Brevet FR3082127A1 — publié le 20191213

Domaine de l'invention L'invention a pour objet une installation de sélection d'objets défilant sur une ligne de transfert constituée par une bande sans fin entre une entrée d'objets et une sortie d'objets, acceptés, avec rejet d'objets non conformes dans la zone d'éjection. Les objets défilant sur la ligne de transfert sont des objets venant par exemple d'une phase de fabrication et de conditionnement pour être contrôlés et être utilisés pour une nouvelle opération ou être conditionnés. Ces objets peuvent avoir des formes très différentes correspondant à leur emballage tel qu'un récipient, une barquette, une bouteille, un flacon et le critère de sélection est un critère auquel doit répondre l'objet passant dans l'installation, c'est-à-dire par exemple le niveau de remplissage d'un flacon ou d'une bouteille, le poids de l'objet conditionné, la présence d'un élément apparent sur l'objet tel qu'une étiquette ou d'un élément de fermeture tel qu'un bouchon ; le critère peut également être une qualité de transparence correspondant à un bon ou mauvais nettoyage d'un récipient encore vide tel qu'une bouteille entrant dans un poste de remplissage. Etat de la technique Il existe différentes installations de sélection d'objets permettant de contrôler les objets sur une ligne de défilement et d'évacuer les objets qui ne sont pas conformes. Ces installations connues utilisent soit des moyens mécaniques soit des moyens pneu- matiques pour évacuer l'objet non conforme. Les moyens mécaniques sont en général constitués par un poussoir qui agit transversalement sur l'objet défilant dans la zone d'évacuation. Ce poussoir est commandé par un moyen hydraulique ou pneumatique tel qu'un vérin, ou un moyen électromécanique tel qu'un vérin électromagnétique. Il existe également pour les petits objets ou les objets légers, des éjecteurs constitués par une soufflette qui dirige un jet d'air pour évacuer l'objet qui se trouve sur la ligne de défilement dans le poste d'évacuation. 2 Les éjecteurs par jet d'air sont limités à des objets ou des produits très particuliers et suffisamment légers pour pouvoir être éjectés de cette manière. Les éjecteurs les plus usuels sont des éjecteurs méca- 5 niques commandés par un actionneur pneumatique, hydraulique ou électromagnétique. Ces éjecteurs doivent fonctionner très rapidement pour ne pas gêner ou déranger le produit suivant dans la ligne de défilement. Cela suppose une action relativement brutale pour être efficace et rapide. 10 Ces dispositifs d'évacuation sont en général relativement encombrants et ne ménageant pas les objets évacués ; dans le cas d'objets fragiles tels que des bouteilles, ils risquent de casser les bouteilles, ce qui n'est pas toujours approprié car ces récipients, d'une part, pourraient être récupérés et d'autre part, leur casse crée des 15 morceaux qui peuvent encombrer la ligne de défilement, suivant l'endroit où l'objet est rencontré par l'éjecteur et être source d'incidents de fonctionnement. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une 20 installation de sélection d'objets défilant sur une ligne de transfert, qui soit efficace, rapide et permette d'évacuer de façon ménagée les objets non conformes sans perturber le défilement des objets en amont et en aval et qui puisse s'adapter à une grande diversité de formes et de dimensions des objets contrôlés. 25 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet une installation de sélection d'objets du type défini ci-dessus, cette installation comprenant : un capteur 30 * installé sur la ligne de défilement des objets, * générant un signal d'identité de l'objet au moment du passage de l'objet dans la zone de détection du capteur, et * un signal de qualité de l'objet résultant de l'analyse de l'objet, une unité de commande * recevant les signaux d'identité et de qualité de chaque objet, 3 * générant un signal de commande si le signal de qualité de l'objet n'est pas conforme au critère imposé, ** ce signal de commande tenant compte de la vitesse de circulation de l'objet jusqu'à la zone d'éjection, 5 un dispositif éjecteur comprenant : * un bras pivotant, entraîné, dont la trajectoire de rotation chevauche la ligne de défilement des objets dans la zone d'éjection, * le bras entraîné recevant le signal de commande de l'objet à 10 éjecter pour impacter cet objet qui arrive dans la zone d'éjection et l'évacuer de la ligne de défilement. L'installation de sélection selon l'invention a l'avantage de fonctionner d'une manière particulièrement efficace car le mouvement rapide du bras du dispositif éjecteur permet d'accompagner rapidement 15 et avec ménagement l'objet à évacuer sans perturber l'objet en amont, par la poussée de l'objet à évacuer, ni l'objet en aval par sa rencontre avec le bras pivotant. De façon avantageuse, le dispositif éjecteur comprend deux bras diamétralement opposés, terminés chacun par une surface 20 d'appui bombée. Cette forme équilibrée du dispositif éjecteur permet un fonctionnement très efficace puisque le bras n'a qu'un demi-tour à effectuer pour sa course active entre la rencontre avec l'objet à évacuer et sa venue en position de repos ; ce mouvement se traduit par le 25 mouvement alterné de l'autre bras qui passe de la position de repos à la position d'attente, proche de la zone d'éjection de sorte qu'il pourra à son tour évacuer très rapidement un nouvel objet également défectueux et en particulier l'objet qui suit directement en aval l'objet qui vient d'être évacué. 30 Ce dispositif d'éjection, équilibré, fonctionnant par des mouvements de rotation, a très peu d'inertie et surtout il économise en quelque sorte le temps de retour en position de repos puisqu'en fin de phase d'évacuation, le bras diamétralement opposé est déjà en position d'attente, prêt à un nouveau mouvement d'évacuation. 4 Suivant une autre caractéristique, chaque bras est composé d'un organe d'éjection fixé à un support porté par l'axe, l'organe d'éjection étant fixé par une extrémité au support, l'autre extrémité ayant une surface d'appui bombée. 5 Cette forme de réalisation est particulièrement efficace car elle permet d'une part, de réaliser l'organe d'éjection en une matière plastique, éventuellement sans frottement comme du PTFE de manière à faciliter le contact avec l'objet à évacuer et permettre d'accompagner celui-ci dans la zone d'évacuation. 10 Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'organe d'éjection est une pièce en matière plastique, notamment en PTFE. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'une installation de 15 sélection d'objets représentée dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue de dessus schématique de l'installation de sélection, la figure 2 est une vue schématique de dessus d'un mode de réalisation de l'installation de sélection au niveau du bras tournant, 20 la figure 3, dans ses parties 3A, 3B, montre un détail en vue de dessus du dispositif d'évacuation, la figure 3A montre l'application du dispositif à trois objets de dimensions différentes figurés par des cercles de tailles différentes, 25 la figure 3B montre schématiquement le mouvement d'éjection par le contact du bras avec l'objet. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre une installation de sélection 100 d'objets Ni défilant sur une ligne de défilement LD entre une entrée 11 30 par laquelle arrivent des objets Ni et une sortie 12 d'objets sélectionnés car conformes à un certain critère. Les objets non conformes N'i sont éjectés de la ligne de défilement LD dans le réceptacle 13. Les objets schématisés par des ronds Ni sont posés librement sur une bande transporteuse 1 entraînée dans la direction D 5 à la vitesse V, de préférence constante en régime permanent, en dehors des phases de démarrage et de ralentissement. Les objets Ni sont en principe des objets d'une série de même forme, par exemple des objets de forme cylindrique circulaire, de 5 forme de révolution ou parallélépipédique ou cubique tels que des bouteilles, des flacons, des récipients, des boîtes, des barquettes, transparents ou opaques. Les objets Ni doivent répondre à un critère de conformité qui peut être la forme ou le contenu de l'objet si celui-ci est un réci- 10 pient, une bouteille, un flacon. Le critère de conformité constaté sur la ligne de défilement LD est la forme (silhouette), les dimensions, le poids, le bon remplissage d'un récipient ou d'une bouteille, la bonne transparence d'un récipient avant son remplissage ou les traces qu'il peut avoir et qui nécessitent son évacuation ou encore la présence d'accessoires 15 tels que des étiquettes, un bouchon, une capsule ainsi que de nom- breux critères d'aspect, de dimensions, de couleurs, de transparence qui peuvent être le ou les critères à contrôler pour éjecter l'objet qui ne répond pas. Les objets Ni sont répartis, de préférence mais non 20 obligatoirement, à des intervalles réguliers. Pour les besoins de la description, la figure 1 met en évidence un groupe de trois objets Ni-1, Ni, Ni+1 sur un intervalle 2D entre le centre du premier et du troisième objet Ni-1, Ni+1 de ce triplet pris dans le sens D du défilement. Les deux objets extrêmes de ce triplet sont de part et d'autre d'un objet 25 détecté non conforme (cet objet est mis en évidence par des hachures croisées) et a pour cette raison une référence avec (`) N'i. L'objet N'i doit être sorti de la ligne de défilement LD sans que les deux autres objets Ni-1, Ni+1 qui l'encadrent ne le soient. L'installation 100 comprend un capteur 2 pour détecter 30 les objets Ni, un dispositif d'évacuation 3 pour évacuer les objets non conformes N'i et une unité de commande 4 pour gérer le fonctionnement de l'installation. Le capteur 2 installé sur la ligne de défilement LD au-dessus ou à cheval de la bande transporteuse 1 comporte : 6 un détecteur 21 pour détecter l'objet Ni arrivant dans sa position de référence (ligne de référence 22) par rapport au capteur, et un analyseur 25 pour analyser la caractéristique de l'objet Ni et permettre son contrôle de conformité. 5 L'analyseur 25 peut également être combiné à un analy- seur en amont qui aura marqué l'objet par un repère le signalant s'il n'est pas conforme. L'analyseur 25 du capteur se limite alors à détecter ce marquage de l'objet N'i au passage du capteur 2. L'analyseur 25 contrôle un ou plusieurs critères de 10 conformité de l'objet tels que des paramètres dimensionnels, de forme, d'aspect, de couleur, de transparence, analysés au défilement de l'objet Ni. Le capteur 2 transmet pour chaque objet Ni un signal d'identité SID-Ni et un signal de qualité SQ-Ni. 15 Le signal d'identité SID-Ni identifie simplement l'objet par l'instant de son passage de la position de référence (ligne 22) dans le détecteur 21. Le signal SQ-Ni indique la conformité ou non de l'objet au critère de sélection. 20 Selon la conception de l'analyseur 25, celui-ci fournit un signal brut non comparé au critère de sélection ou déjà comparé à celui-ci et qui est alors un signal de type binaire. Le capteur 2 détectant les objets Ni en défilement permet de connaître l'intervalle entre deux objets (Ni, Ni+1), (Ni-1, Ni) et ainsi 25 leur vitesse de défilement si celle-ci est différente de la vitesse constante V. L'unité de commande 4 gère le fonctionnement de l'installation de sélection 100 à partir des signaux fournis par le capteur 2 pour générer les signaux de commande SCN'i du dispositif 30 d'évacuation 3 pour commander l'évacuation des objets non conformes N'i. Le dispositif d'évacuation 3, installé sur la ligne de défilement LD des objets Ni, se compose d'un bras 31 porté par un axe 32 ; il décrit une trajectoire circulaire TC qui chevauche la ligne de défi- 7 lement LD et la bande transporteuse 1 formant une zone d'évacuation 35. Le bras 31 est entraîné à partir d'une position d'attente à côté de la ligne de défilement LD et de la bande transporteuse 1 pour 5 laisser passer librement les objets Ni conformes. Le bras 31 effectue un mouvement de balayage d'un demi-cercle pour passer dans la zone d'évacuation 35 et pousser l'objet non conforme N'i pour l'évacuer de la ligne de défilement LD sans impacter ni l'objet en amont Ni-1 ni l'objet en aval Ni+1. Par convention, ces références des objets dans le dispositif 10 d'évacuation 3 sont celles des trois objets qui se trouvaient précédem- ment dans la région du capteur 2. Le sens de rotation du bras 31 dans la zone d'évacuation 35 correspond à la direction D du défilement des objets Ni avec une composante de vitesse dans cette direction qui est au moins égale à 15 celle de la vitesse de défilement et une composante transversale pour évacuer l'objet N'i. Le mouvement du bras pivotant 31 est commandé par le signal SCN'i de l'unité de commande 4. Ce signal commande le mouvement du bras 31 au moment de l'arrivée de l'objet N'i dans la zone d'évacuation 35, de préférence aussitôt que possible, de façon à 20 réduire la longueur nécessaire du bras 31 et son incursion en profon- deur dans la ligne de défilement LD pour permettre d'évacuer un objet N'i entre deux objets Ni-1, Ni+1 rapprochés. Cela permet une répartition dense des objets Ni sur la ligne de défilement LD. Le signal de commande SCN'i associé à l'objet N'i non 25 conforme tient compte de la distance DP que doit parcourir l'objet N'i entre sa position détectée 22 par le capteur 2 et la zone d'évacuation 35 dans le dispositif d'évacuation 3, à la vitesse de déplacement détectée. Selon la figure 2, le bras 31 est de préférence doublé d'un autre bras 31', diamétralement opposé, équilibrant l'ensemble pivotant 30 et permettant de réduire la course d'évacuation à un demi-tour entre une position d'attente face à la ligne de défilement LD et une position de repos après une course d'éjection. Par convention, dans sa position d'attente, le bras porte la référence 31 et dans sa position de repos, la référence 31'. 8 La figure 2 étant une vue de dessus, la bande transporteuse 1 est en général horizontale et l'axe 32 du bras 31 est un axe vertical. Le moteur commandé entraînant l'axe n'est pas figuré. La paire de bras tournants 31, 31' est formée d'un 5 support 33 porté par l'axe 32 et auquel sont fixés deux organes d'éjection 34 de forme globalement trapézoïdale ayant une extrémité de fixation 341 et une extrémité active avec une surface d'appui courbe 342 pour pousser l'objet N'i. Pour ne pas compliquer la description de la paire de bras, 10 on a utilisé, comme indiqué ci-dessus, les références 31, 31' pour dési- gner les deux bras qui sont de forme identique. La référence 31 est attachée au bras dans sa position d'attente et dans son mouvement d'évacuation de l'objet N'i. La référence 31' est utilisée pour le bras en position de repos. 15 Les bras prennent alternativement l'une et l'autre position. Les organes d'éjection 34 sont de préférence des éléments en matière plastique à faible coefficient de frottement comme le PTFE, ayant aussi des caractéristiques d'amortissement avantageuses pour le 20 contact avec l'objet N'i. Ces organes d'éjection 34 sont fixés de manière amovible au support 33 pour permettre leur remplacement. La section courbe de la surface d'appui 342 s'adapte à des objets Ni, de contour arrondi ou circulaire et de différentes dimensions, qui peuvent passer sur la ligne de défilement LD. Cette forme 25 arrondie est également avantageuse si l'objet a une section polygonale, par exemple rectangulaire ou carrée. La rencontre de la surface d'appui 342 avec le contour de l'objet N'i doit être aussi proche que possible du « sommet » de l'objet N'i. Selon la présente description, par convention, le sommet S d'un objet est la région de l'objet la plus éloignée de la ligne 30 de défilement LD prise comme référence et du côté du dispositif d'évacuation 3. Dans le cas d'un objet de section circulaire ou elliptique, le sommet S, géométrique, est l'intersection de la perpendiculaire à la ligne de défilement LD passant par le centre de l'objet avec son contour circulaire (ou arrondi). Dans le cas d'un objet polygonal, on procédera 9 par analogie en utilisant le cercle circonscrit pour définir la région du sommet. Ainsi et très schématiquement, la direction de l'impulsion d'éjection communiquée par la surface d'appui 342 à l'objet N'i reste 5 toujours bien orientée dans la zone d'évacuation 35 vers le réceptacle 13, ce qui évite que l'objet N'i à éjecter ne bouscule l'objet Ni-1 qui est en amont sur la ligne de défilement LD. La courbure de la surface d'appui 342 permet non seulement de mieux s'adapter à différentes dimensions des objets (sans 10 avoir à changer le bras ou l'organe d'éjection) mais aussi à mieux accompagner le mouvement de l'objet N'i dans la zone d'évacuation 35 vers le réceptacle 13 sur le court parcours de contact entre le bras 31/surface d'appui 342 et l'objet N'i. Cela est d'autant plus important que selon l'invention, le bras 31 avec sa surface d'appui 342 doit être 15 court pour permettre de rapprocher les objets Ni sur la ligne de défile- ment LD. La région d'impact de la surface d'appui 342 avec l'objet N'i est fixée par le signal de commande SCN'i fourni par l'unité de commande 4. Ce signal tient compte de la forme de l'objet N'i, de la distance 20 DP à parcourir pour arriver à la zone d'évacuation 35 et de la vitesse (temps de réaction) du bras 31. Sur la dernière partie de la trajectoire en demi-cercle, le bras 31 n'est plus en contact avec l'objet N'i et circule dans l'intervalle entre les objets Ni-1, Ni+1 en précédant l'objet Ni+1 grâce à sa compo- 25 sante de vitesse dans la direction D qui est supérieure à celle de l'objet Ni+1. La figure 3A montre l'application du dispositif à trois objets de dimensions différentes figurés par des cercles de tailles différentes, Cl, C2, C3 montrant que la surface d'appui 342, bombée, 30 impacte l'objet N'i pour son évacuation sans risquer de le pousser contre l'objet Ni-1 directement en amont. Grâce à sa courbure, la surface d'appui 342 rencontre toujours le contour de l'objet quel que soit son diamètre C 1-C3, allant d'un petit diamètre Cl à un grand diamètre C3, toujours près du « sommet » et qui lui applique une 10 composante de poussée fortement orientée dans la direction transversale. La figure 3B montre schématiquement le mouvement d'éjection par le contact du bras 31 avec l'objet N'i, mettant en évidence 5 la trajectoire transversale de l'objet N'i vers le réceptacle 13. Très schématiquement, à l'instant du contact de la surface d'appui 342 avec l'objet N'i, la direction de la poussée P est plus fortement inclinée par rapport à la ligne de défilement LD constituant une ligne de référence que la ligne de tangence TG commune aux 10 contours des objets Ni-1, N'i de sorte que l'objet N'i ne risque pas d'être poussé contre l'objet Ni-1 en amont. Ce dessin suppose que le défilement de la bande 1 soit arrêté à ce moment du contact. En réalité, la bande 1 défile (direction D) et le contact entre l'objet N'i et la surface d'appui 342 se rapproche du « sommet » S de l'objet et la direction de 15 poussée P devient de plus en plus perpendiculaire à la ligne de défile- ment LD de sorte que la trajectoire TR de l'objet N'i s'incurve plus encore. 20 11 NOMENCLATURE 100 Installation de sélection d'objets 1 Bande transporteuse 5 11 Entrée 12 Sortie 13 Réceptacle 2 Capteur 21 Détecteur 10 22 Ligne de détection 25 Analyseur 3 Dispositif d'évacuation 31,31' Bras tournant/autre bras 32 Axe 15 33 Support 34 Organe d'éjection 341 Extrémité de fixation 342 Surface d'appui 35 Zone d'évacuation 20 4 Unité de commande LD Ligne de défilement D Direction de défilement V Vitesse de défilement 25 2D Ecartement DP Distance à parcourir TC Trajectoire circulaire Ni Objet N'i Objet à évacuer 30 SID-Ni Signal d'identité SQ-Ni Signal de qualité SCN'i Signal de commande TR Trajectoire de l'objet REVENDICATIONS1°) Installation de sélection d'objets défilant sur une ligne de transfert constituée par une bande sans fin (1) entre une entrée (11) d'objets et une sortie d'objets (12), acceptés, avec rejet d'objets (N'i) non conformes dans la zone d'éjection, installation comprenant : - un capteur (2) - installé sur la ligne de défilement (LD) des objets (Ni), - générant un signal d'identité (SID-Ni) de l'objet (Ni) au moment du passage de l'objet (Ni) dans la zone de détection (22) du capteur (2), et - un signal de qualité (SQ-Ni) de l'objet (Ni) résultant de l'analyse de l'objet (Ni), - une unité de commande (4) - recevant les signaux d'identité (SID-Ni) et de qualité (SQ-Ni) de chaque objet (Ni), - générant un signal de commande (SCN'i) si le signal de qualité (SQ-Ni) de l'objet (Ni) n'est pas conforme au critère imposé, ** ce signal de commande (SCN'i) tenant compte de la vitesse de circulation de l'objet jusqu'à la zone d'éjection (35), - un dispositif éjecteur (3) comprenant : - un bras (31) pivotant, entraîné, dont la trajectoire de rotation chevauche la ligne de défilement (LD) des objets (Ni) dans la zone d'éjection (35), - le bras entraîné (31) recevant le signal de commande (SCN'i) de l'objet (N'i) à éjecter pour impacter cet objet qui arrive dans la zone d'éjection et l'évacuer de la ligne de défilement (LD). 2°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'éjection (3) comprend deux bras (31, 31') diamétralement opposés, portés par l'axe (32) et terminés chacun par une surface d'appui (342) bombée pour entrer en contact avec l'objet (N'i) à évacuer. 13 3°) Installation selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque bras (31, 31') est composé d'un organe d'éjection (34) fixé par une extrémité (341) à un support (33) porté par l'axe (32), l'autre extré- 5 mité ayant la surface d'appui (342) bombée. 4°) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'organe d'éjection (34) est une pièce en matière plastique, notamment 10 en PTFE.