'orientation, de mesures des dimensions, de la pesée ou de regroupement restent disponibles mais non obligatoires). Option de traitement du défaut d'identification d'un produit isolé : Pour le cas où un produit n'aurait pu être identifié lors des processus de séparation/identification, et ce quelle qu'en soit la cause, le produit suit le cheminement normal jusqu'au dernier tapis. Lorsque la présente invention est utilisée seule, un ascenseur ou tout autre moyen de convoyage (A) peut être ajouté afin de récupérer le produit non identifié depuis le dernier tapis. Le produit qui n'a pu être identifié est alors ramené jusqu'à la zone initiale de dépôt en vrac (avant la spirale de descente (S1)) pour pouvoir recommencer l'ensemble des processus. De la même manière, lorsque la présente invention est couplée à un robot, ce dernier peut être utilisé pour ramener le produit à la zone initiale de dépôt en vrac (avant la spirale (S1)) pour pouvoir recommencer l'ensemble des processus. Sans aucune de ces options ou si le produit non identifié a pourtant suivi plusieurs fois le l'ensemble du processus de séparation/identification, le produit qui n'a pu être identifié sera convoyé par le dernier tapis vers un réceptacle de retour dédié (P). (cf. Fig. 7) 6 REVENDICATIONS1. Procédé de séparation de produits (identiques ou différents) déposés en vrac par une succession d'effet centrifuge lors de leur passage dans une spirale de descente et de différentiel de vitesse à leur arrivée sur un tapis roulant, puis d'identification de chaque produit séparé grâce à au moins un capteurs optique lors du passage dudit produit séparé sur une surface transparente, caractérisé en ce que ces processus sont réalisés indépendamment, suivant un parcours continu même en cas de défaut de séparation et/ou d'identification, et sans que jamais le produit soit mécaniquement manipulé ou déplacé autrement que par le biais de tapis roulants, d'au moins une spirale de descente et d'une butée équipée d'un dispositif de libération du produit. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les produits déposés en vrac sur un tapis roulant sont acheminés vers au moins une spirale de descente qui permet la séparation des produits par effet centrifuge lors de la glisse des produits. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tapis roulant, placé immédiatement après la spirale de descente, a une vitesse supérieure à la vitesse de descente du (ou des) produit(s) dans la spirale de descente permettant une séparation et un étalement des produits sur le tapis roulant. 4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le produit séparé à identifier est stoppé par une butée équipée d'un dispositif de libération ultérieur du produit et repose sur une surface transparente permettant la lecture de sa face inférieure par au moins un capteur optique d'identification. 5. Procédé selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que la face du produit séparé qui est contre la butée équipée d'un dispositif de libération du produit est lue par au moins un capteur optique d'identification avant ou après ladite butée si cette dernière cache une partie trop importante de cette face ; sinon cette face est lue alors que le produit est immobilisé contre la butée. 6. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les faces toujours visibles du produit séparé sont lues par des capteurs optiques. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs mesurent les dimensions du produit séparé des autres produits lors de son parcours avant, pendant ou après le processus d'identification. 8. Procédé selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que le produit est considéré comme isolé des autres après sa libération de la butée. 7 3035012 9. Procédé selon les revendications 1, 2, 4 et 8, caractérisé en ce qu'au moins un tapis roulant repose sur une balance qui permet de peser le produit isolé lors de son transfert sur celui-ci. 10. Procédé selon la revendication 1, 2, 4 et 8, caractérisé en ce qu'on réalise un transfert entre deux tapis roulants non alignés pour aligner le produit isolé parallèlement au tapis. 11. Procédé selon la revendication 1, 2, 4 et 8, caractérisé en ce qu'on réalise un transfert entre deux tapis roulants perpendiculaires pour regrouper et aligner en une seule rangée d'au moins deux produits identiques grâce à une butée placée perpendiculairement au sens de fonctionnement du 2' tapis roulant. 12. Procédé selon les revendications 1, 2, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que le produit identifié est acheminé vers diverses destinations en fonction de son lieu de stockage ou d'utilisation. 13. Procédé selon les revendications 1, 2, 4, 5 et 6 et couplé à un robot, caractérisé en ce que le produit identifié a une position dynamique connue sur le dernier tapis permettant sa préhension par un (ou plusieurs) robot(s). 14. Procédé selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce qu'un défaut dans le processus de séparation des produits est détecté au niveau de la butée équipée d'un dispositif de libération du produit. 15. Procédé selon les revendications 1, 2, 4 et 9, caractérisé en ce qu'on analyse des données (issues des capteur(s) de présence et/ou des capteurs d'identification et/ou de la pesée) recueillies par un système informatisé pour en déduire l'identification d'au moins un des produits en cas de défaut de séparation. 16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un produit non identifié n'interrompt pas la continuité des processus et est ramené à son point d'origine avant le processus de séparation (zone précedent la spirale de descente) afin d'être à nouveau intégralement traité. 17. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un produit non identifié est mis à l'écart après le dernier tapis dans un réceptacle dédié. 8