EP2809506B1 - Dispositif et procédé de formation de boites d'emballages avec dépilage vertical - Google Patents

Dispositif et procédé de formation de boites d'emballages avec dépilage vertical Download PDF

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EP2809506B1
EP2809506B1 EP13706623.9A EP13706623A EP2809506B1 EP 2809506 B1 EP2809506 B1 EP 2809506B1 EP 13706623 A EP13706623 A EP 13706623A EP 2809506 B1 EP2809506 B1 EP 2809506B1
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cutouts
rest
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Franck Menegazzi
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DS Smith Packaging France SAS
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Definitions

  • the present invention relates to a device for forming a packaging box from at least one storage magazine of a stack of corrugated cardboard cuts, comprising means for advancing the stack as and when unstacking and means for unstacking the cuts by suction.
  • It also relates to a method of forming a packaging box from such a device.
  • the most common magazine loading mode uses the manual intervention of operators from pallets on which the blanks are stacked.
  • a machine operating at a rate of thirty cases per minute to form packages of 300 grams requires the handling of about four tons of cartons per day (over eight hours).
  • a difficulty in the implementation of such systems lies in the gripping of the battery.
  • the present invention aims to overcome these disadvantages, by proposing a device and a method that better than those previously known to the requirements of the practice, in particular in that it allows the formation of a high-speed and uninterrupted packaging box while proposing a system of feeding cuts to significantly improve the working conditions of operators .
  • the invention finds a particularly important, although not exclusive, application in the field of can forming from blanks or corrugated board plates of low grammage ( ⁇ 120 g / m 2 ) for industry or agro-industry. food, said cuts having a tendency to stick to each other and thereby prevent a gripping cuts at high rate without error.
  • the invention notably starts from the idea of no longer shifting the packs of plates in pieces to a feed store in general inclined but to leave them on their pallet handling, or what amounts to the same, the simply push a block of their pallet towards a vertical movement magazine, then treat the cuts one by one after having advanced them vertically for example by means of a lifting plate up to a plane of taking of the cut , where they are tapped, framed and held one by one in a gripping position.
  • the unstacking from above allows the lightening of the mechanics and adjustment by use of eg servo motors, removing the transfer channel and the mobile frame of the stores known under the name klik / klok of the prior art.
  • the invention notably proposes a device for forming a packaging box from at least one storage magazine for a stack of corrugated cardboard cuts, comprising means for advancing the stack as and as it is unstacked and means for unstacking the cuts by suction, the stack of cuts being vertical, the means for advancing the stack comprise a lifting plate of the stack vertically up to a catch plane for the cutting of the top characterized in that the device comprises means X, Y, Z of the position (pi) of the cutout of the top in the magazine, said locating means comprising means for measuring the position (pi) ) of the cut-out of the top and means for calculating the trajectory in x, y, z, comprising a vertical component, unstacking means according to said position (p i ) arranged to control the displacement of said unstacking means between a cutting input position and a position of positioning on a determined work station also marked X, Y, Z, said calculating means being arranged to calculate the trajectory for the next position during
  • the invention also proposes a method for producing polygonal-section packaging boxes from a magazine formed of at least one vertical stack of blanks made of cardboard or corrugated cardboard, characterized in that the stack being vertical, the cutting of the top of the stack is brought to a determined height by means of a vertical elevator, said cutout is separated from the remainder of the stack by means of pre-unstacking, said cut is tapped to fit it and keep it separated from the rest of the stack in the gripping position, the pre-unstacking means are erased, said cutting is grasped by suction using unstacking means, said cut is moved by means of said unstacking means comprising a robotic arm, it is released at a next station, for example for forming, and the above cycle of steps is repeated with the next overhead cut.
  • the stack is maintained at the top when the cutout of the bottom of the stack has reached a predetermined level, the vertical elevator is lowered, it is automatically placed on said elevator a new battery below the remaining portion of the previous stack and the vertical elevator is raised so that the cutout of the bottom of the stack at the top rests on the cutout of the top of the new stack, to ensure the continuity of unstacking.
  • the invention proposes a method in which several robotic arms are used to work in parallel and / or the position (p i ) of the cut-out of the top is measured telemetrically by calculating the trajectory of the unstacking means as a function of this position and by controlling the unstacking means between the gripping position and the positioning position on a specific workstation such as a chuck, calculating during the masked time displacements the trajectory for the next position (p i + 1 ) cutting and the operation is repeated for each of the cuts that follow.
  • the cut is cut using a first set of claws at a reference height X of the stack and the cutout is separated from above according to the following cut by a second set of claws at a height Y located at a distance in height between 1 and 20 mm from the reference X.
  • the top cut is blown off by blowing air on the top of the cut.
  • the figures 1 , 1A, 1B and 1C show in whole or in part schematically a device 1 for forming a box 2 from at least one magazine 3 with a constant level for storing a stack 4 of corrugated cardboard blanks 5, comprising means 6 for advancing of the stack as and when unstacking and means 7 unstacking the cuts by suction.
  • the advancing means comprise a lifting plate 8 (shown in phantom) of the stack vertically to a plane 9 for taking the cut from above.
  • the device 1 comprises means 10 pre-unstacking, again symbolized in phantom on the figure 1 , and which will be more particularly detailed with reference to Figures 2 to 6 .
  • the unstacking means 7 comprise a system 11 formed by a partially horizontal arm 12 provided, for example, with three parallel branches for supplying compressed air and for positioning six suction cups (two per branch) 13, known in themselves. -Same.
  • the arm is movable horizontally for example by means of a chain and / or electric motors (not shown), between the gripping position of the blanks above the store and the next step, for example winding around a mandrel 14, after gluing by guns 15 of pressurized liquid glue of the type known under the name "hot melt", the box being formed by compression on the mandrel by pressing means 16 (lower push plate) 17, vertically deployable, side push cylinders 18 etc ).
  • the blank 5 comprises eight flaps, namely four main flaps 19 separated by small intermediate flaps 20 forming cut corners and terminated by a tongue 21 of bonding on the intermediate end flap.
  • the shutters are provided on both sides and in known manner with flaps 22 intended to form the bottoms and above the box 2.
  • FIGS. 2 to 6 show more precisely in lateral view the means 6 for advancing the stack 4, and the means 10 for pre-unstacking according to the method of embodiment of the invention more particularly described here.
  • the means 6 for advancing the stack comprises a lifting plate 8, for example formed by two angles 23 for horizontal support of the last cut of the bottom of the stack 4, and a vertically pushing cylinder 24, controlled by a controller 25 allowing a raising of the programmed plateau as and when the removal of the cuts, controlled by optical measuring means 26.
  • these optical means are associated in a manner known per se to means 27 for laser reader-type telemetry measurement of the position p (i) of the cutout 28 of the top and the calculation means 29 (microprocessor) of the trajectory unstacking means 7 according to said position (p i ) arranged to control the displacement of the unstacking means between a gripping position (plane 9) of the blank, and a positioning position on a given work station, and for calculate during the movement time (in masked time) the trajectory for the next position (p i + 1) of cutting and so on.
  • the pre-unstacking means 10 comprise a horizontal robotic arm 30 provided with at least four suction cups 31 for gripping the cutout 28, the arm being fixed to a vertical rod 32 which is eccentric relative to the stack, arranged next to the latter .
  • Said rod 32 is guided and fixed by a sleeve 33 to a chain 34 actuating between a position 35 (in dashed line on the figure 2 ), a position 36 ( figure 3 ) of the outlet of the cutout over means 37 for jogging, a position 38 ( figure 4 ) of the cutting on said gripping means 37 for gripping in the plane 9, and a position 39 ( figure 5 ) Escape height and lateral allowing the means 7 unstacking to come take the cut 28 stamped.
  • the jogging means 37 comprise, on either side of the volume occupied by the stack 4 of vertically movable blanks, two chutes 40, for example formed by two tubes having a C-shaped cross section whose opening of the branches is located on the side of the stack and in which are mounted movable in translation parallel to the branches of C, respectively at least two sliding lugs 41 formed by metal tongues provided in the upper portion 42 of a stop lug 43 of the periphery 44 of the blank 28, to precisely frame and maintain it on said stops in abutment position once they moved from their exhaust position (mixed line 45).
  • two chutes 40 for example formed by two tubes having a C-shaped cross section whose opening of the branches is located on the side of the stack and in which are mounted movable in translation parallel to the branches of C, respectively at least two sliding lugs 41 formed by metal tongues provided in the upper portion 42 of a stop lug 43 of the periphery 44 of the blank 28, to precisely frame and maintain it on said stops in abutment position once they moved
  • the cleats 41 are for example activated by a system of small cylinders with return springs (not shown) to return to the nominal exhaust position at rest.
  • the stack 4 of blanks empties and the plate formed by the brackets 23, which supports the last cut 46, rises. There comes a time when it is in such a position that can automatically trigger the holding means 47 in the upper part of the stack.
  • These means are for example constituted by free tabs 48 pivoting between a position 49 (cf. Figures 2 to 5 ) sliding along the edge 50 of the cutting stack and a position 51 (cf. figure 6 ) of support from the bottom of the pile under the effect of gravity.
  • the holding means 47 comprise the tabs 48 formed by a free piece and / or idling in rotation relative to an axis 52 integral with a height adjustment rod 53 fixed to the frame 54 of the device.
  • the cleats have an end lug 55 arranged to slide along the edge of the stack.
  • the lug 55 has for example a substantially triangular section forming a point 56 of contact with the edge of the stack.
  • a complete stack is thus reconstituted without breaking the load in order to produce boxes according to the invention.
  • They comprise a first set of claws 60 at a reference height X of the stack and a second set of claws 61 at a height Y located at a distance in height d between 1 and 20 mm from the reference X, for separation of the cutting from above 59 with the following cut 62.
  • the cutting of the top 59 is thus isolated while being jogged between two rods 63 of control / reframing cutouts, also adjustable in translation relative to the stack.
  • the device also comprises means 64 for assisting the separation of the top cut by blowing rasping air 65 on the top of the stack.
  • blown air is injected by nozzles 66 inclined relative to the surface of the top cutout at a pressure between 1 bar and 2 bar relative.
  • Figures 8A and 8B in a side view and in plan view, schematically, an embodiment of a device 67 according to the invention here comprising two vertical stacks 68, 69 of cutouts (with the batteries 68 ', 69' waiting to prevent breaks in loads), a robotic arm 70 for moving a first cut 71 from the stack 68, to a next station 72, for example assembly formed by a suction gripping system 73 and then tilting as will be detailed by following with reference to Figures 11 to 13 .
  • the other cut pile 69 is emptied by means of another robotic arm (not shown), which will allow the formation of the package 74 in two parts of the Figure 9B , thus obtained from the cuts 75 and 76 (cf. Figure 9 and 9A ) for gluing the first cutout 75 on the second cutout 76 to form the assembly 77 and mounting around a mandrel 78.
  • the cutout 75 is formed of three rectangular flaps 80 interconnected by parallel fold lines 81 and provided on each side with rectangular flaps 82 in a manner known per se to form the cover and the cover. background of the packaging.
  • the cutout 76 is itself formed similarly but to form a lower tray.
  • the top cutout 38 of each magazine is brought to a given height ( figure 2 , figure 11 ), the said cuts are tapped to fit them and keep them separated from the rest of the stack by the pre-unstacking means ( figure 4 ), then after erasing the pre-unstacking means, figure 5 , figure 12 ) the suction cuts using unstacking means which are themselves secured to a fixed part 86 by means of two systems 87 and 88 which will allow the displacement of the cuts thus captured at the assembly station 72.
  • system 87 comprises two articulated arms 89 and 90, for bringing in a single movement, after tearing the cutout, the latter at its assembly station, while simultaneously the system 88 just lift (arrow 91 ) by cylinder vertical 92 cutting the stack 69 and then horizontally remove (arrow 93) by a carriage 94 movable along the beam 86 at its removal station before lowering in position (arrow 95) on the cutout 75 to form the assembly 77 after sizing (not shown) on their respective path in a manner known per se.
  • the assembly 77 is then transferred (arrow 96) to the assembly station 97 for example around a mandrel 98.
  • the controller detects the tilting of the cleats, in a manner known per se.
  • the carriage 24 descends, and moves into position to receive the battery (68 ', 69') pending.
  • the new battery is reassembled to integrate with the rest of the previous stack, thus avoiding any break in the rate of formation of the boxes.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de formation d'une boîte d'emballage à partir d'au moins un magasin de stockage d'une pile de découpes en carton ondulé, comprenant des moyens d'avancée de la pile au fur et à mesure de son dépilage et des moyens de dépilage des découpes par aspiration.
  • Elle concerne également un procédé de formation d'une boîte d'emballage à partir d'un tel dispositif.
  • On connaît déjà de nombreux dispositifs et procédés de formation de caisses en carton ondulé.
  • De tels procédés comportent en général les étapes suivantes :
    • Après une prise du flan de carton par ventouse à partir d'un magasin incliné, on encolle le flan ou découpe, puis on le met en volume avant de fermer par rabattement les volets formant le fond et les parois de la boîte ainsi constituée.
  • De tels procédés nécessitent le remplissage régulier du magasin.
  • Pour ce faire le mode de chargement du magasin le plus répandu fait appel à l'intervention manuelle d'opérateurs à partir de palettes sur lesquelles les découpes sont empilées.
  • Ce chargement manuel répétitif se révèle cependant très pénible à la longue, surtout lorsque la fréquence de chargement des magasins est élevée, que le poids et/ou les dimensions des découpes sont importants, et lorsque il est éventuellement nécessaire d'utiliser plusieurs magasins en parallèle afin de former des boîtes à partir de deux ou de plusieurs flans ou découpes.
  • A titre d'exemple, une machine fonctionnant à une cadence de trente caisses par minute pour former des emballages de 300 grammes nécessite la manipulation d'environ quatre tonnes de cartons par jour (sur huit heures).
  • Une telle manipulation pose des problèmes de santé pour les opérateurs qui expérimentent de ce fait des troubles musculo-squelettiques.
  • Il a donc été cherché des solutions permettant le chargement des magasins de façon automatique, sans qu'un opérateur n'ait à soulever de charges de carton.
  • On connaît ainsi des systèmes de préhension capables de soulever et déplacer simultanément plusieurs plaques de carton en paquets, ce qui va permettre de transférer une pile entière de cartons d'une palette vers le magasin.
  • Une difficulté de la mise en oeuvre de tels systèmes réside dans la préhension de la pile.
  • La prise d'une pile qui se fait par des pinces latérales est en effet difficile à réaliser de façon exacte et répétitive.
  • On utilise par exemple des aiguilles insérées entre deux plaques de carton par un côté de la pile à déplacer, celle-ci soulevant légèrement la pile en biais sur le côté et permettant alors l'introduction d'une ou plusieurs plaques fines ou pelles sous la pile à soulever
  • Avec un tel système, la préhension d'un nombre exact de plaques n'est cependant pas garantie.
  • On peut également citer le document GB 2 059 390 qui décrit un dispositif de formation d'une boîte d'emballage à partir d'au moins un magasin de stockage d'une pile de découpes en carton ondulé, comprenant des moyens d'avancée de la pile au fur et à mesure de son dépilage et des moyens de dépilage des découpes par aspiration.
  • Les solutions connues présentent de plus les inconvénients suivants.
  • Elles limitent tout d'abord les possibilités de préhension des découpes.
  • En effet il est nécessaire que deux bords opposés des découpes soient accessibles pour que celles-ci puissent être prises avec des pinces.
  • Elles ne conviennent pas non plus si les formes des découpes permettent leur imbrication sur des palettes empêchant leur préhension rapide et fiable.
  • Un autre inconvénient réside dans l'impossibilité d'atteindre les découpes situées tout en bas de la palette, impossible à extraire automatiquement. Elles sont donc souvent perdues, ce qui génère un déchet important, ou doivent être saisies manuellement avec les inconvénients mentionnés ci-avant.
  • Enfin si les palettes ont été secouées pendant les manipulations qui précèdent leur positionnement en zone de dépilage, les découpes d'une même palette vont s'être déplacées et vont souvent s'être imbriquées les unes entre les autres, ce qui empêche leur saisie correcte.
  • En ce qui concerne ce dernier inconvénient, on connaît certes un procédé consistant à mesurer précisément par des moyens optiques, la position des découpes sur le dessus d'une pile pour faciliter leur saisie mais il nécessite alors un éclairage spécifique et des capteurs sophistiqués qui sont souvent considérés comme trop coûteux ou trop complexes.
  • La présente invention vise à pallier ces inconvénients, en proposant un dispositif et un procédé répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle autorise la formation d'une boîte d'emballage à haute cadence et sans interruption tout en proposant un système d'alimentation des découpes permettant d'améliorer considérablement les conditions de travail des opérateurs.
  • L'invention trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de la formation de boîte à partir de découpes ou plaques en carton ondulé de faible grammage (< à 120 g/m2) pour l'industrie ou l'agro-alimentaire, lesdites découpes ayant tendance à se coller les unes aux autres et empêcher de ce fait une préhension des découpes à forte cadence sans erreur.
  • Avec l'invention il va être possible d'effectuer automatiquement le dépilage de découpes sans avoir à les extraire de leur dernière palette de manutention, sous réserve d'une vérification visuelle préalable par un opérateur du caractère correctement empilé verticalement des découpes.
  • Par correctement empilé verticalement, on entend empilé avec une tolérance de positionnement dans le décalage latéral des découpes de ± 1 cm, ce qui est le cas général avec les découpes d'une palette cerclée de façon usuelle pour son transport. En proposant ensuite un système permettant une prise unitaire de chaque découpe à partir d'une telle palette aux découpes correctement empilées, elle autorise de plus une mise en volume optionnelle après encollage de ladite découpe par le même outil, l'inscription d'un code barre par encrage et/ou la fixation d'une puce RFID ou de tout autre moyen de repérage, pouvant également s'effectuer en même temps et dans la continuité du mouvement.
  • Elle permet également d'accéder à toutes les découpes des palettes sans perdre les dernières découpes.
  • Pour ce faire l'invention part notamment de l'idée de ne plus déplacer par morceaux les paquets de plaques vers un magasin d'alimentation en général incliné mais de les laisser sur leur palette de manutention, ou ce qui revient au même, de les pousser simplement d'un bloc de leur palette vers un magasin à mouvement vertical, puis de traiter les découpes une par une après les avoir fait avancer verticalement par exemple par le biais d'un plateau élévateur jusqu'à un plan de prise de la découpe, où elles sont taquées, cadrées et maintenues une par une en position de préhension.
  • Le dépilage par le dessus permet l'allègement de la mécanique et du réglage par utilisation par exemple de servo-moteurs, en supprimant le chenal de transfert ainsi que le cadre mobile des magasins connus sous la dénomination klik/klok de l'art antérieur.
  • Dans ce but l'invention propose notamment un dispositif de formation d'une boîte d'emballage à partir d'au moins un magasin de stockage d'une pile de découpes en carton ondulé, comprenant des moyens d'avancée de la pile au fur et à mesure de son dépilage et des moyens de dépilage des découpes par aspiration, la pile de découpes étant verticale, les moyens d'avancée de la pile comportent un plateau élévateur de la pile verticalement jusqu'à un plan de prise pour la découpe du dessus caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens de repérage en X, Y, Z de la position (pi) de la découpe du dessus dans le magasin, lesdits moyens de repérage comportant des moyens de mesure télémétrique de la position (pi) de la découpe du dessus et des moyens de calcul de la trajectoire en x, y, z, comportant une composante verticale, des moyens de dépilage en fonction de ladite position (pi) agencés pour commander le déplacement desdits moyens de dépilage entre une position de saisie de la découpe et une position de positionnement sur un poste de travail déterminé également repéré en X, Y, Z, lesdits moyens de calcul étant agencés pour calculer pendant le temps de déplacement la trajectoire pour la position suivante (pi+1) de découpe et ainsi de suite.
  • Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
    • y est égal à 0. Par y on entend la composante horizontale dans le sens de l'axe Oy du repère X, Y, Z. ;
    • la pile de découpes étant verticale, les moyens d'avancée de la pile comportent un plateau élévateur de la pile verticalement jusqu'à un plan de prise pour la découpe du dessus, le dispositif comporte des moyens de pré-dépilage agencés pour séparer la découpe du dessus du reste de la pile et des moyens de taquage de ladite découpe pour la cadrer et la maintenir séparée du reste de la pile en position de préhension par les moyens de dépilage après effacement des moyens de pré-dépilage ;
    • le dispositif comporte des moyens de maintien en partie haute de la pile lorsque la découpe du dessous de la pile a atteint un niveau déterminé et des moyens de mise en place automatique d'une nouvelle pile en dessous de la partie restante de la précédente pile, propre à garantir la continuité du dépilage ;
    • les moyens de maintien en partie haute comprennent des taquets libres pivotant entre une position de glissement le long du bord la pile de découpes et une position de soutien du fond de la pile sous l'effet de la gravité ;
    • les moyens de taquage comprennent un premier jeu de griffes à une hauteur X de référence de la pile et un second jeu de griffes à une hauteur Y situé à une distance en hauteur comprise entre 1 et 20 mm de la référence X, pour séparation de la découpe de dessus d'avec la découpe suivante ;
    • le dispositif comporte des moyens d'aide au décollement de la découpe du dessus du reste de la pile, par soufflage d'air rasant sur le dessus de la découpe ;
    • l'air soufflé est injecté par des buses inclinées par rapport à la surface de la découpe du dessus à une pression comprise entre 1 et 2 bars relatifs ;
    • les moyens de dépilage comportent un système embarqué muni d'un bras robotisé de déplacement de ladite découpe à un poste suivant, en vue de son formage, avant retour à vide pour saisir la découpe de dessus suivante ;
    • le dispositif comporte de plus des moyens d'encollage de ladite découpe avant le poste suivant ;
    • il comporte au moins deux magasins et/ou piles de découpes à partir desquels au moins deux découpes du dessus sont saisies pour être encollés et placées l'une sur l'autre pour former une boîte en au moins deux parties ;
    • il comporte plusieurs bras robotisés travaillant en parallèle ;
    • le magasin de découpes comprenant une palette, le plateau élévateur est agencé pour déplacer verticalement ladite palette et les découpes qu'elle supporte jusqu'à un plan d'observation et de prise, et le dispositif comporte des moyens de détection visuelle ;
    • le dispositif comporte un poste de formage par enroulement des découpes autour d'un volume déterminé, par exemple un mandrin.
  • Elle propose aussi un procédé pour la réalisation de boîtes d'emballage à section polygonale à partir d'un dispositif tel que décrit ci-avant.
  • L'invention propose également un procédé pour la réalisation de boîtes d'emballage à section polygonale à partir d'un magasin formé d'au moins une pile verticale de découpes de matière en feuille de carton ou carton ondulé, caractérisé en ce que
    la pile étant verticale, on amène la découpe du dessus de la pile à une hauteur déterminée par le biais d'un élévateur vertical,
    on sépare ladite découpe du reste de la pile par des moyens de pré-dépilage,
    on taque ladite découpe pour la cadrer et la maintenir séparée du reste de la pile en position de préhension,
    on efface les moyens de pré-dépilage,
    on saisit ladite découpe par aspiration à l'aide de moyens de dépilage,
    on déplace ladite découpe à l'aide desdits moyens de dépilage comprenant un bras robotisé,
    on la libère à un poste suivant, par exemple en vue de son formage,
    et on renouvelle le cycle d'étapes ci-dessus avec la découpe de dessus suivante.
  • Avantageusement on maintient la pile en partie haute lorsque la découpe du dessous de la pile a atteint un niveau déterminé, on descend l'élévateur vertical, on met en place automatiquement sur ledit élévateur une nouvelle pile en dessous de la partie restante de la précédente pile, et on remonte l'élévateur vertical pour que la découpe du dessous de la pile en partie haute repose sur la découpe du dessus de la nouvelle pile, pour garantir la continuité du dépilage.
  • Egalement avantageusement l'invention propose un procédé dans lequel on utilise plusieurs bras robotisés à travailler en parallèle et/ou on mesure télémétriquement la position (pi) de la découpe du dessus en calculant la trajectoire des moyens dépilage en fonction de cette position et en commandant les moyens de dépilage entre la position de saisie et la position de positionnement sur un poste de travail déterminé comme par exemple un mandrin, en calculant pendant le temps masqué des déplacements la trajectoire pour la position suivante (pi + 1) de découpe et on renouvelle l'opération pour chacune des découpes qui suivent.
  • Avantageusement on taque la découpe à l'aide d'un premier jeu de griffes à une hauteur X de référence de la pile et on sépare la découpe du dessus d'après la découpe suivante par un second jeu de griffes à une hauteur Y situé à une distance en hauteur comprise entre 1 et 20 mm de la référence X.
  • Avantageusement on aide au décollement de la découpe du dessus par soufflage d'air rasant sur le dessus de la découpe.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs.
  • Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :
    • La figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée et partielle d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
    • Les figures 1A, 1B et 1C illustrent les étapes suivantes de formation d'une boîte avec une partie du dispositif de la figure 1.
    • Les figures 2 à 6 montrent des vues latérales des moyens d'avancée, des moyens de pré-dépilage et des moyens de dépilage d'une pile, selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici.
    • Les figures 7A et 7B sont des vues schématiques en coupe illustrant un autre mode de réalisation des moyens de taquage selon l'invention.
    • Les figures 8A et 8B montrent schématiquement une vue latérale et une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, à deux piles de découpes.
    • Les figures 9, 9A et 9B illustrent successivement un ensemble de découpes séparées, accolées puis formées en une boîte à l'aide d'une machine selon un mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 10 est une vue en plan d'un autre mode de réalisation de découpe utilisable avec l'invention.
    • Les figures 11 à 13 montrent partiellement et schématiquement, en perspective axonométrique, les étapes principales de mise en oeuvre du dispositif des figures 8A et 8B à partir des découpes décrites en référence aux figures 9,9A, pour former la boîte de la figure 9B.
  • Les figures 1, 1A, 1B et 1C montrent en tout ou en partie schématiquement un dispositif 1 de formation d'une boîte 2 à partir d'au moins un magasin 3 à niveau constant de stockage d'une pile 4 de découpes 5 en carton ondulé, comprenant des moyens 6 d'avancée de la pile au fur et à mesure de son dépilage et des moyens 7 de dépilage des découpes par aspiration.
  • La pile 4 de découpes étant verticale, les moyens d'avancée comportent un plateau élévateur 8 (schématisé en traits mixtes) de la pile verticalement jusqu'à un plan 9 de prise de la découpe du dessus.
  • Le dispositif 1 comprend des moyens 10 de pré-dépilage, là encore symbolisés en traits mixtes sur la figure 1, et qui vont être plus particulièrement détaillés en référence aux figures 2 à 6.
  • Les moyens 7 de dépilage comprennent un système 11 formé par un bras en partie horizontale 12 muni par exemple de trois branches parallèles d'alimentation en air comprimé et de positionnement de six ventouses (deux par branche) de préhension 13 par aspiration, connues en elles-mêmes.
  • Le bras est déplaçable horizontalement par exemple par le biais d'une chaine et/ou de moteurs électriques (non représentés), entre la position de préhension des découpes au-dessus du magasin et l'étape suivante, par exemple d'enroulage autour d'un mandrin 14, après encollage par des pistolets 15 de colle liquide sous pression du type connu sous la dénomination anglo-saxonne « hot melt », la boîte étant formée par mise en compression sur le mandrin par des moyens presseurs 16 (plaque pousseuse inférieure 17, déployable verticalement, vérins pousseurs latéraux 18 etc... ).
  • Dans l'exemple plus particulièrement décrit ici, la découpe 5 comporte huit volets, à savoir quatre volets principaux 19 séparés par des petits volets intermédiaires 20 formant coins coupés et terminés par une languette 21 de collage sur le volet intermédiaire d'extrémité.
  • Les volets sont munis de part et d'autre et de façon connue de rabats 22 destinés à former les fonds et dessus de la boîte 2.
  • Dans la suite de la description on utilisera les mêmes numéros de références pour désigner les mêmes éléments ou des éléments similaires.
  • Les figures 2 à 6 montrent plus précisément en vue latérale les moyens 6 d'avancée de la pile 4, et les moyens 10 de pré-dépilage selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici.
  • Les moyens 6 d'avancée de la pile comporte un plateau élévateur 8, par exemple formé par deux cornières 23 de soutien horizontal de la dernière découpe du fond de la pile 4, et un vérin 24 pousseur verticalement, commandé par un automate 25 autorisant une remontée du plateau programmé au fur et à mesure de l'enlevage des découpes, contrôlé par des moyens 26 optiques de mesure.
  • Plus précisément ces moyens optiques sont associés de façon connue en elle-même à des moyens 27 de mesure télémétrique de type lecteur laser de la position p(i) de la découpe 28 du dessus et des moyens 29 de calculs (microprocesseur) de la trajectoire des moyens 7 de dépilage en fonction de ladite position (pi)agencés pour commander le déplacement des moyens de dépilage entre une position de saisie (plan 9) de la découpe, et une position de positionnement sur un poste de travail déterminé, et pour calculer pendant le temps de déplacement (en temps masqué) la trajectoire pour la position suivante (pi + 1) de découpe et ainsi de suite.
  • Le diagramme des temps suivis est par exemple du type suivant :
    • Initialisation avec choix des valeurs de décalage selon un format stocké en base de données,
    • déplacement du bras robotisé à la référence du magasin et en fonction des décalages du format,
    • lecture par télémétrie de la position initiale s'il y a lieu et/ou calcul de la position initiale,
    • calcul de la trajectoire aller
    • retaquage sur la référence du magasin de découpes,
    • une fois la position atteinte, calcul puis descente sur la découpe selon des valeurs prédéterminées ou suivant des valeurs qui sont mesurées grâce à la télémétrie,
    • mise sous vide des ventouses pour aspirer la découpe,
    • exécution de la trajectoire puis s'il y a eu lecture de la hauteur de télémétrie,
    • calcul de la trajectoire retour et sinon retrait des paramètres de la trajectoire dans la base de données,
    • arrêt du vide pour larguer la découpe à l'endroit adéquat,
    • exécution de la trajectoire de retour,
    • et recommencement du cycle.
  • Les moyens 10 de pré-dépilage comprennent un bras robotisé horizontal 30 muni d'au moins quatre ventouses 31 de préhension de la découpe 28, le bras étant fixé à une tige 32 verticale excentrée par rapport à la pile, disposée à côté de cette dernière.
  • La dite tige 32 est guidée et fixée par un manchon 33 à une chaine 34 d'actionnement entre une position 35 (en trait mixte sur la figure 2) de préhension, une position 36 (figure 3) d'échappement de la découpe au-dessus de moyens 37 de taquage, une position 38 (figure 4) de dépose de la découpe sur lesdits moyens 37 de taquage pour préhension dans le plan 9, et une position 39 (figure 5) d'échappement en hauteur et latéral permettant au moyen 7 de dépilage de venir prendre la découpe 28 taquée.
  • Plus précisément les moyens 37 de taquage comprennent de part et d'autre du volume occupé par la pile 4 de découpes mobiles verticalement, deux goulottes 40, par exemple formées par deux tubes présentant une coupe transversale en forme de C dont l'ouverture des branches est située du côté de la pile et dans laquelle sont montés mobiles en translation parallèlement aux branches du C, respectivement au moins deux taquets 41 coulissants formés par des languettes métalliques munies en partie supérieure 42 d'un ergot 43 de butée de la périphérie 44 du flan 28, pour le cadrer précisément et le maintenir sur lesdits taquets en position de butée une fois ceux-ci déplacés de leur position d'échappement (trait mixte 45).
  • Les taquets 41 sont par exemple activés par un système de petits vérins avec ressorts de rappel (non représentés) pour remise en position d'échappement nominale au repos.
  • Ils sont commandés par l'automate 25 pour déplacer lesdits taquets entre leur position de butée et leur position d'échappement.
  • Au fur et à mesure du fonctionnement des moyens de pré-dépilage et dépilage, la pile 4 de découpes se vide et le plateau formé par les cornières 23, qui supporte la dernière découpe 46, monte. Il arrive un moment où il se trouve dans une position telle que peuvent automatiquement se déclencher les moyens 47 de maintien en partie haute de la pile.
  • Ces moyens sont par exemple constitués par des taquets 48 libres pivotant entre une position 49 (cf. figures 2 à 5) de glissement le long du bord 50 de la pile de découpe et une position 51 (cf. figure 6) de soutien du fond de la pile sous l'effet de la gravité.
  • Plus précisément les moyens 47 de maintien comprennent les taquets 48 formés par une pièce libre et/ou folle en rotation par rapport à un axe 52 solidaire d'une tige 53 de réglage en hauteur fixée au châssis 54 du dispositif.
  • Les taquets présentent un ergot 55 d'extrémité agencé pour glisser le long du bord de la pile.
  • L'ergot 55 présente par exemple une section sensiblement triangulaire formant une pointe 56 de contact avec le bord de la pile.
  • Lorsque la pointe de l'ergot 55 n'est plus en contact avec le bord de la pile, parce que celle-ci est trop haute, ledit bord n'est plus retenu et le taquet pivote autour de son axe 52 par gravité.
  • Il est alors agencé pour se placer dans une position 57 de butée horizontale sur laquelle la dernière découpe 46 peut venir reposer libérant le plateau formé par les cornières 23.
  • Il est alors possible de le redescendre en actionnant le vérin pousseur verticalement jusqu'à sa position basse initiale. On peut ensuite remettre en place sur ledit plateau une nouvelle pile de découpes par exemple en la poussant à partir d'une palette.
  • Il suffit alors de remonter la pile jusqu'à ce qu'elle vienne en contact avec les ergots 55, qui vont alors pivoter jusqu'à ce que la dernière découpe du reste de pile du dessus vienne en contact avec la première découpe de la pile du dessous.
  • On reconstitue ainsi en totalité une pile sans rupture de charge pour fabriquer des boîtes selon l'invention.
  • On a représenté sur les figures 7A et 7B un autre mode de réalisation des moyens 58 de taquage de la découpe 59 de dessus.
  • Ils comprennent un premier jeu de griffes 60 à une hauteur X de référence de la pile et un second jeu de griffes 61 à une hauteur Y situé à une distance en hauteur d comprise entre 1 et 20 mm de la référence X, pour séparation de la découpe de dessus 59 avec la découpe suivante 62.
  • Ce jeu de griffes fonctionne de la façon suivante.
  • Lorsque la découpe du dessus 59 de la pile arrive en contact avec le premier jeu de griffes celui-ci s'échappe vers l'extérieur (flèche 63). La découpe peut alors monter poussée par le vérin 24 et venir se positionner entre les deux jeux de griffes. Puis le premier jeu de griffes 60 se remet en place comme montré sur la figure 7B, ce jeu étant dimensionné et taillé pour venir s'insérer automatiquement entre les deux découpes successives.
  • La découpe du dessus 59 est ainsi isolée tout en étant taquée entre deux tiges 63 de contrôle/recadrage des découpes, également ajustable en translation par rapport à la pile.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention le dispositif comporte également des moyens 64 d'aide au décollement de la découpe du dessus par soufflage d'air rasant 65 sur le dessus de la pile.
  • Ici l'air soufflé est injecté par des buses 66 inclinées par rapport à la surface de la découpe du dessus à une pression comprise entre 1 bar et 2 bars relatifs.
  • On a représenté sur les figures 8A et 8B en vue latérale et en vue de dessus, schématiquement, un mode de réalisation d'un dispositif 67 selon l'invention comprenant ici deux piles verticales 68, 69 de découpes (avec les piles 68', 69' en attente pour éviter les ruptures de charges), un bras robotisé 70 de déplacement d'une première découpe 71 issue de la pile 68, à un poste suivant 72, d'assemblage par exemple formé par un système 73 de préhension par ventouses puis ensuite basculement comme cela va être détaillé par la suite en référence aux figures 11 à 13.
  • L'autre pile de découpes 69 est quant à elle vidée par le biais d'un autre bras robotisé (non représenté), qui va permettre la formation de l'emballage 74 en deux parties de la figure 9B, obtenu donc à partir des découpes 75 et 76 (cf. figure 9 et 9A) pour encollage de la première découpe 75 sur la deuxième découpe 76 pour former l'ensemble 77 et montage autour d'un mandrin 78.
  • Il y a donc ici deux bras robotisés travaillant en parallèle qui vont permettre d'obtenir la boîte 74 après enrobage autour d'un mandrin.
  • Dans ce mode de réalisation la découpe 75 est formée de trois volets rectangulaires 80 reliés entre eux par des lignes de pliage parallèles 81 et munis de part et d'autre de rabats rectangulaires 82 de façon connue en elle-même pour former le couvercle et le fond de l'emballage.
  • La découpe 76 est quant à elle formée de façon similaire mais pour constituer une barquette inférieure.
  • Il est également possible de n'utiliser qu'une seule découpe 83 comme représenté sur la figure 10. Dans ce cas, une seule pile de découpes est mise en oeuvre.
  • On a représenté sur les figures 11, 12 et 13 de façon plus précise le système de formation de la boîte avec les deux découpes 75, 76, à partir des deux piles 68, 69 alimentées par les deux magasins parallèles verticaux à niveau constant 84, 85 du type décrit ci-avant par exemple en référence aux figures 2 à 6.
  • On va maintenant décrire la mise en oeuvre du procédé et du dispositif selon l'invention en faisant plus particulièrement référence aux figures 2 à 6 et 11 à 13.
  • A partir des deux magasins 84 et 85 comprenant respectivement les piles verticales 68 et 69 de découpes, on amène la découpe du dessus 38 de chaque magasin à une hauteur déterminée (figure 2, figure 11), on taque lesdites découpes pour les cadrer et les maintenir séparées du reste de la pile par les moyens de pré-dépilage (figure 4), puis après effacement des moyens de pré-dépilage, on saisit (figure 5, figure 12) les découpes par aspiration à l'aide des moyens de dépilage qui sont eux-mêmes solidaires d'une partie fixe 86 par le biais de deux systèmes 87 et 88 qui vont permettre le déplacement des découpes ainsi saisies au poste d'assemblage 72.
  • Plus précisément le système 87 comprend deux bras articulés 89 et 90, permettant d'amener d'un seul mouvement, après arrachage de la découpe, celle-ci à son poste d'assemblage, pendant que simultanément le système 88 vient soulever (flèche 91) par vérin vertical 92 la découpe de la pile 69 puis la déposer horizontalement (flèche 93) par un chariot 94 mobile le long de la poutre 86 à son poste de dépose avant descente en position (flèche 95) sur la découpe 75 pour former l'ensemble 77 après encollage (non représenté) sur leur trajet respectif de façon connue en elle-même.
  • L'ensemble 77 est ensuite transféré (flèche 96) vers le poste d'assemblage 97 par exemple autour d'un mandrin 98.
  • Comme présenté sur les figures, et lorsque la découpe inférieure des piles dépassent un certain niveau, l'automate détecte le basculement des taquets, de façon connue en elle-même.
  • Sans arrêter le dispositif, qui continue à vider les piles au-dessus desdits taquets, le chariot 24 redescend, et se met en position pour recevoir la pile (68', 69') en attente.
  • Celle-ci est alors poussée (flèches 99) de façon connue et automatiquement pour se positionner sous le reste de pile précédente.
  • Puis la nouvelle pile est remontée pour s'intégrer au reste de la pile précédente, évitant de ce fait toute rupture de cadence dans la formation des boîtes.

Claims (22)

  1. Dispositif (1) de formation d'une boîte d'emballage (2, 74) à partir d'au moins un magasin (3) de stockage d'une pile (4,68, 69) de découpes en carton ondulé, comprenant des moyens (6) d'avancée de la pile au fur et à mesure de son dépilage et des moyens (7) de dépilage des découpes par aspiration, la pile de découpes étant verticale, les moyens (6) d'avancée de la pile comportent un plateau (8) élévateur de la pile verticalement jusqu'à un plan (9) de prise pour la découpe (28) du dessus, caractérisé en ce que le dispositif comporte
    des moyens (27) de repérage en X, Y, Z de la position (pi) de la découpe (28) du dessus dans le magasin, lesdits moyens de repérage comportant des moyens (27) de mesure télémétrique de la position (pi) de la découpe (28) du dessus,
    et des moyens (29) de calcul de la trajectoire en x, y, z, comportant une composante verticale, des moyens de dépilage en fonction de la dite position (pi) agencés pour commander le déplacement desdits moyens de dépilage entre une position de saisie (9) de la découpe et une position de positionnement sur un poste de travail déterminé également repéré en X, Y, Z,
    lesdits moyens de calcul étant agencés pour calculer pendant le temps de déplacement la trajectoire pour la position suivante (pi+1) de découpe et ainsi de suite.
  2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que y est égal à 0.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens (10) de pré-dépilage agencés pour séparer la découpe du dessus du reste de la pile et des moyens (37, 58) de taquage de ladite découpe pour la cadrer et la maintenir séparée du reste de la pile en position de préhension par les moyens de dépilage après effacement des moyens de pré-dépilage.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que il comporte des moyens de maintien (47) en partie haute de la pile lorsque la découpe du dessous de la pile a atteint un niveau déterminé et des moyens de mise en place automatique d'une nouvelle pile en dessous de la partie restante de la précédente pile, propre à garantir la continuité du dépilage.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (47) de maintien en partie haute comprennent des taquets (48) libres pivotant entre une position de glissement le long du bord (50) la pile de découpes et une position (51) de soutien du fond de la pile sous l'effet de la gravité.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (58) de taquage comprennent un premier jeu de griffes (60) à une hauteur X de référence de la pile et un second jeu de griffes (61) à une hauteur Y situé à une distance en hauteur comprise entre 1 et 20 mm de la référence X, pour séparation de la découpe de dessus d'avec la découpe suivante.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte des moyens (64) d'aide au décollement de la découpe du dessus du reste de la pile, par soufflage d'air rasant sur le dessus de la découpe.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'air soufflé est injecté par des buses (66) inclinées par rapport à la surface de la découpe du dessus à une pression comprise entre 1 et 2 bars relatifs.
  9. Dispositif de formation d'une boîte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (7) de dépilage comportent un système embarqué
    muni d'un bras (70, 87, 88) robotisé de déplacement de ladite découpe à un poste suivant, en vue de son formage, avant retour à vide pour saisir la découpe de dessus suivante.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que il comporte de plus des moyens (15, 16) d'encollage de ladite découpe avant le poste suivant.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte au moins deux magasins et/ou piles (68, 69) de découpes à partir desquels au moins deux découpes (70, 71) du dessus sont saisies pour être encollés et placées l'une sur l'autre pour former une boîte en au moins deux parties.
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que il comporte plusieurs bras (87, 88) robotisés travaillant en parallèle.
  13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le magasin de découpes comprenant une palette,
    le plateau élévateur est agencé pour déplacer verticalement ladite palette et les découpes qu'elle supporte jusqu'à un plan d'observation et de prise, et en ce qu'il comporte des moyens de détection visuelle.
  14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que il comporte un poste (97) de formage par enroulement des découpes autour d'un volume déterminé.
  15. Procédé pour la réalisation de boîtes d'emballage à section polygonale à partir d'un magasin formé d'au moins une pile verticale de découpes de matière en feuille de carton ou carton ondulé, caractérisé en ce que on
    mesure télémétriquement la position (pi) de la découpe du dessus, on calcule la trajectoire des moyens de dépilage en fonction de la dite position (pi) et on commande le déplacement desdits moyens de dépilage entre une position de saisie de la découpe et une position de positionnement sur un poste de travail déterminé, en calculant pendant le temps de déplacement la trajectoire pour la position suivante (pi+1) de découpe et ainsi de suite.
  16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que
    la pile étant verticale, on amène la découpe du dessus de la pile à une hauteur déterminée,
    on sépare ladite découpe du reste de la pile par des moyens de pré-dépilage,
    on taque ladite découpe pour la cadrer et la maintenir séparée du reste de la pile en position de préhension,
    on efface les moyens de pré-dépilage,
    on saisit ladite découpe par aspiration à l'aide de moyens de dépilage,
    on déplace ladite découpe à l'aide desdits moyens de dépilage comprenant un bras robotisé,
    on la libère à un poste suivant,
    et on renouvelle le cycle d'étapes ci-dessus avec la découpe de dessus suivante.
  17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que on maintient la pile en partie haute lorsque la découpe du dessous de la pile a atteint un niveau déterminé, on descend l'élévateur vertical, on met en place automatiquement une nouvelle pile en dessous de la partie restante de la précédente pile, et on remonte l'élévateur vertical pour que la découpe du dessous de la pile en partie haute repose sur la découpe du dessus de la nouvelle pile, pour garantir la continuité du dépilage.
  18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que il comporte plus de trente cycles par minutes.
  19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que on utilise plusieurs bras robotisés travaillant en parallèle.
  20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que on taque la découpe à l'aide d'un premier jeu de griffes à une hauteur X de référence de la pile et on sépare la découpe de dessus d'avec la découpe suivante par un second jeu de griffes à une hauteur Y situé à une distance en hauteur comprise entre 1 et 20 mm de la référence X.
  21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisé en ce que on aide au décollement de la découpe du dessus du reste de la pile, par soufflage d'air rasant sur le dessus de la découpe.
  22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisé en ce que on forme la boîte à un poste de formage par enroulement des découpes autour d'un volume déterminé.
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