Brevet FR3136185A1 — publié le 20231208

L’invention porte sur un procédé d’ouverture d’une boite, dans lequel : on place une boite en entrée (12a) d’un convoyeur principal (12), on amène la boite (100) dans la station de découpe (30) à l’aide du convoyeur principal (12) ; on réalise une découpe dans la paroi supérieure (102) de la boite (100) selon un chemin de découpe à l’aide du dispositif de découpe (34), ledit chemin de découpe (C) formant une boucle continue ouverte comportant une ligne de découpe continue et au moins une première zone non découpée (x1) de façon à obtenir une partie de paroi découpée (110) qui soit reliée au corps de la boite (100) par au moins une première portion de liaison (112,114); puis on amène la boite découpée dans la station d’évacuation (40) (12) ; puis on saisit la partie de paroi découpée (110) à l’aide du dispositif de préhension (44) et on détache la partie de paroi découpée (110) du corps (101) de la boite (100) en cassant la première portion de liaison ; puis on évacue la partie de paroi découpée (110) à l’aide du dispositif de préhension (44). Figure pour l’abrégé : figure 1 Procédé d’ouverture d’une boite et installation pour la mise en œuvre dudit procédé d’ouverture. Le présent exposé concerne le domaine de l’ouverture de boites, notamment des boites d’emballage en carton. Il concerne en particulier un procédé d’ouverture automatisée de boites et l’installation correspondante que l’on trouve par exemple dans les centres logistiques ou les entrepôts. Dans le passé, les boites étaient ouvertes manuellement afin d’en extraire les articles et les produits transportés. Ce travail manuel étant chronophage, parfois dangereux et susceptible d’endommager les produits contenus dans les boites, les centres de logistique se sont progressivement équipés d’installations automatisées pour ouvrir de façon automatique les boites. Ces installations mettent en œuvre des procédés d’ouverture dans lequel un outil de découpe, comprenant généralement une lame, réalise des découpes continues ou des prédécoupes dans la boite. Le document EP 2 894 017 décrit une installation d’ouverture de boites dans laquelle la boite à ouvrir est tout d’abord basculée. Puis une ventouse maintient une paroi de la boite pendant qu’une lame montée sur un bras articulé réalise une découpe autour de la ventouse. Après découpage de la paroi de la boite, la ventouse est déplacée de façon à ouvrir la paroi de la boite. Dans cette installation, le découpage de la face de la boite et l’ouverture sont réalisées concomitamment. Bien que ce type d’agencement puisse présenter un avantage en termes d’encombrement, il n’en demeure pas moins qu’il présente plusieurs inconvénients. En particulier, les interventions de maintenance sont complexes et chronophages en raison de l’accumulation d’actionneurs et d’outillage dans un volume réduit. En outre, cette installation nécessite de faire basculer la boite avant de procéder à la découpe, ce qui est susceptible d’engendrer un risque de casse par exemple dans le cas où la boite contient des produits fragiles. Un but de l’exposé est de proposer un procédé d’ouverture d’une boite remédiant aux inconvénients précités et présentant une plus grande facilité de maintenance. Le but est atteint par un procédé d’ouverture d’une boite, dans lequel : on fournit une installation comprenant un convoyeur principal s’étendant selon une direction longitudinale et ayant un sens d’avancée et, considéré selon le sens d’avancée, l’installation comporte successivement : une station de découpe comportant un robot de découpe muni d’un dispositif de découpe ayant une lame, et une station d’évacuation, située en aval du dispositif de découpe, la station d’évacuation comportant un robot préhenseur muni d’un dispositif de préhension ; le procédé d’ouverture comportant les étapes suivantes : on place une boite en entrée du convoyeur principal, la boite ayant un corps fermé par une paroi supérieure ; on amène la boite dans la station de découpe à l’aide du convoyeur principal ; on réalise une découpe dans la paroi supérieure de la boite selon un chemin de découpe à l’aide du dispositif de découpe, ledit chemin de découpe formant une boucle continue ouverte qui comporte au moins une première ligne de découpe continue et au moins une première zone non découpée de façon à obtenir une partie de paroi découpée qui soit reliée au corps de la boite par au moins une première portion de liaison; puis on amène la boite découpée dans la station d’évacuation à l’aide du convoyeur principal ; puis on saisit la partie de paroi découpée à l’aide du dispositif de préhension et on déplace le dispositif de préhension afin de détacher la partie de paroi découpée du corps de la boite en cassant la première portion de liaison ; puis on évacue la partie de paroi découpée à l’aide du dispositif de préhension. On comprend que les étapes de découpe et d’évacuation sont réalisées de façon séquentielle en deux stations différentes qui sont distantes l’une de l’autre selon la direction longitudinale, les deux stations étant disposées l’une en aval de l’autre selon le sens d’avancée des boites sur le convoyeur principal. La partie de paroi découpée est maintenue au reste de la boite par la première portion de liaison pendant le transfert vers la station d’évacuation. Le robot de découpe et le robot préhenseur comportent des bras robotisés multiaxes, connus par ailleurs, qui sont commandés par un dispositif de contrôle. Au sens de l’exposé, la paroi supérieure est la paroi de dessus de la boite qui est généralement horizontale. Le convoyeur principal est de préférence un convoyeur à rouleaux. Il pourrait aussi s’agir d’un convoyeur à bande, ces types de convoyeurs étant connus par ailleurs. On comprend par ailleurs que le convoyeur principal comporte un dispositif de déplacement pour déplacer les boites selon le sens d’avancée. Selon l’exposé, la boite est préférentiellement en carton, ou dans tout autre matériau du même type. Elle présente la forme générale parallélépipédique. Le chemin de découpe est préférentiellement enregistré dans une mémoire, par exemple une mémoire d’un automate ou du dispositif de contrôle du robot de découpe. Sans sortir du cadre de la présente invention, le dispositif de découpe peut comporter plusieurs lames. On comprend par ailleurs que la première portion de liaison est constituée par la matière de la première zone non découpée de la paroi supérieure qui n’est pas découpée. Cette première portion de liaison constitue une première attache sécable qui maintient la partie de paroi découpée au reste de la boite pendant son transfert vers la station d’évacuation. De préférence, le chemin de découpe présente une forme générale rectangulaire dont les bords sont sensiblement parallèles aux arêtes de la paroi supérieure de la boite. On comprend que le dispositif de préhension saisit puis tire sur la partie de paroi découpée afin de déchirer l’attache, ou les attaches, constituée par la première zone non découpée, et le cas échéant par la seconde zone non découpée. Le dispositif de préhension comporte de préférence des ventouses reliées à un dispositif d’aspiration. Les ventouses définissent une zone d’aspiration dont la surface peut être modifiée en fonction de la taille de la partie de la paroi de découpée à saisir et évacuer. Les dimensions des zones non découpée seront choisies de façon à assurer un détachement facile de la partie de paroi découpée. Dans certains modes de mise en œuvre, la longueur de la première zone non découpée est au plus égale à 10% de la longueur de la première ligne de découpe continue. Encore de préférence, la longueur de la première zone non découpée est au plus égale à 5% de la longueur de la première ligne de découpe continue. Encore de préférence, la longueur de la première zone non découpe représente moins de 10% de la longueur du chemin de coupe. On comprend que la longueur du chemin de coupe est égale à la somme de la longueur de la première ligne de découpe continue et de la longueur de la première zone non découpée lorsque la boucle ouverte comporte une unique première zone non découpée. De préférence, la longueur de la première ligne de découpe continue représente au moins 95% de la longueur du chemin de découpe. Dans certains modes de mise en œuvre, la découpe est réalisée de sorte que la boucle continue ouverte comporte en outre une seconde ligne de découpe continue et une seconde zone non découpée, de façon que la partie de paroi découpée soit reliée au corps de la boite par la première portion de liaison et par une seconde portion de liaison, les première et seconde lignes de découpe continues étant séparées l’une de l’autre par les première et seconde portions de liaison. On comprend que la boucle continue est ouverte en deux zones qui correspondent aux première et deuxième zones non découpées. Le chemin de découpe, formant la boucle continue ouverte, est donc dans cette variante constitué des première et seconde lignes de découpe continues, et des première et seconde zones non découpées. La longueur de la seconde zone non découpée est au plus égale à 10% de la longueur de la seconde ligne de découpe continue. Encore de préférence, la longueur de la seconde zone non découpée est au plus égale à 5% de la longueur de la seconde ligne de découpe continue. Dans cette variante, la longueur du chemin de découpe est égale à la somme des longueurs des première et seconde lignes de découpe continue et des longueurs des première et seconde zones non découpées. La somme des longueurs des première et seconde lignes de découpe continues représente au moins 95% de la longueur du chemin de découpe. On comprend que la seconde portion de liaison constitue une seconde attache sécable ; les première et seconde attaches sécables maintiennent la partie de paroi découpée. Grâce à la présence de la seconde portion de liaison, la partie de paroi découpée est mieux maintenue et reste sensiblement horizontale avant l’étape d’évacuation. De préférence, les première et seconde portions de liaisons sont réalisées de façon à être positionnée en deux bords opposés de la partie de paroi découpée. Dans certains mode de mise en œuvre, l’installation comporte en outre une station de mesure située en amont de la station de découpe, la station de mesure comportant au moins un dispositif de mesure, et dans lequel on mesure les dimensions de la boite à l’aide du dispositif de mesure, et on détermine le chemin de découpe à partir des dimensions mesurée par le dispositif de mesure. On mesure de préférence la boite selon trois dimensions sa hauteur, sa longueur et sa largeur. De préférence, on mesure la hauteur de la boite, et la longueur et la largeur de la paroi supérieure. Selon un mode de mise en œuvre préférentiel, les coordonnées du chemin de découpe sont calculées à partir des dimensions de la boite mesurées par le dispositif de mesure. De préférence, les coordonnées du chemin de découpe sont calculées à l’aide d’un calculateur de sorte que la distance entre le bord longitudinal et/ou le bord transversal de la paroi supérieure à découper et le chemin de découpe est égale à une valeur prédéterminée. Cette valeur est préalablement saisie et/ou enregistrée dans le calculateur. Cette valeur peut être une constante ou bien un pourcentage de la longueur mesurée de l’un des bords de la boite. De préférence la distance entre le chemin de découpe et le bord longitudinal est identique à la distance entre le chemin de découpe et le bord transversal de la paroi supérieure. Sans sortir du cadre de la présente invention, on pourra choisir des distances différentes en paramétrant des valeurs prédéterminées différentes pour les bords longitudinaux et transversaux de la boite. Le dispositif de mesure comporte de préférence un profilomètre laser. De préférence, on corrige la position de la boite dans un plan horizontal avant l’étape de mesure. Un intérêt est d’améliorer la précision de la mesure mais aussi de corriger la position de la boite avant son amenée dans la station de découpe. La correction de position est réalisée de sorte que l’un des bords de la boite soit parallèle à la direction d’avancée du convoyeur principal. Dans certains modes de mise en œuvre, on corrige la position de la boite dans un plan horizontal dans la station de découpe avant l’étape de découpe de la paroi supérieure. Cette étape permet un meilleur positionnement de la découpe dans la paroi supérieure et assure la reproductibilité de la découpe. Dans certains modes de mise en œuvre, l’installation comporte en outre un convoyeur secondaire, et on évacue la partie de paroi découpée sur le convoyeur secondaire à l’aide du dispositif de préhension On comprend que le dispositif de préhension détache la partie de paroi découpée puis l’amène sur le convoyeur secondaire. Le convoyeur secondaire peut être par exemple associé à un réceptacle pour recevoir les parties de paroi découpées des boites. Selon un mode de mise en œuvre préférentiel, entre deux découpes successives de deux boites, on acquiert une image de la lame à l’aide d’un dispositif d’acquisition d’images monté sur le dispositif de découpe et on détermine l’usure ou la casse de la lame à partir de ladite image. Le dispositif d’acquisition d’images comporte de préférence une caméra. Le dispositif d’acquisition d’images est préférentiellement relié à un dispositif d’analyse configuré pour déterminer l’usure ou la casse de la lame à partir de l’image acquise par le dispositif d’acquisition d’images. Lorsque la lame présente plusieurs bords de coupe, le dispositif d’acquisition d’images peut aussi être configuré pour acquérir une image des bords de découpe et on détermine l’usure de chacun des bords de coupe de la lame. L’usure ou la casse de la lame et/ou des bords de coupe pourra être déterminée par un processus automatisé mettant en œuvre une étape de comparaison entre l’image de la lame, ou de son ombre, et une image d’une lame non usée. Dans un exemple de mise en œuvre, la lame présente un premier bord de coupe et un deuxième bord de coupe opposé au premier bord de coupe. La découpe est tout d’abord réalisée avec le premier bord de coupe. Lorsque le premier bord de coupe présente une usure importante, par exemple dépassant un seuil prédéterminée tel un seuil de surface de lame consommée, déterminée par un calculateur à partir de l’image de la lame, on fait pivoter le dispositif de coupe de 180° de façon à poursuivre la découpe en utilisant le deuxième bord de coupe. On comprend que le pivotement de 180° du dispositif de découpe permet d’amener le deuxième bord de coupe en position de découpe. Dans certains exemples de réalisation, l’installation comporte en outre un magasin de lames de rechange qui est disposé dans un tiroir adjacent au robot de découpe, et on remplace la lame usée ou cassée par une lame de rechange en cas de casse ou si l’usure déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé. Le magasin de lames comporte plusieurs lames de rechange. Il permet également de recevoir les lames usées. Le tiroir est agencé de sorte que seul le robot de découpe peut avoir accès au magasin de lames de rechange lorsque le tiroir est fermé, tandis que seul l’opérateur peut avoir accès au magasin lorsque le tiroir est ouvert, par exemple pour y placer de nouvelles lames et retirer les lames usées. Cet agencement avantageux permet d’améliorer la sécurité de l’opérateur. Dans certains modes de mise en œuvre, le dispositif de découpe comporte deux profondeurs de découpe, et on transmet au robot de découpe une donnée d’épaisseur qui est représentative de l’épaisseur de la paroi supérieure, et on sélectionne la profondeur de découpe à partir de la donnée d’épaisseur. La donnée d’épaisseur est préférentiellement mais non exclusivement transmise au dispositif de contrôle du robot de découpe par un signal de commande provenant d’une unité de contrôle extérieure à l’installation. Sans sortir du cadre du présent exposé, le dispositif de découpe pourrait comporter davantage de profondeurs de découpe, afin de s’adapter à différentes épaisseurs de paroi L’exposé porte en outre sur une installation pour la mise en œuvre du procédé selon l’exposé, comprenant un convoyeur principal s’étendant selon une direction longitudinale et ayant un sens d’avancée et, considéré selon le sens d’avancée, l’installation comporte successivement : une station de découpe comportant un robot de découpe muni d’un dispositif de découpe ayant une lame, et une station d’évacuation, située en aval de la station de découpe, la station d’évacuation comportant un robot préhenseur muni d’un dispositif de préhension. Dans certains modes de réalisation, la lame présente une forme triangulaire présentant un premier bord de coupe et un second bord de coupe opposé au premier bord de coupe. Dans certains modes de réalisation, l’installation selon l’exposé comprend en outre une station de mesure disposée par exemple dans la station de découpe, la station de mesure comportant un dispositif de mesure pour mesurer les dimensions de la boite. Le dispositif de mesure comporte de préférence un profilomètre laser qui permet de déterminer les dimensions de la boite, à savoir la longueur, la largeur et la hauteur. Le profilomètre permet de déterminer la longueur et la largeur de la paroi supérieure de la boite. L’installation comporte en outre un calculateur pour calculer les coordonnées du chemin de découpe. Comme indiqué ci-dessous, les coordonnées du chemin de découpe sont fonction de la largeur et de la longueur de la paroi supérieure et également d’au moins une valeur prédéterminée permettant de fixer la distance entre le chemin de découpe et les bords longitudinaux et transversaux de la paroi supérieure. Selon certains modes de réalisation, l’installation comporte en outre un convoyeur secondaire, parallèle au convoyeur principal, et dans laquelle le robot de préhension est disposé entre le convoyeur principal et le convoyeur secondaire. Le convoyeur secondaire comporte de préférence une bande adhérente ou non-glissante, par exemple en PVC, permettant d’assurer que les parties de paroi découpées ne tombent pas du convoyeur secondaire. Le convoyeur secondaire présente de préférence mais non exclusivement un sens de déplacement opposé au sens d’avancée du convoyeur principal. Le convoyeur secondaire peut être associé à un convoyeur à déchets. Dans certains modes de réalisation, le dispositif de découpe comporte deux profondeurs de découpe. Le dispositif de découpe permet donc de s’adapter à l’épaisseur de la paroi supérieure à découper. De préférence, le dispositif de découpe comporte un organe d’appui configuré pour venir en appui contre la face supérieure de la boite à découper, la lame étant mobile par rapport à l’organe d’appui de façon à modifier la profondeur de découpe. De préférence, le dispositif de découpe inclut un dispositif d’acquisition d’images pour acquérir une image de la lame. Encore de préférence, l’installation comporte un dispositif d’analyse pour déterminer l’usure la lame à partir de l’image acquise par le dispositif d’acquisition d’images. A titre d’exemple, l’image acquise est comparée à une image d’une lame neuve de façon à identifier, par comparaison, une casse ou une partie usée. La comparaison pourra notamment consister à déterminer, avec un calculateur, la surface consommée de la lame usée par rapport à une image d’une lame neuve. Un seuil d’usure prédéterminée pourra être choisi afin de déterminer à partir de quand la lame doit être remplacée. Avantageusement, et pour des raisons de sécurité, l’installation selon l’exposé comporte en outre une enceinte dans lequel sont disposées la station de découpe et la station de préhension, et un magasin de lames de rechange disposé dans un tiroir coulissant dans une ouverture ménagée dans l’enceinte. On comprend que l’enceinte est préférentiellement traversée par le convoyeur principal. De préférence, le dispositif de préhension comporte des organes d’aspiration. Les organes d’aspiration définissent une surface d’aspiration sont séparément actionnables de manière à moduler la surface d’aspiration en fonction de la surface de la partie de paroi découpée à évacuer. Description des dessins L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation de l’exposé donné à titre d’exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : La est une vue en perspective d’un mode de réalisation de l’installation d’ouverture de boites selon l’exposé mettant en œuvre le procédé selon l’exposé ; La est une vue de détail d’une station de mesure de l’installation de la ; La est une vue de détail de la station de découpe de l’installation de la ; La illustre en vue de dessus et de façon schématique un dispositif de correction de position des boites dans la station de découpe; La illustre en vue de dessus la face supérieure de la boite après l’opération de découpe ; La est une vue de détail du magasin de lames de rechange ; La illustre le transfert de la boite découpée entre la station de découpe et la station d’évacuation ; La est une vue de détail de la station d’évacuation ; La illustre en vue de dessus et de façon schématique la boite découpée sur le convoyeur principal et la portion de paroi qui a été évacuée sur le convoyeur secondaire ; et La est une vue de détail du dispositif d’acquisition d’images de la lame. Procédé d’ouverture d’une boite, dans lequel : on fournit une installation (10) comprenant un convoyeur principal s’étendant selon une direction longitudinale et ayant un sens d’avancée et, considéré selon le sens d’avancée, l’installation comporte successivement : une station de découpe (30) comportant un robot de découpe (32) muni d’un dispositif de découpe (34) ayant une lame (35), et une station d’évacuation (40), située en aval de la station de découpe, la station d’évacuation (40) comportant un robot préhenseur (42) muni d’un dispositif de préhension (44) ; le procédé d’ouverture comportant les étapes suivantes : on place une boite en entrée (12a) du convoyeur principal (12), la boite ayant un corps muni d’une paroi supérieure (102) ; on amène la boite (100) dans la station de découpe (30) à l’aide du convoyeur principal (12) ; on réalise une découpe dans la paroi supérieure (102) de la boite (100) selon un chemin de découpe à l’aide du dispositif de découpe (34), ledit chemin de découpe (C) formant une boucle continue ouverte comportant au moins une première ligne de découpe continue (LC1) et au moins une première zone non découpée (x1) de façon à obtenir une partie de paroi découpée (110) qui soit reliée au corps de la boite (100) par au moins une première portion de liaison (112); puis on amène la boite découpée dans la station d’évacuation (40) à l’aide du convoyeur principal (12) ; puis on saisit la partie de paroi découpée (110) à l’aide du dispositif de préhension (44) et on déplace le dispositif de préhension afin de détacher la partie de paroi découpée (110) du corps (101) de la boite (100) en cassant la première portion de liaison ; puis on évacue la partie de paroi découpée (110) à l’aide du dispositif de préhension (44). Procédé selon la revendication 1, dans lequel la longueur de la première zone non découpée est au plus égale à 10% de la longueur de ladite première ligne de découpe continue (LC1). Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la découpe est réalisée de sorte que la boucle continue ouverte comporte en outre une seconde ligne de découpe continue (LC2) et une seconde zone non découpée (Z2), de façon que la partie de paroi découpée soit reliée au corps de la boite par la première portion de liaison (112) et par une seconde portion de liaison (114), les première et seconde lignes de découpe continues (LC1,LC2) étant séparées l’une de l’autre par les première et seconde portions de liaison (112,114). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’installation comporte en outre une station de mesure située en amont de la station de découpe, la station de mesure (20) comportant au moins un dispositif de mesure (22), et dans lequel on mesure les dimensions (L, l, H) de la boite à l’aide du dispositif de mesure, et on détermine le chemin de découpe (C) à partir des dimensions mesurée par le dispositif de mesure. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on corrige la position de la boite (100) dans un plan horizontal (P) avant l’étape de découpe de la paroi supérieure. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’installation comporte en outre un convoyeur secondaire, et dans lequel on évacue la partie de paroi découpée (110) sur le convoyeur secondaire (60) à l’aide du dispositif de préhension. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, entre deux découpes successives de deux boites, on acquiert une image de la lame à l’aide d’un dispositif d’acquisition d’images (37) monté sur le dispositif de découpe (34) et on détermine l’usure ou la casse de la lame (35) à partir de ladite image. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’installation comporte en outre un magasin de lames de rechange disposé dans un tiroir adjacent au robot de découpe, et on remplace la lame usée ou cassée par une lame de rechange en cas de casse ou si l’usure déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de découpe comporte deux profondeurs de découpe, dans lequel on transmet au robot de découpe une donnée d’épaisseur qui est représentative de l’épaisseur de la paroi supérieure, et on sélectionne la profondeur de découpe à partir de la donnée d’épaisseur. Installation (10) pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un convoyeur principal (12) s’étendant selon une direction longitudinale (D) et ayant un sens d’avancée (S) et, considéré selon le sens d’avancée, l’installation comporte successivement : une station de découpe (30) comportant un robot de découpe (32) muni d’un dispositif de découpe (34) ayant une lame (35), et une station d’évacuation (40), située en aval du dispositif de découpe (30), la station d’évacuation comportant un robot préhenseur muni d’un dispositif de préhension. Installation selon la revendication 10, comprenant en outre une station de mesure (20) disposée dans la station de découpe (30), la station de mesure comportant un dispositif de mesure (22) pour mesurer les dimensions (L, l, H) de la boite (100). Installation selon la revendication 10 ou 11, comprenant en outre un convoyeur secondaire (60), parallèle au convoyeur principal, et dans laquelle le robot de préhension (42) est disposé entre le convoyeur principal (12) et le convoyeur secondaire (60). Installation selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel le dispositif de découpe (34) comporte deux profondeurs de découpe. Installation selon l’une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel le dispositif de découpe (34) inclut un dispositif d’acquisition d’images (37) pour acquérir une image de la lame (35). Installation selon l’une quelconque des revendications 10 à 14, comprenant en outre une enceinte dans lequel sont disposées la station de découpe (30) et la station d’évacuation (40), et un magasin de lames de rechange (72) disposé dans un tiroir qui est monté coulissant dans une ouverture ménagée dans l’enceinte. Installation selon l’une quelconque des revendications 10 à 15, dans lequel le dispositif de préhension (44) comporte des organes d’aspiration (46).