PROCEDE ET INSTALLATION DE DEPOSE DE PRODUITS INDIVIDUELS SUR DES SUPPORTS PLANS ALVEOLES NON INDEXES
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au secteur technique de l'emballage automatique haute cadence de produits dans des supports plans alvéolés.
Par supports plans alvéolés, on entend notamment des supports par exemple du type barquette, comprenant une pluralité d'alvéoles de réception de produits. Les alvéoles se présentent notamment sous la forme d'empreintes de formes complémentaires aux produits à emballer, et sont ménagées dans les supports plans. Un support plan peut comprendre une pluralité d'alvéoles de même forme, chacune destinée à recevoir un même produit, ou bien des séries d'alvéoles différentes, chacune des séries étant destinée à recevoir une série de produits de formes différentes.
La présente invention concerne un procédé et une installation d'emballage de produits individuels consistant à prendre automatiquement, un à un, les produits à emballer, et à les déposer dans l'alvéole correspondante avec des cadences industrielles.
L'invention trouve une application avantageuse, par exemple, dans le domaine de l'emballage de chocolats ou de biscuits.
ART ANTERIEUR
Il est connu de l'état de la technique de mettre en œuvre des procédés et installations pour déposer au moins deux produits individuels dans au moins deux alvéoles distinctes. Les alvéoles se présentent sous la forme d'empreintes complémentaires aux produits, et sont ménagées sur un support plan. Dans ledit procédé, les produits à déposer sont acheminés, d'une manière irrégulière et avec des orientations aléatoires, vers le champ d'action d'un système poly-articulé de manipulation. On entend par système poly-articulé, un robot au moins quatre axes programmé, bien connu de l'état de la technique. Le support plan est, quant à lui, convoyé vers le champ d'action du système poly-articulé avec une orientation prédéfinie. Le support plan est notamment indexé mécaniquement en orientation par rapport aux moyens de convoyage mis en œuvre.
Le procédé comprend en outre les étapes consistant à localiser le premier produit individuel, en position et en orientation, et à le saisir par l'intermédiaire du système poly- articulé.
Le procédé comprend ensuite les étapes consistant à localiser, en position, un support plan alvéolé, et à déposer le premier produit saisi dans une alvéole du support plan. Le support plan est indexé mécaniquement en orientation, par l'intermédiaire de guides par exemple, de sorte que la dépose du produit n' entraine aucun décalage du support plan. La position de l'alvéole suivante est ainsi déjà paramétrée et connue.
En ce qui concerne le deuxième produit à déposer, le procédé comprend les étapes consistant à localiser ledit deuxième produit individuel, en position et en orientation, et à le saisir par l'intermédiaire du système poly- articulé.
Ensuite, le deuxième produit est déposé dans l'alvéole suivante dont la position est déjà connue car le support plan est indexé en orientation par rapport aux moyens de convoyage.
Ce procédé permet de déposer rapidement et efficacement, dans des alvéoles de supports plans préalablement connus, une pluralité de produits individuels acheminés d'une manière irrégulière et avec des orientations aléatoires, vers le champ d'action d'un système poly- articulé de manipulation.
Cependant, le procédé décrit ci-dessus ne donne pas entière satisfaction en ce qu'il nécessite des outillages, des temps de réglage et des temps d'arrêts relativement importants lorsqu'il devient nécessaire de changer les références de supports plans.
En effet, lors de leurs mises en place, les nouveaux supports plans doivent être indexés en orientation, et ceux-ci ne sont généralement pas compatibles avec les moyens d'indexation des précédents supports plans. Le temps d'arrêt du procédé nécessaire pour régler mécaniquement l'indexation des nouveaux supports plans est alors relativement long.
Le procédé de l'état de la technique peut également être encore amélioré en termes de cadences.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention a pour objectif de proposer un procédé de dépose de produits individuels sur des supports plan alvéolés qui donne entière satisfaction en termes de performances, notamment en termes de cadences de dépose. Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé qui permet de saisir, à hautes cadences, des produits non séparés entre eux, c'est-à-dire en contact, ou bien se chevauchant.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé qui ne nécessite aucun outillage mécanique lorsque les références de supports plans changent et donc aucun temps de réglage.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé qui ne nécessite pas, ou peu d'arrêts lors dudit changement de référence.
En d'autres termes, l'invention vise à fournir un procédé plus performant et proposant un meilleur rendement de dépose que les homologues de l'état de la technique.
Pour résoudre les problèmes précités, il a été mis au point un procédé de dépose de produits individuels dans des alvéoles distinctes de formes complémentaires aux produits et ménagées sur un support plan. Les produits à déposer sont acheminés d'une manière irrégulière et avec des orientations aléatoires, vers un champ d'action d'un système poly- articulé de manipulation. Selon l'invention, le procédé comprend :
- une première étape consistant à acheminer un support plan vers le champ d'action du système poly-articulé, d'une manière non indexée mécaniquement en orientation, ledit support plan étant uniquement posé sur un banc de convoyage ;
- une seconde étape consistant à localiser un produit individuel à saisir, en position et en orientation, par l'intermédiaire d'un premier système de vision 2D ou 3D assujetti audit système poly-articulé ;
- une troisième étape consistant à saisir, dans le champ d'action du système poly-articulé, le produit localisé par l'intermédiaire dudit système poly-articulé ;
- une quatrième étape consistant à localiser, dans le champ d'action du système poly- articulé et en temps masqué par rapport à la saisie du produit, une alvéole vide du support
plan destinée à recevoir le produit individuel saisi, en position et en orientation, par l'intermédiaire d'un deuxième système de vision 2D ou 3D ;
- une cinquième étape consistant à déposer le produit saisi dans l'alvéole localisée ;
- une sixième étape consistant à localiser, en temps masqué par rapport à la dépose du produit, un autre produit individuel à saisir, en position et en orientation, par l'intermédiaire du premier système de vision 2D ou 3D.
Ledit procédé est repris à la troisième étape et poursuivi autant de fois que nécessaire, en fonction du nombre d'alvéoles à remplir.
De cette manière, le procédé permet de saisir et de déposer, un à un, des produits dans des alvéoles d'un support plan. Lorsque le support plan a reçu tous les produits qu'il devait recevoir, un autre support plan est acheminé de la même manière, c'est-à-dire sans être indexé mécaniquement en position et en orientation, vers le champ d'action du système poly-articulé pour recevoir des produits.
Un ou plusieurs supports plans non indexés peuvent être présents en même temps dans le champ, de prise de vue du deuxième système de vision, et d'action du système poly- articulé.
Les supports plans ne sont pas indexés mécaniquement en position et en orientation par rapport aux moyens de convoyage, de sorte que lorsque le système poly-articulé dépose un produit, ledit support plan est susceptible de se décaler, et son orientation est susceptible de changer. Pour pallier à ce phénomène, le procédé selon l'invention a prévu la quatrième étape consistant à localiser, dans le champ d'action du système poly-articulé, en position et en orientation, et en temps masqué par rapport à chaque saisie d'un produit, l'alvéole suivante destinée à recevoir ledit produit saisi. De cette manière, même si l'orientation du support plan est changée entre deux déposes de produits, le système poly-articulé s'adapte automatiquement, en temps réel et de façon réflexe, et dépose le produit correctement dans l'alvéole toujours préalablement localisée.
L'alvéole de réception d'un produit est localisée, en position et en orientation, avant chaque dépose dudit produit, de sorte que le système est apte à s'adapter à tout changement de situation, tel qu'un changement d'orientation du support plan, ou bien notamment un changement de référence de support plan.
Cette étape de localisation, en position et en orientation, de l'alvéole de réception est relativement rapide et ne ralentie pas le procédé de dépose de produits car elle est effectuée en temps masqué et de façon réflexe par rapport à la saisie du produit à déposer. Lorsque les références des produits à déposer, et/ou des supports plans changent, aucun outillage ni réglage mécanique n'est nécessaire. La nouvelle référence de supports plans est simplement posée sur les moyens de convoyage, sans indexation particulière, et le procédé continu sont cours. Le système poly-articulé est programmé pour saisir et déposer une référence de produit en fonction d'une alvéole correspondante. Lorsque les références sont changées, soit le programme prend déjà en compte cette nouvelle référence, soit il suffit simplement de lancer un nouveau programme qui prendra en compte cette nouvelle référence. Le temps d'arrêt du procédé est relativement court, voire nul, par rapport aux temps d'arrêts nécessaires pour régler l'indexation mécanique des nouvelles références comme c'est actuellement le cas dans les procédés de l'état de la technique.
Le procédé selon l'invention est plus rapide que ceux de l'état de la technique, et permet de réaliser des déposes de produits sur des supports plans alvéolés à des cadences industrielles très rapides. Le rendement est donc optimal. Selon une caractéristique encore plus avantageuse de l'invention, les étapes de localisation d'un produit à saisir peuvent également être réalisées dans le champ d'action du système poly-articulé de manipulation
En effet en réalisant la prise d'image des produits et le traitement de façon réflexe entre deux saisies successives, il est possible de recalculer la nouvelle position d'un produit voisin qui aurait été amené à bouger lors de l'opération de saisie du produit précédant avec lequel il aurait été en contact.
De cette manière, il est possible de prélever un produit qui serait en contact avec ses voisins sans dégrader le déroulement des étapes du procédé, et sans dégrader les performances du système.
Les étapes de localisation sont désynchronisées par rapport aux étapes de saisie. Cela permet notamment de bien réaliser les étapes de localisation en temps masqué par rapport à
lesdites étapes de saisie, et de ne pas perdre de temps lors de la réalisation du procédé. Le rendement est d'autant plus optimal.
Au contraire, l'état de l'art propose d'effectuer cette étape de localisation en amont du champ d'action du système poly-articulé de manière à ne jamais être gêné par la position du bras du système poly-articulé, et également pour disposer de temps de traitement d'image confortable. Les procédés de l'état de la technique ne permettent pas de saisir des produits qui sont en contact, et par conséquent ces procédés nécessitent la mise en œuvre d'une étape supplémentaire consistant à séparer les produits les uns des autres, en amont de la prise d'image, par tout moyen mécanique adapté et souvent spécifique au type de produit.
Le procédé selon l'invention permet donc de s'affranchir de cette étape supplémentaire, et présente ainsi avantageusement une implantation beaucoup plus compacte.
Selon une forme de réalisation particulière du procédé selon l'invention, les supports plans comprennent d'autres alvéoles complémentaires à d'autres références de produits individuels, et sont, après avoir reçu des produits individuels d'une première référence, convoyés dans le champ d'action d'autres systèmes poly-articulés qui reprennent le procédé précédemment décrit avec d'autres références de produits individuels à saisir et à déposer dans lesdites autres alvéoles.
De cette manière il est possible de réaliser de longues lignes de dépose comprenant une pluralité de systèmes poly-articulés, chacun destiné à déposer une référence d'un produit dans un même support plan alvéolé.
L'invention concerne également une installation de dépose de produits individuels dans des supports plans alvéolés, destinée à mettre œuvre le procédé susmentionné. Selon l'invention, l'installation comprend :
- un système poly-articulé de manipulation apte à saisir et à déposer un produit dans un champ d'action ;
- un premier banc de convoyage apte à convoyer, vers le champ d'action du système poly- articulé, une pluralité de produits individuels d'une manière irrégulière et avec des orientations aléatoires ;
- un premier système de vision assujetti au système poly-articulé et agencé pour localiser, en position et en orientation et en temps masqué par rapport à chaque dépose d'un produit, un produit disposé sur le premier banc de convoyage ;
- un deuxième banc de convoyage apte à convoyer, vers le champ d'action du système poly-articulé, des supports plans non indexés mécaniquement en orientation et comprenant des alvéoles de formes complémentaires aux produits individuels, et ;
- un deuxième système de vision assujetti au système poly-articulé et agencé pour localiser, dans le champ d'action du système poly-articulé, en position et en orientation, et en temps réel et masqué par rapport à chaque saisie d'un produit, l'alvéole correspondante du support plan destinée à recevoir le produit saisi.
Selon une forme de réalisation particulière de l'installation selon l'invention, le premier système de vision est agencé pour localiser un produit dans le champ d'action du système poly-articulé.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique vue de dessus d'une installation destinée à mettre en œuvre le procédé de dépose selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique similaire à celle de la figure 1, l'installation comprenant une pluralité de systèmes poly-articulés ; la figure 3 est une représentation schématique du procédé de dépose selon l'invention. EXPOSE DETAILLE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, l'installation (1) de dépose de produits individuels (2) dans des supports plans alvéolés (3), selon l'invention, comprend tout d'abord un système poly- articulé (4) de manipulation de produits individuels (2), à au moins quatre degrés de liberté.
Ce système poly-articulé (4) est notamment destiné à saisir, dans un champ d'action (5), un à un, des produits (2) préalablement localisés, en position et en orientation, et à les déposer dans une alvéole (3a) correspondante préalablement localisée, en position et en orientation, d'un support plan (3) convoyé dans ledit champ d'action (5) du système poly-articulé (4).
Les supports plans (3) sont, par exemple, du type barquette, et comprennent une pluralité d'alvéoles (3a) de formes complémentaires aux produits (2) à recevoir.
Un support plan (3) peut comprendre une pluralité d'alvéoles (3a) de mêmes formes, chacune destinée à recevoir un même produit (2), ou bien des séries d'alvéoles (3a) différentes, chacune des séries étant destinée à recevoir une série de produits (2) de formes différentes.
L'installation (1) comprend par ailleurs, un premier banc de convoyage (6) apte à convoyer, vers le champ d'action (5) du système poly-articulé (4), une pluralité de produits individuels (2), d'une manière irrégulière et avec des orientations aléatoires.
Un premier système de vision (7) est assujetti au système poly-articulé (4), et est destiné à localiser un produit (2), en position et en orientation, et en temps masqué par rapport à chaque dépose d'un produit (2), disposé sur le premier banc de convoyage (6) pour permettre audit système poly-articulé (4) de saisir avec une orientation déterminée ledit produit (2) localisé.
Ce premier système de vision (7) comprend, par exemple, au moins une caméra munie d'un système d'éclairage. Cette caméra est une caméra du type à deux dimensions et bien connue de l'homme du métier. Le principe consiste à prendre une ou plusieurs images des produits (2) à saisir. La caméra visionne dans un plan, celui du premier banc de convoyage (6), et enregistre des images desdits produits (2) à saisir, vue de dessus. Les images sont ensuite numérisées pour être utilisables par un logiciel de traitement d'image qui détermine la position et l'orientation du produit (2) à saisir, en fonction d'un repère lié au système poly-articulé (4). Le traitement de l'image ayant été réalisé, les coordonnées du produit (2) sont envoyées au système poly-articulé (4) qui est apte à le saisir, dans une orientation définie pour le déposer de façon optimale dans une alvéole (3a). D'une manière avantageuse, la localisation du produit (2) à saisir est effectuée dans le champ d'action (5) du système poly-articulé (4) pour permettre de réaliser cette étape entre deux saisies
successives et de recalculer ainsi la nouvelle position d'un produit voisin qui aurait été amené à bouger lors de l'étape de saisie du produit précédant avec lequel il aurait été en contact. Cette opération réflexe est réalisée de façon rapide en temps masqué par rapport à chaque dépose de produit (2).
Le système poly-articulé (4) est apte à saisir un produit (2) et comprend à cet effet des moyens de préhension bien connus de l'état de la technique. Ces moyens de préhension sont à définir selon la nature des produits (2) à saisir, et peuvent se présenter sous la forme de ventouses par exemple.
L'installation (1) comprend ensuite un deuxième banc de convoyage (8) apte à convoyer, vers le champ d'action (5) du système poly-articulé (4), des supports plans alvéolés (3) non indexés mécaniquement en orientation. Un deuxième système de vision (9) est assujetti au système poly-articulé (4) et est destiné à localiser, dans le champ d'action (5) du système poly-articulé (4), en position et en orientation, et en temps masqué par rapport à chaque saisie de produit (2), l'alvéole (3a) destinée à recevoir le produit (2) saisi, pour permettre audit système poly-articulé (4) de déposer le produit (2) saisi dans l'alvéole (3a) localisée. Ce deuxième système de vision 2D ou 3D (9) est dans l'ensemble similaire au premier système de vision 2D ou 3D (7) et est bien connu de l'état de la technique.
A chaque dépose d'un produit (2), l'alvéole (3a) de réception correspondante est localisée en temps masqué par rapport à la saisie dudit produit (2). Ainsi, l'inconvénient lié à la possibilité de décalage du support plan (3) lors de la dépose d'un produit (2) précédent est supprimé. Le système poly-articulé (4) s'adapte automatiquement. De même, lorsque les références des produits (2) à déposer et/ou des supports plans (3) changent, le système poly-articulé (4) s'adapte automatiquement et le procédé ne nécessite aucun arrêt pour des réglages mécaniques.
En référence à la figure 2, une telle installation (1) peut notamment comprendre plusieurs systèmes poly-articulés (4) pour effectuer les opérations de saisie et de dépose de plusieurs références de produits (2) dans un support plan (3) muni de plusieurs alvéoles (3a) différentes. Dans cette configuration, chaque système poly-articulé (4) comprend un premier banc de convoyage (6) lui acheminant une référence de produits (2) à saisir. Le
deuxième banc de convoyage (8) qui achemine les supports plans (3) est le même pour tous les systèmes poly-articulés (4). Les supports plans (3) passent ainsi successivement dans le champ d'action (5) de chaque système poly-articulé (4). Chaque système poly-articulé (4) est assujetti à un premier (7) et à un deuxième (9) système de vision 2D ou 3D tels que décrits plus haut.
De cette manière il est possible de réaliser de longues lignes de dépose comprenant une pluralité de systèmes poly-articulés (4), chacun destiné à déposer une référence d'un produit (2) dans un même support plan alvéolé (3).
L'installation (1) selon l'invention permet de mettre en œuvre un procédé de dépose de produits individuels (2) dans des supports plans alvéolés (3) plus performant que ceux de l'état de la technique, notamment en termes de rendement, et surtout en termes de changement de références, et de temps d'arrêts de procédé pour de tels changements.
Selon l'invention, et en référence à la figure 3, l'installation permet la mise en œuvre du procédé comprend :
- une première étape (A) consistant à acheminer un support plan (3) vers le champ d'action (5) du système poly-articulé (4), d'une manière non indexée mécaniquement en orientation, ledit support plan (3) étant uniquement posé sur un banc de convoyage (8) ;
- une seconde étape (B) consistant à localiser un produit individuel (2) à saisir, en position et en orientation, par l'intermédiaire d'un premier système de vision 2D ou 3D (7) assujetti audit système poly-articulé (4) ;
- une troisième étape (C) consistant à saisir, dans le champ d'action (5) du système poly- articulé (4), le produit (2) localisé par l'intermédiaire dudit système poly-articulé (4) ;
- une quatrième étape (D) consistant à localiser, dans le champ d'action (5) du système poly-articulé (4) et en temps masqué par rapport à la saisie du produit (2), une alvéole (3a) vide du support plan (3) destinée à recevoir le produit individuel (2) saisi, en position et en orientation, par l'intermédiaire d'un deuxième système de vision 2D ou 3D (9) ;
- une cinquième étape (E) consistant à déposer le produit (2) saisi dans l'alvéole (3a) localisée ;
- une sixième étape (F) consistant à localiser, en temps masqué par rapport à la dépose du produit (2), un autre produit individuel (2) à saisir, en position et en orientation, par l'intermédiaire du premier système de vision 2D ou 3D (7).
Ledit procédé est repris à la troisième étape (C) et poursuivi autant de fois que nécessaire, en particulier, jusqu'à ce que le support plan (3) ait reçu tous les produits individuels (2) qu'il devait recevoir. Le procédé est ensuite repris à la première étape (A). Comme il ressort de ce qui précède, l'invention fournit ainsi une installation (1) et un procédé de dépose de produits individuels (2) sur des supports plans alvéolés (3) donnant entière satisfaction. Plus particulièrement, l'installation (1) et le procédé permettent d'accepter facilement les changements de références de produits (2) à déposer et/ou de supports plans (3). Le procédé et l'installation (1) selon l'invention permettent également de supprimer les outillages, de réduire très nettement les temps d'arrêts du procédé lors de tels changements de références, et donc permettent d'avoir un rendement de dépose optimal. Le rendement est également amélioré par le procédé lui-même qui met en œuvre des étapes réalisées en temps masqué par rapport à d'autres, et en désynchronisant les étapes de localisation et de saisie de produits (2).