EP4784361A1

EP4784361A1 - Unité de conditionnement thermique de préforme avec changement d'organe de préhension robotisé

Info

Publication number: EP4784361A1
Application number: EP24776313.9A
Authority: EP
Inventors: Thierry Lambert; David Gariou; Cyrille SAVARY
Original assignee: Sidel Participations SAS
Current assignee: Sidel Participations SAS
Priority date: 2023-09-28
Filing date: 2024-09-26
Publication date: 2026-08-05
Also published as: CN121941588A; WO2025068366A1; FR3153606B1; FR3153606A1

Abstract

L'invention concerne une unité de conditionnement thermique (16) de préformes (4) comprenant : -une enceinte (23) dans laquelle les préformes sont conditionnées thermiquement; -des sources de rayonnement (22) s'étendant à l'intérieur de ladite enceinte; -un moyen de convoyage (26) s'étendant à l'intérieur de ladite enceinte et comportant des organes de préhension (30) pour déplacer lesdites préformes (4) le long d'un trajet (T) de convoyage dans un plan horizontal (B), caractérisée en ce qu'elle comporte également au moins un robot (19) s'étendant à l'intérieur de ladite enceinte (23), au droit d'au moins une partie dudit trajet (T) de convoyage.

Description

Unité de conditionnement thermique de préforme avec changement d’organe de préhension robotisé

La présente invention concerne une unité de conditionnement thermique d’une machine de fabrication de récipients, notamment des bouteilles en matière thermoplastique, par soufflage ou par étirage-soufflage à partir de préformes préalablement chauffées comportant un robot agencé à l’intérieur de l’enceinte de l’unité de conditionnement thermique permettant ainsi de réaliser des opérations sur cette unité de conditionnement thermique.

La présente invention a trait à l’unité de conditionnement thermique de préformes notamment en matériau thermoplastique pour la fabrication de récipients comprenant :
-une enceinte dans laquelle les préformes sont conditionnées thermiquement ;
-des sources de rayonnement s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte, lesdites sources de rayonnement étant aptes à conditionner thermiquement les préformes ;
-un moyen de convoyage s’étendant à l’intérieur de l’enceinte et comportant des organes de préhension pour déplacer les préformes le long d’un trajet de convoyage dans un plan horizontal et au moins une portion du trajet de convoyage s’étendant au droit des sources de rayonnement

Arrière-plan technique

On connaît de l'état de la technique des installations de fabrication de récipients, en particulier de bouteilles en matière thermoplastique, comportant une unité de conditionnement thermique et une unité de formage notamment par l'injection d'un fluide sous pression dans la préforme.

D’une manière générale, on cherche à réduire la durée pendant laquelle l’installation est arrêtée pour permettre la mise en œuvre notamment d’opérations de maintenance ou d’opérations de changement d’organes personnalisés liés au format des récipients formés, tels que des moules, des organes de préhensions de l’unité de conditionnement thermique, des pinces de transfert.

Tel sera notamment le cas pour lancer la fabrication d'un nouveau récipient. En effet, il est alors nécessaire de procéder à différentes opérations de changement de certains organes personnalisés qui sont associés à une préforme donnée, correspondant elle-même à un récipient à fabriqué.

Cependant, une telle solution n'était pas satisfaisante car la durée totale nécessaire à la réalisation des telles opérations est particulièrement longue et par conséquent coûteuse dès lors que cesse généralement toute fabrication.

Par ailleurs, on connait également la demande de brevet WO201317411 de la demanderesse qui divulgue une installation de fabrication de récipients comportant au moins :

- une unité de conditionnement thermique des préformes qui comporte une première face latérale verticale ; et

- une unité de formage des récipients à partir des préformes conditionnées thermiquement, qui comporte une deuxième face latérale verticale ;

Cette installation comporte au moins un robot qui est agencé en regard de la première face latérale verticale et de la deuxième face latérale verticale pour intervenir sélectivement à travers la première face latérale verticale et/ou à travers la deuxième face latérale verticale afin de pouvoir réaliser des opérations sur l’unité de conditionnement thermique et/ou l’unité de formage.

En d’autres termes, dans cette installation l’agencement du robot permet d’intervenir sur les deux unités sans en modifier l’emplacement.

En revanche, un tel agencement du robot ne permet pas d’avoir des temps d’interventions optimisés et une implantation au sol réduite. Du fait que le robot doit pouvoir accéder à ces deux unités, cela signifie qu’il est positionné à une certaine longueur de l’unité de conditionnement et de l’unité de formage. Il ne peut pas être positionné à proximité d’une unité sans générer un inconvénient pour l’autre unité.

Il existe donc un besoin d’améliorer ces temps d’intervention notamment sur l’unité de conditionnement thermique afin de maintenir des temps de productivité de l’installation acceptable tout en améliorant la compacité de l’installation.

À cet effet, l’invention propose une unité de conditionnement thermique de préformes notamment en matériau thermoplastique pour la fabrication de récipients comprenant :
-une enceinte dans laquelle les préformes sont conditionnées thermiquement ;
-des sources de rayonnement s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte, lesdites sources de rayonnement étant aptes à conditionner thermiquement les préformes ;
-un moyen de convoyage s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte et comportant des organes de préhension pour déplacer lesdites préformes le long d’un trajet de convoyage dans un plan horizontal, au moins une portion du trajet de convoyage s’étendant au droit des sources de rayonnement,
caractérisée en ce qu’elle comporte également au moins un robot s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte, au droit d’au moins une partie dudit trajet de convoyage, et apte à réaliser des opérations sur le moyen de convoyage et/ou sur les organes de préhension et/ou sur les sources de rayonnement.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le robot est agencé dans l’enceinte sous ledit plan horizontal défini par ledit trajet de convoyage.

Cette unité de conditionnement thermique permet de diminuer les temps des opérations notamment de changement de format du fait de l’agencement du rapport au robot par rapport au trajet de convoyage de préhension et avec une empreinte au sol réduite.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, tout ou partie du robot s’étend à l’intérieur du trajet de convoyage.

Cette unité de conditionnement thermique permet au robot d’évoluer sur différentes parties du tronçon et que ce soit pour les organes de préhension positionnés en haut ou en bas par rapport au moyen de convoyage.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le trajet de convoyage fermé comprend au moins : un tronçon dit aller, un tronçon dit retour et deux virages reliant le tronçon aller et le tronçon retour, les sources de rayonnement s’étendant au droit d’au moins un tronçon aller et/ou retour.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le robot est positionné au droit d’un des virages du trajet de convoyage.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, l’enceinte comporte au moins une cloison verticale adjacente au trajet de convoyage.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, l’enceinte comporte une première cloison verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller du trajet de convoyage, se prolongeant par une seconde cloison verticale d’orientation transversale adjacente au virage du trajet de convoyage, se prolongeant par une troisième cloison verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à la première cloison et adjacent au tronçon retour dudit trajet de convoyage.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention comporte au moins un magasin apte à stocker des seconds organes de préhension, le magasin s’étendant à l’intérieur de l’enceinte au droit du robot.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le magasin est agencé parallèlement à l’une des cloisons constituant l’enceinte.

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le robot comporte un bras articulé qui est mobile dans l’enceinte suivant un trièdre (X, Y, Z), le bras comportant au moins trois axes d’articulation suivant le trièdre (X, Y, Z).

Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le robot comporte un bras articulé six axes.

Cette unité de conditionnement thermique permet également de diminuer le temps d’installation et d’implantation de l’unité de conditionnement thermique chez un client. En effet, cette unité de conditionnement contenant le robot est acheminée chez le client en un seul bloc alors que ce n’était pas le cas dans les agencements de l’état de la technique vue précédemment. Le robot et l’unité de conditionnement thermique ne sont pas acheminé en même temps Cette unité de conditionnement thermique permet également de diminuer l’implantation au sol d’une telle unité.

Brève description des figures

. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés que nous décrivons brièvement par la suite.

est une vue générale schématique d’une installation de production de récipients vue de haut et plus particulièrement d’une unité de conditionnement et d’un robot selon l’invention ;

est une vue de détail d’une préforme ;

est une vue en coupe partielle de l’unité de conditionnement thermique selon la coupe A-A de la ;

est une vue en perspective représentant l’implantation d’un robot dans l’enceinte de l’unité de conditionnement thermique ainsi que plusieurs positions du bras articulé dans cette enceinte ;

Description détaillée de l'invention

Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.

On adoptera à titre non limitatif les orientations longitudinale, verticale et transversale en référence au trièdre (L, V, T) représenté sur les figures.

Par convention, les directions longitudinale et transversale sont déterminées de manière fixe par rapport aux dispositifs de moulage de sorte que la position ouverte ou fermée occupée est sans incidence sur lesdites orientations.

On utilisera également à titre non limitatif les termes "avant" et "arrière" en référence à l'orientation longitudinale, ainsi que "supérieur" et "inférieur" en référence à l'orientation verticale et enfin "gauche" ou "droite" et "intérieur" ou "extérieur" en référence à l'orientation transversale.

On a représenté schématiquement à la , une installation 1 de production en série de récipients 2 en matériau thermoplastique à partir de préformes 4.

Dans la suite de la description, les préformes 4 et les récipients 2 se déplacent dans l'installation de production le long d'un trajet de production depuis l'amont vers l'aval. Les préformes 4 sont déplacées en file le long d’un trajet de production par des moyens de convoyage qui seront détaillés par la suite.

De manière non limitative, les récipients sont ici des bouteilles. Le matériau thermoplastique est par exemple ici formé par du polyéthylène téréphtalate, désigné par la suite sous son acronyme "PET".

Une telle préforme 4, en référence à la , présente un axe "X" principal représenté verticalement à la figure. Elle présente un corps 6 cylindrique à paroi 7 tubulaire fermé à l'une de ses extrémités axiales par un fond 8, et qui est ouvert à son autre extrémité par un col 10, lui aussi tubulaire. Le col 10 est délimité vers le bas par une collerette 12 et vers le haut par un bord d'extrémité supérieur appelé buvant 14.

Le col 10 présente généralement sa forme définitive tandis que le corps 6 de la préforme est destiné à subir une déformation relativement importante pour former le récipient 2 final lors d'une étape de formage.

Comme représentée à la , l’installation 1 de fabrication de récipients comprend au moins une unité de conditionnement thermique 16, une unité de formage 18.

L’unité de conditionnement thermique 16 aussi appelée four permet de chauffer une succession de préformes 4 à une température de référence. La température de référence est choisie pour que le corps de chaque préforme en sortie d’unité de conditionnement thermique 16 soit dans un état malléable permettant une déformation du corps 6 de la préforme chauffée afin de former le récipient 2 dans l’unité de formage. La température de référence est comprise entre la température de transition vitreuse et la température de cristallisation de la matière plastique de la préforme. Dans le cas du PET, la température de référence est, par exemple, voisine de 110°. La valeur de la température de référence peut varier en fonction du produit avec lequel le récipient va être rempli ou en fonction de la technique de remplissage du récipient. Ainsi, la température de référence est différente pour un remplissage à chaud ou pour un produit carbonaté par exemple.

Selon le mode de réalisation représenté sur la , l’unité de conditionnement thermique 16 est un four à défilement, dans lequel les préformes 4 sont transportées pour être exposées à une pluralité de sources de rayonnement 22 de chauffage.

A cet effet, l’unité de conditionnement thermique 16 comprend un moyen de convoyage 26 des préformes circulant le long d’un trajet T de convoyage dans une enceinte 23 entre une entrée 25 et une sortie 27 et s’inscrivant dans un plan horizontal B.

Comme représenté à la , le moyen de convoyage 26 comprend une succession d’organes de préhension 30 montées sur une chaine 28 de transport, apte à saisir une préforme notamment par emmanchement de son col.

Le moyen de convoyage 26 comprend, par ailleurs, une première roue 36 de guidage de la chaîne 28 de transport et une deuxième roue 38 de guidage de la chaîne 28 de transport, montées chacune rotative sur un châssis (non représenté) de l’unité de conditionnement thermique autour d'un axe vertical "Z2, Z3" respectif. La chaîne 28 de transport est engrenée autour des deux roues 36, 38 de guidage formant ainsi une boucle fermée. Au moins l'une des deux roues de guidage, dite menante, est entraînée en rotation par un moteur pour mettre en mouvement la chaîne 28 de transport afin de déplacer les organes de préhension le long du trajet T de convoyage. Les roues 36, 38 de guidage tournent ici dans un sens antihoraire, comme cela est indiqué par une flèche de la .

Dans un autre mode de réalisation non représenté, le moyen de convoyage comprend par exemple une succession d’organes de préhension, chacun étant apte à supporter une préforme, montés sur une navette de type moteur linéaire circulant sur une boucle fermée magnétique le long du trajet de convoyage. Le mouvement de chacune de ces navettes étant commandé indépendamment les unes des autres par une unité de contrôle (non représentée).

Au moins une partie de l’organes de préhension 30 est complémentaire aux préformes 4 et notamment aux caractéristiques géométriques du col notamment pour les saisir par emmanchement.

Les préformes circulent le long du trajet T de convoyage formant un circuit fermé.

Comme représenté à la , le trajet T de convoyage comprend au moins un tronçon dit aller 39, un tronçon dit retour 41 et deux virages 43, 45 reliant le tronçon aller et le tronçon retour.

Ainsi, le trajet T de convoyage des préformes a la forme d’un « U ».

L’enceinte 23 comprend au moins une cloison verticale adjacente au trajet T de convoyage.

Ici, l’enceinte 23 comporte une première cloison 47 verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller 39 dudit trajet T de convoyage, se prolongeant par une seconde cloison 49 verticale d’orientation transversale adjacente audit virage 43 du trajet de convoyage, se prolongeant par une troisième cloison 51 verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à ladite première cloison 47 et adjacent au tronçon retour 41 dudit trajet T de convoyage.

Ces cloisons sont fixées sur un bâti qui sera décrit ultérieurement.

L’enceinte comprend les sources de rayonnement 22 qui sont aptes à conditionner thermiquement les préformes 4.

Les sources de rayonnement 22 forment une cavité de chauffe qui comprend deux parois latérales 53 face à face et au moins l’une de ces parois étant celle qui supporte plusieurs sources de rayonnement 22, disposées les unes au-dessus des autres et les unes à côté des autres en regard des préformes.

En d’autres termes, l’unité de conditionnement thermique 16 comprend une pluralité de sources de rayonnement 22 réparties tout au parti le long du trajet T du convoyage et selon une hauteur correspondant sensiblement à la hauteur des préformes de sorte que toute la hauteur du corps de chaque préforme est exposée aux rayonnement émis par les sources de rayonnement 22 sur le trajet T de la préforme dans l’unité de conditionnement thermique 16. En faisant tourner les préformes 4 autour de leur axe principal X, le moyen de convoyage 26 permet d’exposer uniformément tout le corps 6 des préformes aux sources de rayonnement 22. Dans ce mode de réalisation particulier, les sources de rayonnement 22 sont réparties sur un côté seulement de ce trajet, et une paroi réfléchissante 55 est disposée de l’autre côté du trajet de chauffage pour réfléchir la chaleur vers les préformes.

Dans un autre mode de réalisation non représentée, les sources de rayonnement 22 peuvent être réparties de part et d’autre du trajet de chauffage sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Il convient également de noter que les sources de rayonnement 22 sont agencées, le cas échéant, pour ne pas soumettre le col 10 au rayonnement chauffant émis par les sources de rayonnement. En effet, comme indiqué précédemment, seul le corps 6 de la préforme 4 est chauffé pour produire le récipient. Par conséquent, le col 10 ne doit pas être déformé au cours du formage et ne doit pas être chauffé. Pour éviter le chauffage du col 10, le four peut comprendre un dispositif de ventilation, non représenté sur les figures, positionné au droit des cols 10 pour évacuer la chaleur susceptible d’être absorbée par lesdits cols 10.

Chaque source de rayonnement 22 est formée par une lampe à incandescence émettant un rayonnement infrarouge.

Dans un autre mode de réalisation, chaque source de rayonnement 22 est au moins une diode laser émettant un rayonnement infrarouge apte à conditionner thermiquement les préformes.

En d’autres termes, chaque source de rayonnement 22 est au moins une source laser (par exemple des diodes laser) émettant dans l’infrarouge et agencés par juxtaposition et/ou superposition de plusieurs sources pour former une ou plusieurs matrices comme cela a été décrit dans le brevet européen de la demanderesse EP1824659.

Dans un autre mode de réalisation, chaque source de rayonnement 22 est un générateur de micro-ondes.

Il est bien évident que les sources de rayonnement 22 pourront consister dans toute source de rayonnement bien connue de l’Homme du Métier, ou une combinaison de ces sources de rayonnement sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

L’enceinte 23 de l’unité de conditionnement thermique comprend également au moins un robot 19 s’étendant à l’intérieur de l’enceinte 23, au droit d’au moins une partie dudit trajet T de convoyage, et apte à réaliser des opérations sur le moyen de convoyage et/ou sur les sources de rayonnement.

Le robot 19 comprend un socle 20 et un bras 21 articulé, équipé à l’une de ses extrémités, d’un outil de préhension apte à saisir et à déplacer au moins un organe de préhension 30, du moyen de convoyage 26 à un magasin 57.

Le robot 19 comporte un bras 21 robotisé qui est mobile dans l’enceinte 23 suivant un trièdre (X, Y, Z).

Le bras 21 articulé comportant au moins trois axes d’articulation suivant le trièdre (X, Y, Z).

Comme représenté sur la , tout ou du partie robot 19 s’étend à l’intérieur du trajet T de convoyage.

En d’autres termes, tout ou partie du robot 19 s’étend entre le tronçon dit aller 39, le tronçon dit retour 41 et le virage 43 reliant les deux tronçons.

Plus particulièrement, le socle 20 du robot s’étend à l’intérieur du trajet de T de convoyage alors que tout ou partie du bras 21 articulé s’étend à l’intérieur du trajet T de convoyage.

L’unité de conditionnement thermique 16 comprend également au moins un magasin 57 apte à stocker des seconds organes de préhension 59.

Le magasin 57 aussi appelé moyen de stockage s’étend à l’intérieur de l’enceinte 23 de l’unité de conditionnement thermique au droit du robot 19.

L’emplacement de ce robot par rapport au magasin permet de limiter la course du bras 21 articulé et ainsi diminuer le temps pour réaliser un changement de format.

Puis, une fois que la préforme 4 a été conditionnée thermiquement dans l’unité de conditionnement thermique 16, elle est transférée à l’unité de formage 18 pour y être formée.

L’unité de formage 18 de récipients 2 à partir de préformes 4 se compose d’une roue de formage 42 déplaçant en rotation une pluralité de postes de soufflage 44 d’une entrée à une sortie, à laquelle une succession de récipients sont formés à partir des préformes, puis sont extraites, comme représentée sur la . L’axe de rotation de la roue de formage est, par exemple, sensiblement parallèle à l’axe principal X des préformes lorsqu’elles sont transportées par la roue de formage.

Chaque poste de soufflage 44 comprend un moule 46 muni de parois formant une cavité de moulage présentant la forme du récipient à former et agencé pour recevoir une préforme de façon que le corps de la préforme s’étende dans la cavité de moulage.

La représente une vue en coupe de la selon la coupe A-A dont l’unité de conditionnement thermique 16 se constitue de l’enceinte 23 qui comprend à l’intérieur, les sources de rayonnement 22, le moyen de convoyage 26, le robot 19, et le magasin 57. En d’autres termes, cette enceinte 23 entoure les sources de rayonnement 22, le moyen de convoyage 26, le robot 19, et le magasin 57 pour les protéger, les isoler de l’environnement extérieur et inversement, protéger l’environnement extérieur d’élément pouvant venir de l’intérieur de l’enceinte tel qu’un rayonnement provenant de la source de rayonnement.

Dans le cadre de la production de récipients contenant des produits sensibles (lait, jus d’orange…), l’enceinte 23 définit un volume plus ou moins hermétique. Ce volume peut être équipé d’un moyen d’insufflation d’air filtré permettant d’établir une surpression à l’intérieur de ce volume et d’en contrôler la qualité de l’air afin d’éviter toute contamination de l’enceinte.

L’enceinte 23 de l’unité de conditionnement thermique 16 se constitue d’un bâti 60 apte à recevoir au moins une cloison verticale et éventuellement au moins une cloison horizontale pour le plancher et/ou le plafond.

Ce bâti se constitue de poutres métalliques formant une structure porteuse ou armature sur lesquelles sont fixées les cloisons 47, 49, 51 verticales et/ou une cloison 62 horizontale du plafond et/ou une cloison 64 horizontale du plancher.

Les cloisons sont fixées de façon amovible sur le bâti grâce à des moyens de fixation tels que des vis ou elles sont fixées de façon définitive grâce à des moyens de fixation tels que la soudure ou par tous autres moyens de fixation connus par l’Homme du Métier.

Comme représenté à la , l’enceinte comprend la première cloison 47 verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller 39 du trajet T de convoyage, se prolongeant par la seconde cloison 49 verticale d’orientation transversale adjacente au virage 43 du trajet T de convoyage, se prolongeant par la troisième cloison 51 verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à la première cloison 47 et adjacent au tronçon retour 41 du trajet T de convoyage, une quatrième cloison verticale, pouvant être la cloison de l’unité de formage (non représenté), d’orientation transversale adjacente au virage du trajet de convoyage commune à l’unité de formage dans laquelle au moins une ouverture est réalisée pour transférer les préformes chaudes vers l’unité de formage. Ces première, seconde, troisième et quatrième cloison sont fixées aux poutres du bâti 60 par tous moyens de fixation connus.

Cette enceinte 23 définit un volume ayant la forme d’un parallélépipède rectangle.

En variante, l’enceinte peut définir un volume ayant la forme d’un cylindre.

L’enceinte 23 comprend également les sources de rayonnement 22 comme évoqué précédemment dans la description et représentées en trait pointillé sur la .

Comme illustré sur la , l’enceinte 23 comprend également le moyen de convoyage 26 s’étendant le long du trajet T de convoyage, dans un plan horizontal B, qui est sensiblement parallèle à la cloison 62 horizontale du plafond et/ou la cloison 64 horizontale du plancher et/ou un plan horizontal définit par le sol sur lequel repose l’unité de conditionnement thermique 16.

Le moyen de convoyage 26 comprend une succession d’organes de préhension 30 transportant les préformes 4 à chauffer cols en haut de l’entrée à la sortie de l’unité de conditionnement thermique 16.

A titre d’exemple non limitatif, on se reportera au brevet français de la demanderesse dont le numéro de publication est WO2007025909 qui décrit un organe de préhension 30 de préformes précité.

En variante, les préformes sont chauffées col en bas, puis sont retournées col en haut au niveau de l’entrée et de la sortie de l’unité de conditionnement thermique pour réaliser les transferts des préformes.

A titre d’exemple non limitatif, on se reportera au brevet français de la demanderesse dont le numéro de publication est EP2626177B1 qui décrit un organe de préhension de préformes équipé d’un dispositif de démontage rapide.

L’enceinte 23 comprend également le robot 19 se constituant du socle 20 et du bras 21 articulé qui est équipé à son extrémité libre d’un outil de préhension apte à saisir les organes de préhension 30 ou les sources de rayonnement 22.

Dans ce mode de réalisation, le socle 20 peut être fixe ou mobile. Lorsque le socle est mobile en rotation, il est mobile par rapport à un axe V. Ici, l’axe V et l’axe Z3 de la second roue 38 sont sensiblement confondus.

Comme représenté à la , une partie inférieure 72 du socle 20 est solidarisé à l’enceinte 23.

La partie inférieure 72 du socle 20 du robot 19 est fixé sur la cloison 64 horizontale du plancher ou une partie horizontale du bâti 60 de l’unité de conditionnement thermique.

En variante non représenté, le robot peut être fixé directement au sol sur lequel repose l’unité de conditionnement thermique. En d’autres termes, le robot est agencé dans l’enceinte 23, sous le plan horizontal B défini par le trajet T de convoyage. Ainsi, le bras 21 articulé évolue dans une zone dite « dessous » 23A de l’enceinte 23.

En variante non représenté, le socle du robot est fixé sur la cloison 62 horizontale formant le plafond et/ou une partie du bâti 60 formant le plafond de l’unité de conditionnement thermique. En d’autres termes, le robot peut être agencé dans l’enceinte dite « au-dessus » du plan horizontal B défini par le trajet de convoyage. Ainsi, le bras articulé évolue dans une zone dite « dessus » 23B de l’enceinte 23.

Dans une autre variante, le socle 20 peut être fixé sur le plan horizontal B et s’étendant à l’intérieur du trajet de convoyage formant une boucle et le bras 21 articulé peut évoluer dans la zone du dessous 23A et/ou dans la zone du dessus 23B de l’enceinte.

Comme représenté à la , le bras 21 articulé est accouplé à l’une de ces extrémités au socle 20 et à l’autre extrémité libre à un outil de préhension pour réaliser les opérations de changement des organes de préhensions 30 ou des sources de rayonnement 22.

Le bras 21 articulé se compose de plusieurs tronçons 66. Ces tronçons 66 sont articulés les uns par rapport aux autres par des axes 68 d’articulation pour évoluer dans la zone de dessous 23A ou dans la zone de dessus 23B suivant la position du socle 20.

L’outil de préhension est apte à désolidariser et à saisir un premier organe de préhension 30 qui était solidarisé au moyen de convoyage 26. Puis, le bras 21 articulé déplace le premier organe de préhension 30 pour le déposer dans le magasin. Ensuite, l’outil de préhension est apte à désolidariser et à saisir un second organe de préhension 59 qui était solidarisé au magasin avant d’être déplacé et fixé sur le moyen de convoyage 26.

Il existe deux types d’opérations réalisées sur l’organe de préhension 30 :

-les opérations de maintenance consistant à changer au moins un organe de préhension 30, c’est-à-dire à remplacer l’organe de préhension par un autre organe de préhension ayant les mêmes caractéristiques techniques (dimension, raideur des joints pour le maintien de la préforme).

-les opérations de changement de format consistant à changer tous les premiers organes de préhension 30 solidaires du moyen de convoyage 26 par les seconds organes de préhensions 59 se trouvant stockés dans le magasin 57.

Comme représenté à la , l’enceinte 23 comprend également le magasin 57 apte à stocker les organes de préhension 30 pour réaliser les opérations de maintenance ou apte à stocker les seconds organes de préhension 59 pour réaliser les opérations de changement de format de récipient produit.

La représente une vue partielle en perspective de l’unité de conditionnement thermique 16 montrant plusieurs positions du bras 21 articulé dans la zone du dessous 23A de l’enceinte 23.

Cette figure montre l’unité de conditionnement thermique comprenant le moyen de convoyage 26, le bâti 60, l’enceinte 23, le robot 19 et le magasin 57.

Pour alléger cette figure, la succession des organes de préhension 30 et une partie dite « supérieure » du bâti 60 n’ont pas été représentées.

Le moyen de convoyage 26 a été décrit précédemment lors de la description de la .

Sur cette figure, le moyen de convoyage 26 est représenté schématiquement et a pour vocation de montrer son encombrement et son positionnement dans l’unité de conditionnement thermique notamment par rapport au robot 19 et au magasin 57.

Le moyen de convoyage forme une boucle fermée.

La partie inférieure de la boucle fermée du moyen de convoyage 26 définit le plan horizontal B.

Le bâti 60 visible sur cette figure comporte des poutres 70, formant une partie du plancher, sur lesquelles vont reposer les éléments structurels de l’unité de conditionnement thermique selon l’invention, c’est-à-dire, le robot 19, le magasin 57 et une partie des cloisons non représenté.

L’enceinte 23 et surtout la zone de dessous 23A est définie par un volume se trouvant entre le plan horizontal B et les poutres 70 et/ou la cloison 64 horizontale formant le plancher.

Dans ce mode de réalisation, ce volume de la zone de dessous 23A constitue le volume dans lequel le robot 19 va être positionné pour faire les différentes opérations.

La même démarche peut être appliquée pour définir le volume de la zone du dessus 23B, c’est-à-dire, entre le plan horizontal B et les poutres et/ou paroi 62 horizontale formant le plafond (non représenté sur cette figure).

Sur cette figure, le robot 19 est agencé dans la zone dessous 23A.

Le robot se constitue du support 20 et du bras 21 articulé.

Le support se compose également de deux parties, une partie inférieure 72 et une partie supérieure 74.

La partie inférieure 72 du support est solidarisée au bâti 60, par tous moyens de fixation bien connues de l’Homme du Métier.

Le support est agencé dans la zone du dessous 23A et plus particulièrement, sous l’un des deux virages 43, 45 du trajet T de convoyage, et plus particulièrement sous l’axe de la second roue 38 du moyen de convoyage 26.

Le support 20 s’étend à l’intérieur du trajet de convoyage.

La partie supérieure 74 du support est reliée au bras 21 articulé.

Le bras 21 articulé comporte plusieurs tronçons 66 reliés entre eux par des axes 68 d’articulations.

La montre le bras 21 articulé dans plusieurs positions notamment dans une position de dépose de l’organe de préhension dans le magasin ou de saisie de l’organe de préhension 30 dans le magasin 57.

Comme représenté à la et 4, le magasin 57 se compose d’une plaque 76 verticale adjacente au virage 43 du trajet T de convoyage.

La plaque 76 se compose d’une multitude de plaques plus petites.

La plaque 76 verticale comprend des emplacements dans lesquels viennent se loger les organes de préhension 30. Ici, les emplacements prennent la forme d’alésages 78.

Ici, les organes de préhension sont maintenus dans ces différents alésages 78 par des moyens de maintien tels que des aimants ou par tous autres moyens de maintien connus par l’Homme du Métier, pinces, joint torique par exemple.

Lorsque tous les seconds organes de préhension sont présents dans le magasin, celui-ci comprend au moins un emplacement supplémentaire libre. Lors du démontage d'un premier organe de préhension 30 du moyen de convoyage 26, ce dernier est rangé dans l'emplacement supplémentaire libre, puis un deuxième organe de préhension 59 est prélevé dans le magasin 57 pour être monté en lieu et placé du premier organe de préhension qui vient d’être démonté du moyen de convoyage 26. Le magasin 57 s’escamote à l’extérieur de l’enceinte pour qu’un opérateur effectue le changement des organes de préhension en temps masqué, c’est-à-dire, pendant que l’unité de conditionnement thermique continue de produire.

Claims

Unité de conditionnement thermique (16) de préformes (4) notamment en matériau thermoplastique pour la fabrication de récipients (2) comprenant :
-une enceinte (23) dans laquelle les préformes sont conditionnées thermiquement ;
-des sources de rayonnement (22) s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte, lesdites sources de rayonnement étant aptes à conditionner thermiquement les préformes (4) ;
-un moyen de convoyage (26) s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte et comportant des organes de préhension (30) pour déplacer lesdites préformes (4) le long d’un trajet (T) de convoyage dans un plan horizontal (B) et au moins une portion du trajet (T) de convoyage s’étendant au droit des sources de rayonnement (22),
caractérisée en ce qu’elle comporte également au moins un robot (19) s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte (23), au droit d’au moins une partie dudit trajet (T) de convoyage, et apte à réaliser des opérations sur le moyen de convoyage (26) et/ou sur l’organe de préhension (30) et/ou sur les sources de rayonnement (22).
Unité de conditionnement thermique selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit robot (19) est agencé dans ladite enceinte (23) sous ledit plan horizontal (B) défini par ledit trajet (T) de convoyage.
Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que tout ou partie du robot (19) s’étend à l’intérieur du trajet (T) de convoyage.
Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit trajet (T) de convoyage fermé comprenant au moins : un tronçon dit aller (39), un tronçon dit retour (41) et deux virages (43, 45) reliant le tronçon aller et le tronçon retour, les sources de rayonnement (22) s’étendant au droit d’au moins un tronçon aller (39) et/ou retour (41).
Unité de conditionnement thermique selon la revendication 4 caractérisée en ce que ledit robot (19) est positionné au droit d’un desdits virages (43, 45) dudit trajet (T) de convoyage.
Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ladite enceinte comporte au moins une cloison (47, 49, 51) verticale adjacente audit trajet (T) de convoyage.
Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite enceinte (23) comporte une première cloison (47) verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller (39) dudit trajet (T) de convoyage, se prolongeant par une seconde cloison (49) verticale d’orientation transversale adjacente audit virage (43) du trajet de convoyage, se prolongeant par une troisième cloison (51) verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à ladite première cloison(47) et adjacent au tronçon retour (41) dudit trajet (T) de convoyage.
Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’elle comporte au moins un magasin (57) apte à stocker des seconds organes de préhension (59), ledit magasin (57) s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte (23) au droit dudit robot (19).
Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit magasin est agencé parallèlement à l’une des cloisons (47, 49, 51) constituant ladite enceinte (23).
Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit robot comporte un bras (21) robotisé qui est mobile dans ladite enceinte suivant un trièdre (X, Y, Z), ledit bras (21) comportant au moins trois axes (68) d’articulation suivant ledit trièdre (X, Y, Z).
Unité de conditionnement thermique selon la revendication 10 caractérisée en ce que ledit robot comporte un bras (21) articulé six axes (68).