Brevet FR3107851A1 — publié le 20210910

Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) et procédé pour aspirer et manipuler des objets (16), avec un module de base (12), dans lequel une chambre à dépression (14) pouvant être dépressurisée est prévue, dans lequel le module de base (12) présente des ouvertures d’aspiration (18) sur un côté d’aspiration (20), dans lequel au côté d’aspiration (20) est associée une structure (22) élastique pouvant être comprimée présentant des ouvertures de passage (26) correspondant aux ouvertures d’aspiration (18), avec une surface de contact (30) destinée à venir en contact avec l’objet à aspirer (16), dans lequel en fonctionnement la structure (22) ou une section de la structure (22), où aucun objet (16) n’est maintenu aspiré au niveau de la surface de contact (30), prend un état neutre, et dans lequel en fonctionnement, la structure (22) ou une section de la structure, où des objets (16) sont maintenus aspirés au niveau de la surface de contact (30), prend un état comprimé, caractérisé en ce que des capteurs de pression (32) sont prévus entre le module de base (12) et la structure (22) ou dans la structure (22), qui sont configurés de sorte qu’ils génèrent des signaux de capteur à l’état comprimé, qui représentent les forces de pression agissant sur la structure. Figure pour l’abrégé: [Fig. 1] Dispositif de préhension de surface par aspiration pour aspirer et manipuler des objets avec des capteurs de pression L’invention concerne un dispositif de préhension de surface par aspiration pour aspirer et manipuler des objets, avec un module de base, dans lequel une chambre à dépression pouvant être dépressurisée est prévue, dans lequel le module de base présente des ouvertures d’aspiration sur un côté d’aspiration, dans lequel au côté d’aspiration est associée une structure élastique pouvant être comprimée présentant des ouvertures de passage correspondant aux ouvertures d’aspiration avec une surface de contact destinée à venir en contact avec l’objet à aspirer, dans lequel en fonctionnement la structure ou une section de la structure, où aucun objet n’est maintenu aspiré au niveau de la surface de contact, prend un état neutre, et dans lequel en fonctionnement, la structure ou une section de la structure, où des objets sont maintenus aspirés au niveau de la surface de contact, prend un état comprimé. De tels dispositifs de préhension de surface par aspiration servent en particulier à saisir et soulever des objets agencés en couches, qui présentent des surfaces supérieures complexes et irrégulières, en particulier des matériaux plats stables, comme par exemple des planches ou des plaques, ou des objets plus petits, comme par exemple des boîtes, des pots, des plateaux ou analogues. Le dispositif de préhension de surface par aspiration présente ainsi une structure souple, en particulier un revêtement qui est appliqué traditionnellement au niveau du côté supérieur des objets à saisir. Une structure en mousse ou en mousse d’étanchéité s’avère être un avantage, car celle-ci épouse bien la surface supérieure non plane. Art antérieur Des dispositifs de préhension de surface par aspiration sont connus par le document DE102006050970A1, dans lesquels la structure est prévue sous la forme d’un revêtement en mousse avec une couche de doublure, qui présente des ouvertures d’aspiration, dont les sections transversales d’écoulement sont parfaitement adaptées aux objets à saisir. Des dispositifs de préhension de surface par aspiration similaires sont connus par le document DE102013201249B4, avec une structure analogue à de la mousse. Des dispositifs de préhension de surface par aspiration sont connus par le document EP3153282A1, avec une plaque électriquement conductrice servant de surface de contact, dans lesquels la capacité de la plaque est mesurée par rapport au module de base. Une structure élastique pouvant être comprimée n’est pas prévue. Avec un tel dispositif de préhension de surface par aspiration, des objets présentant une surface supérieure métallique uniforme, comme des tôles, peuvent en particulier être saisis. Des objets qui présentent une surface supérieure complexe ou irrégulière ne peuvent être manipulés que difficilement, ou pas du tout. De plus, le champ électrique de l’environnement de machine influe légèrement, ce qui mène à de faux résultats. Des dispositifs de préhension de surface par aspiration sont connus par le document DE202017101333U1, dans lesquels un capteur d’écoulement est prévu dans chaque ouverture d’écoulement sous la forme d’un débitmètre. L’agencement et l’entretien du débitmètre sont ainsi comparativement complexes. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de préhension de surface par aspiration, avec lequel le processus de saisie s’effectue de manière sûre et peut être surveillé. Ce but est atteint par un dispositif de préhension de surface par aspiration ayant les caractéristiques de la revendication 1. Par conséquent, il est prévu en particulier que des capteurs de pression soient prévus entre le module de base et la structure ou dans la structure, qui sont configurés de telle sorte qu’à l’état comprimé, ils génèrent des signaux de capteur qui représentent les forces de pression agissant sur la structure. Les signaux de capteur peuvent ainsi être des signaux analogiques ou numériques et représenter la force de pression respective agissant sur la structure dans la position respective de la structure. La force de pression agissant sur la structure dans la position respective correspond de préférence linéairement à la force de maintien, avec laquelle l’objet aspiré est maintenu. Plus la force de maintien est élevée, plus la force de pression agissant sur la structure sera élevée. Si une force de pression élevée est détectée, il est possible de déduire une force de maintien élevée. Si une force de pression faible est détectée seulement sur la base des signaux de capteur représentant la pression, alors la force de maintien est de manière correspondante plus faible. De manière générale, il est possible de déduire la force de maintien actuelle respective, et ainsi le processus de saisie survient de manière fiable et peut être surveillé de manière sûre. Une pluralité de capteurs de pression est avantageusement prévue, qui sont en particulier agencés répartis à intervalles réguliers les uns par rapport aux autres et situés dans un plan. Le plan s’étend ainsi de préférence parallèlement à la surface d’aspiration. Selon la dispersion locale souhaitée des forces de pression, et ainsi un profil de pression agissant sur la structure, une utilisation de plusieurs capteurs de pression différents est possible. Si une dispersion locale comparativement élevée est fournie, plusieurs capteurs sont comparativement à prévoir; comparativement, si une dispersion locale faible suffit, un nombre plus faible de capteurs peut être suffisant. Ainsi, il s’avère avantageux que les capteurs de pression soient prévus dans ou au niveau d’au moins une nappe de capteurs de pression ou d’au moins un film de capteurs de pression, ou soient formés par l’un d’eux. Il est envisageable qu’une nappe ou un film soit prévu(e) au niveau de ou dans la structure, qui prévoit des traversées dans la région des ouvertures d’aspiration. Il est de plus envisageable qu’une utilisation de plusieurs nappes ou films soit possible dans les régions entre les ouvertures d’aspiration. Les capteurs de pression de la nappe de capteurs de pression ou du film de capteurs de pression peuvent ainsi en particulier être formés de filaments prévus en des textiles ayant des propriétés sensorielles. De tels filaments ayant des propriétés de détection sont par exemple connus par le document WO2007/059971A2. Un mode de réalisation préféré de l’invention prévoit qu’une unité d’analyse analysant les signaux de capteur est prévue, qui est configurée de manière à déterminer une ou plusieurs grandeurs à partir des signaux de capteur. Parmi ces grandeurs, figure un profil de pression en particulier en 2 ou 3 dimensions des forces de pressions agissant sur la structure. Un tel profil peut présenter une surface de base s’étendant dans une direction X ou Y parallèle à la surface de contact et une direction Z s’étendant perpendiculairement à celles-ci, dans laquelle l’amplitude des forces de pression respectives est représentée. À partir d’un tel profil de pression, il est possible de déduire les positions ou les sections de la structure où se situe la force de maintien, et si en particulier une force de maintien suffisante est prévue. De plus, il est possible d’établir la section de la surface d’aspiration qui saisit un objet et celle qui n’en saisit pas. De plus, le degré d’occupation de la surface de contact peut être déterminé, en particulier également si tous les objets à saisir sont véritablement saisis. Il est de plus envisageable que lors de l’aspiration des objets, la profondeur de compression de la structure soit déterminée. Cela peut en particulier permettre de déduire un rapport force/trajet (taux d’erreur) connu de la structure à partir des forces de pression mesurées sur le trajet de compression. Si la profondeur de compression est très faible, il est envisageable que l’objet ne soit pas aspiré de la manière prévue. Il est également avantageux de déterminer la modification de la profondeur de compression, en particulier l’état comprimé pendant la manipulation. L’état comprimé peut changer en particulier à cause de forces pondérales ou de forces d’inertie pendant le déplacement du dispositif de préhension de surface par aspiration. Si l’état comprimé est inférieur à une valeur de seuil critique pendant le processus de saisie et la manipulation, alors une perte de l’objet à partir de la surface de contact ne peut pas être exclue. L’unité d’analyse peut ensuite prendre des contre-mesures correspondantes, par exemple augmenter la pression d’aspiration qui s’exerce sur l’objet saisi, ou prendre des mesures appropriées correspondantes. L’unité d’analyse peut également déterminer le nombre d’états comprimés dans une période prédéfinie. Il est envisageable que le nombre d’états comprimés permette de déduire l’altération ou une usure de la structure, de telle sorte que la structure puisse être échangée à temps. Un autre avantage intervient lorsque l’unité d’analyse est configurée et prévue pour délivrer en sortie des signaux en fonction d’au moins une des plusieurs grandeurs et/ou prendre des mesures. De telles mesures peuvent par exemple être une augmentation de la dépression, une réduction de la dépression, une accélération du dispositif de préhension de surface par aspiration, un ralentissement du dispositif de préhension de surface par aspiration ou un fonctionnement de secours du dispositif de préhension de surface par aspiration. L’unité d’analyse peut ainsi être prévue dans ou au niveau du dispositif de préhension de surface par aspiration. Cependant, il est également envisageable que l’unité d’analyse soit prévue à l’extérieur et en particulier soit couplée à une commande de machine principale. Un avantage particulier intervient lorsque l’unité d’analyse est prévue et configurée de manière à commander un générateur de dépression destiné à générer une dépression dans la chambre à dépression en fonction des signaux de capteur. Si des forces de pression faibles agissant sur la structure sont détectées, alors le générateur de dépression peut en particulier être commandé pour générer une dépression plus élevée. Si des forces de pression comparativement élevées et en même temps une force de maintien comparativement élevée sont détectées au niveau de la structure, le générateur de dépression peut par exemple être commandé de sorte qu’une dépression plus faible mais néanmoins suffisante soit générée. Une conception avantageuse de l’invention prévoit que la structure soit formée en mousse, en particulier en matériau en mousse ou en mousse d’étanchéité technique. Il est ainsi envisageable que la mousse soit formée de plusieurs couches, en particulier s’étendant parallèlement au côté d’aspiration. Dans un tel mode de réalisation, les capteurs de pression peuvent être agencés entre les couches. Il est en particulier également envisageable qu’une nappe de capteurs de pression ou que des films de capteurs de pression soient prévus entre les couches. Les capteurs de pression sont ainsi protégés d’influences environnementales nocives. Un autre mode de réalisation de l’invention prévoit que la structure soit formée d’une matrice de ventouses à soufflets ou plates. De telles ventouses à soufflets ou plates présentent une ventouse déformable élastiquement et pouvant ainsi être comprimée. Le but mentionné ci-dessus est également atteint par un procédé destiné à faire fonctionner un dispositif de préhension de surface par aspiration selon l’invention, dans lequel la dépression dans la chambre à dépression est fournie en fonction des signaux de capteur qui représentent les forces de pression agissant sur la structure. Ainsi, un réglage de la dépression dans la chambre à dépression en fonction en particulier des forces de pression agissant sur la structure peut être fourni. Il est ainsi envisageable que la fourniture de la dépression soit effectuée de telle sorte qu’à l’état comprimé, une dépression minimum admissible soit fournie. De manière générale, un fonctionnement comparativement économe en énergie du dispositif de préhension de surface par aspiration est atteint. De plus, il est envisageable que la fourniture de la dépression soit effectuée de telle sorte qu’à l’état comprimé, une dépression maximum admissible soit fournie. Ainsi, une force de maintien maximum peut être atteinte moyennant quoi des accélérations maximums de l’objet saisi sont possibles. De manière générale, une manipulation optimisée en termes de temps peut ainsi être atteinte. La fourniture de la dépression est effectuée de sorte que pendant la manipulation de l’objet, la dépression peut être constante ou peut varier, en particulier en fonction de l’orientation spatiale et/ou de l’accélération de l’objet. Des conceptions avantageuses et des modalités supplémentaires de l’invention vont apparaître à partir de la description qui suit, dans laquelle un exemple de mode de réalisation est décrit davantage. La représente une construction systémique d’un dispositif de préhension de surface par aspiration. Description détaillée de l’invention La représente une construction systémique d’un dispositif de préhension de surface par aspiration 10, qui présente un module de base 12, dans lequel une chambre à dépression 14 pouvant être dépressurisée est prévue. Une technologie de soupape correspondante peut en outre être logée dans le module de base 12 (non représentée sur les figures), avec laquelle des ouvertures d’aspiration 18 au niveau d'un côté d’aspiration 20 du module de base 12 peuvent être fermées et ouvertes. Une structure élastique pouvant être comprimée 22 est prévue au niveau du côté d’aspiration 20, qui est formée en particulier en une mousse 24, en particulier en une mousse d’étanchéité technique. La structure 22 peut également être formée d’une matrice de ventouses à soufflets ou plates. Comme clairement visible sur la , la structure 22 présente des ouvertures de passage 26 qui correspondent aux ouvertures d’aspiration 18. Un film à soupape 28 peut être agencé entre le côté d’aspiration 20 et la structure 22. Pour aspirer et manipuler des objets 16, la structure 22, et en particulier sa surface de contact 30, est amenée en contact avec l’objet à saisir. À cause de la dépression appliquée dans les ouvertures de passage 26 (indiquée par des flèches) et générée par un générateur de dépression, l’objet 16 est attiré en direction du module de base 12 et la structure élastique pouvant être comprimée 22 dans la section où l’objet 16 est en appui au niveau de la surface de contact 30 est amenée dans un état comprimé. Des capteurs de pression sont prévus entre le module de base 12 et la structure 22, qui sont configurés de telle sorte qu’à l’état comprimé, ils génèrent des signaux de capteur qui représentent les forces de pression agissant sur la structure 22. Les capteurs de pression 32 sont ainsi agencés répartis à des intervalles réguliers dans un plan E s’étendant parallèlement au côté d’aspiration 20. Les capteurs de pression 32 sont de plus prévus dans ou au niveau d’au moins une nappe de capteurs de pression 34 ou d’au moins un film de capteurs de pression qui présente des traversées dans les régions des ouvertures d’aspiration 18, en particulier des ouvertures de passage 26. Comme clairement visible sur la , une unité d’analyse 38 est prévue au niveau de ou dans le corps de base 12, qui analyse les signaux de capteur générés par les capteurs de pression 32. L’unité d’analyse 38 est ainsi reliée à la nappe de capteurs de pression 34 et en même temps aux capteurs de pression 32 via une ligne 40. L’unité d’analyse 38 est configurée de sorte qu’elle peut déterminer, sur la base des signaux de capteur ou des forces de pression appliquées à la structure 22, la section dans laquelle la structure 22 prend un état comprimé, et peut ainsi en déduire si le composant 16 a été saisi ou non. De plus, l’unité d’analyse 38 peut déterminer l’amplitude de la force de préhension d’après les forces de pression appliquées. Il est ainsi envisageable que l’unité d’analyse 38 génère un profil de pression qui indique les forces de pression dans la direction Z au-dessus de la surface de contact 30 qui s’étend dans la direction X et dans la direction Y. Dans les régions dans lesquelles sont présentes de grandes forces de maintien correspondant à des objets 16 saisis, le profil de pression montre des valeurs élevées correspondantes dans la direction Z. Le profil de pression peut avantageusement être délivré en sortie au niveau d’une unité de sortie, comme par exemple un moniteur, de sorte que l’utilisateur reçoit une image optique sur l’état de saisie du dispositif de préhension de surface par aspiration 10. Ainsi, l’unité d’analyse 38 peut aussi déterminer le degré d’occupation global de la surface de contact 30. De plus, il est envisageable que l’unité d’analyse 38 détermine un changement des forces de pression, et ainsi de l’état comprimé pendant la manipulation des objets 40. Le nombre de modifications de pression dans une période prévue ou un changement d’un comportement comprimé lors de l’altération ou de la fermeture de la structure peuvent aussi être déterminés. De plus, il est prévu que l’unité d’analyse 38 analysant les signaux de capteur soit également configurée de manière à commander le générateur de dépression 28 en fonction des signaux de capteur, de sorte qu’une dépression plus élevée constamment suffisante et une force de saisie suffisante soient disponibles. Ceci peut ainsi permettre qu’une dépression minimum mais néanmoins admissible soit fournie à l’état comprimé, pour rendre possible une saisie économe en énergie. Il est également envisageable qu’une dépression maximum admissible soit fournie, et qu’une saisie sûre puisse également être obtenue lors d’accélérations et de vitesses maximums de l’objet 16. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) pour aspirer et manipuler des objets (16), avec un module de base (12), dans lequel une chambre à dépression (14) pouvant être dépressurisée est prévue, dans lequel le module de base (12) présente des ouvertures d’aspiration (18) sur un côté d’aspiration (20), dans lequel au côté d’aspiration (20) est associée une structure (22) élastique pouvant être comprimée présentant des ouvertures de passage (26) correspondant aux ouvertures d’aspiration (18), avec une surface de contact (30) destinée à venir en contact avec l’objet à aspirer (16), dans lequel en fonctionnement la structure (22) ou une section de la structure (22), où aucun objet (16) n’est maintenu aspiré au niveau de la surface de contact (30), prend un état neutre, et dans lequel en fonctionnement, la structure (22) ou une section de la structure, où des objets (16) sont maintenus aspirés au niveau de la surface de contact (30), prend un état comprimé, caractérisé en ce que des capteurs de pression (32) sont prévus entre le module de base (12) et la structure (22) ou dans la structure (22), qui sont configurés de sorte qu’ils génèrent des signaux de capteur à l’état comprimé, qui représentent les forces de pression agissant sur la structure (22). Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs de pression (32) sont agencés répartis à des intervalles réguliers dans un plan E. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les capteurs de pression (32) sont prévus dans ou au niveau d’au moins une nappe de capteurs de pression (34) ou d’au moins un film de capteurs de pression ou sont formés par l’un d’eux. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs de pression (32) sont formés à partir de filaments prévus en des textiles ayant des propriétés de détection. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une unité d’analyse (38) analysant les signaux de capteur est prévue, qui est configurée de manière à déterminer à partir des signaux de capteur une ou plusieurs des grandeurs suivantes: - un profil de pression en particulier en 2 ou 3 dimensions des forces de pressions agissant sur la structure; - la section de la structure (22) qui prend l’état comprimé et/ou ne prend pas l’état comprimé; - le degré d’occupation de la surface de contact (30); - la profondeur de compression lors de l’aspiration d’objets (16), - la modification de l’état comprimé pendant la manipulation des objets (16), - le nombre d’états comprimés dans une période prévue, et/ou - la modification du comportement comprimé lors d’un même déroulement de processus pendant plusieurs cycles de processus. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’une unité d’analyse (38) analysant les signaux de capteur est prévue, qui est configurée pour délivrer en sortie des signaux en fonction d’au moins une des plusieurs grandeurs et/ou prendre des mesures. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une unité d’analyse (38) analysant les signaux de capteur est prévue, qui est configurée, pour commander un générateur de dépression (28) destiné à générer la dépression dans la chambre à dépression en fonction des signaux de capteur. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure (22) est formée en mousse (24), en particulier en mousse d’étanchéité. Dispositif de préhension de surface par aspiration (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la structure (22) est formée d’une matrice de ventouses à soufflets ou plates (56, 60). Procédé pour faire fonctionner un dispositif de préhension de surface par aspiration selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la dépression dans la chambre à dépression (14) est fournie en fonction des signaux de capteur qui représentent les forces de pression agissant sur la structure (22). Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la fourniture de la dépression est effectuée de telle sorte qu’à l’état comprimé, une dépression minimum mais néanmoins admissible est fournie. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la fourniture de la dépression est effectuée de telle sorte qu’à l’état comprimé, une dépression maximum admissible est fournie. Procédé selon l’une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu’en fonction des signaux de capteur qui représentent les forces de pression agissant sur la structure (22), des signaux sont délivrés en sortie et/ou des mesures sont prises.