La présente invention concerne un dispositif destiné à manipuler des objets disposés en piles, et plus particulièrement un perfectionnement à un dispositif de manipulation d'objets plats tels que des disques disposés en piles, permet- tant d'en optimiser le fonctionnement. On connaît divers dispositifs comportant des moyens pour manipuler, trier, sélectionner ou déplacer des objets plats tels que des disques, des cédéroms, des disques compacts, etc, et par exemple des appareils robotisés destinés à copier et enregistrer des données sur des nombres élevés de disques. Ainsi, des robots sont capables de graver des disques ou des cédéroms, ou d'y imprimer une étiquette ou des signes quel-conques. Par exemple, le brevet US 5.873.692 décrit un dispositif comportant une pince à trois tiges disposées suivant un triangle équilatéral, dont deux sont fixes et la troisième mobile, que l'on peut introduire par le trou central de disques empilés les uns sur les autres ; les trois tiges sont introduites dans le trou central de telle sorte que les deux tiges fixes soient en contact avec le bord intérieur du trou central, la tige mobile étant inclinée vers le centre, puis on fait pivoter la tige mobile vers l'extérieur jusqu'à entrer en contact avec le bord du trou central du disque. En jouant sur l'écartement et l'inclinaison de la tige mobile, on peut faire en sorte que, si l'ensemble est soulevé, seul le disque supérieur de la pile soit entraîné. Le brevet US 5.692.878 décrit un appareil permettant de prélever un disque sur le dessus d'une pile maintenue par un axe central, comportant un mécanisme soulevant la pile jusqu'à ce que le premier disque se trouve dans une position au-dessus de l'extrémité supérieure de l'axe. Le brevet FR 2.841.230 décrit un dispositif comportant un cylindre centreur susceptible d'être introduit dans le trou central d'un disque sur une pile, une lame mobile suivant un rayon du cylindre pouvant dépasser hors 33 de la génératrice du cylindre, ainsi qu'une plaque de retenue B1803FR fixée sur le cylindre perpendiculairement à son axe. Un tel dispositif permet de prélever un disque se trouvant sur une pile de disques et de le déplacer, sans entraîner les autres disques de la pile. The present invention relates to a device for handling objects arranged in stacks, and more particularly an improvement to a device for handling flat objects such as disks arranged in stacks, for optimizing their operation. Various devices are known comprising means for manipulating, sorting, selecting or moving flat objects such as disks, CD-ROMs, compact disks, etc., and for example robotic devices for copying and recording data on high numbers of objects. discs. Thus, robots are able to burn disks or CD-ROMs, or to print a label or any signs. For example, US Pat. No. 5,873,692 describes a device comprising a clamp with three rods arranged along an equilateral triangle, two of which are fixed and the third movable, which can be introduced through the central hole of discs stacked on each other. others; the three rods are introduced into the central hole so that the two fixed rods are in contact with the inner edge of the central hole, the movable rod being inclined towards the center, then the movable rod is rotated outwards until to make contact with the edge of the central hole of the disc. By acting on the spacing and inclination of the movable rod, it can be ensured that, if the assembly is raised, only the upper disk of the stack is driven. US 5,692,878 discloses an apparatus for taking a disc from the top of a stack held by a central axis, having a mechanism raising the stack until the first disc is in a position above the upper end of the axis. Patent FR 2,841,230 describes a device comprising a centering cylinder capable of being introduced into the central hole of a disk on a stack, a blade movable along a radius of the cylinder which can protrude outside the generator 31 of the cylinder, as well as a retaining plate B1803FR fixed on the cylinder perpendicular to its axis. Such a device makes it possible to take a disk from a stack of disks and to move it, without driving the other disks of the stack.
Lorsqu'ils sont incorporés dans des robots, de tels dispositifs doivent permettre de manipuler et déplacer des disques depuis un emplacement où des disques vierges sont stockés, vers une station de gravage ou d'impression, puis jusqu'à un emplacement de sortie ou de stockage des disques gravés ou imprimés. Dans de tels appareils robotisés les disques à traiter sont empilés les uns sur les autres, et il est nécessaire de pouvoir prélever le premier disque de la pile sans entraîner le ou les suivants. De plus, le mécanisme doit pouvoir déposer le disque, prélevé et traité, sur l'emplacement de sortie, généralement en le relâchant au-dessus du bac de sortie à une hauteur supérieure à la hauteur maximale de la pile. Pour éviter que le disque ne se retourne dans sa chute, il est nécessaire de le guider le long d'un axe central. Un tel système présente l'inconvénient de limiter la possibilité d'utiliser le bac de sortie comme bac d'entrée à un autre moment du cycle de fonctionnement du robot car la présence de l'axe central interdit d'utiliser un mécanisme de préhension par le trou central du disque. Or, pour optimiser le fonctionnement d'un robot, il importe de pouvoir permuter les bacs d'entrée et de sortie, et par exemple, de faire en sorte qu'un bac d'entrée, plein de disques vierges, puisse servir de bac de sortie dès qu'il a été vidé. La présente invention a donc pour objet un dispositif de manipulation d'objets plats tels que des disques disposés en piles, comportant un mécanisme de préhension des disques par leur trou central, et au moins deux bacs capables de recevoir une pile de disques, permettant d'utiliser indifféremment l'un ou l'autre des bacs comme bac d'entrée et comme bac de sortie après traitement de chaque disque. When embedded in robots, such devices must be capable of handling and moving discs from a location where blank discs are stored, to an engraving or printing station, and to an output or output location. storage of engraved or printed discs. In such robotic devices the disks to be treated are stacked on top of each other, and it is necessary to be able to take the first disk from the battery without causing the following. In addition, the mechanism must be able to deposit the disc, taken and processed, at the exit location, generally by releasing it above the output bin at a height greater than the maximum height of the stack. To prevent the disc from turning in its fall, it is necessary to guide it along a central axis. Such a system has the disadvantage of limiting the possibility of using the output tray as an input tray at another point in the robot's operating cycle because the presence of the central axis prohibits the use of a gripping mechanism by the central hole of the disc. However, to optimize the operation of a robot, it is important to be able to switch the input and output bins, and for example, to ensure that an input tray, full of blank discs, can serve as a tray exit as soon as it has been emptied. The present invention therefore relates to a device for handling flat objects such as disks arranged in stacks, having a mechanism for gripping the disks by their central hole, and at least two trays capable of receiving a stack of disks, allowing use either tray as an input tray and as an output tray after processing each disc.
L'invention a également pour objet un dispositif de manipulation d'objets plats tels que des disques disposés en piles, du type ci-dessus, permettant de prélever un disque dans une pile placée dans un bac d'entrée et de le déposer, après traitement, dans un bac de sortie dépourvu d'axe central sans risque de retournement du disque, quelle que soit la hauteur de la pile de disques dans l'un et l'autre des bacs. L'invention a encore pour objet un robot pour le traitement d'objets plats, tels que des disques, comprenant un dispositif tel que ci-dessus ainsi qu'au moins un poste de traitement et au moins deux bacs d'entrée et de sortie. Le dispositif de manipulation d'objets plats, tels que des disques disposés en piles, suivant la présente invention est du type comprenant un mécanisme de préhension des disques par leur trou central, monté sur un bras mobile, et il se distingue en ce que le mécanisme de préhension des disques comporte une tête susceptible de s'engager dans le trou central d'un disque et de le retenir, et dans un évidement cylindrique prévu à la base de chaque bac d'entrée et de sortie des disques. Suivant une forme de réalisation de l'invention, le dispositif comporte un émetteur électroluminescent et un récepteur qui sont solidaires du bras mobile portant la tête de préhension, et sont placés en dessous du plan du disque retenu sur la tête, de telle sorte que le faisceau émis de l'émetteur vers le récepteur ne soit pas interrompu par le disque retenu sur la tête, le cas échéant. Par contre, ce faisceau est interrompu par la surface du disque se trouvant sur le dessus d'une pile lorsque la tête est déplacée de manière à pénétrer dans le trou central de la pile de disques. Suivant une forme avantageuse de réalisation, l'un des récepteur et émetteur est placé à proximité immédiate de la pointe de la tête de préhension, tandis que l'autre récepteur ou émetteur est placé sur un support à une distance de la tête supérieure au rayon des disques. L'émetteur est de préférence une diode électroluminescente. Le dispositif de l'invention peut encore comporter un contacteur solidaire du bras portant la tête de préhension afin de détecter la présence éventuelle d'un disque sur la tête. Il peut s'agir d'un contacteur mécanique constitué par une tige souple ou rigide susceptible d'être repoussée par la surface du disque. Suivant une variante, le contacteur peut être constitué par un deuxième ensemble émetteur - récepteur électroluminescent, dont l'un de l'émetteur et du récepteur est situé au-dessus du plan du disque retenu par la tête de préhension, et l'autre sur un support en dessous de ce plan, de telle sorte que le faisceau soit interrompu tant que le disque est en place sur la tête. The invention also relates to a device for handling flat objects such as discs arranged in stacks, of the above type, for taking a disc from a stack placed in an input bin and depositing it, after treatment, in an output tray devoid of central axis without risk of flipping the disc, regardless of the height of the stack of disks in one and the other of the trays. The invention also relates to a robot for processing flat objects, such as disks, comprising a device as above as well as at least one treatment station and at least two input and output bins . The device for handling flat objects, such as discs arranged in piles, according to the present invention is of the type comprising a mechanism for gripping discs by their central hole, mounted on a movable arm, and it is distinguished in that the mechanism for gripping the disks comprises a head capable of engaging in the central hole of a disk and of retaining it, and in a cylindrical recess provided at the base of each inlet and outlet tray of the disks. According to one embodiment of the invention, the device comprises an electroluminescent emitter and a receiver which are integral with the movable arm carrying the gripping head, and are placed below the plane of the disk retained on the head, so that the beam emitted from the transmitter to the receiver is not interrupted by the disc retained on the head, if any. On the other hand, this beam is interrupted by the surface of the disc located on the top of a stack when the head is moved so as to penetrate into the central hole of the stack of disks. According to an advantageous embodiment, one of the receiver and transmitter is placed in the immediate vicinity of the tip of the gripping head, while the other receiver or transmitter is placed on a support at a distance from the upper head to the radius some discs. The emitter is preferably a light emitting diode. The device of the invention may also comprise a contactor secured to the arm carrying the gripping head to detect the possible presence of a disc on the head. It may be a mechanical switch constituted by a flexible or rigid rod capable of being pushed back by the surface of the disc. According to one variant, the contactor may be constituted by a second electroluminescent transmitter-receiver unit, one of which is located above the plane of the disk held by the pick-up head, and the other on a support below this plane, so that the beam is interrupted as the disk is in place on the head.
Chacun des bacs d'entrée et de sortie des disques comporte une base évidée en son centre, par exemple sous forme d'une base cylindrique creuse dont le trou central a un diamètre supérieur à celui de la tête de préhension, et de préférence égal à celui du trou central des disques. Each of the inlet and outlet bins of the discs has a base hollowed out at its center, for example in the form of a hollow cylindrical base whose central hole has a diameter greater than that of the gripping head, and preferably equal to that of the central hole of the disks.
La tête de préhension des disques peut être choisie parmi celles connues dans la technique, et par exemple, il est avantageux d'utiliser une tête telle que la pince de préhension de disques décrite dans le brevet FR 2.841.230. Le dispositif suivant l'invention présente l'avantage de permettre à la tête de préhension d'amener un disque au plus près de la pile où il doit être déposé, limitant ainsi la hauteur de chute, et d'utiliser les bacs de disques indifféremment comme bac d'entrée ou comme bac de sortie, ce qui optimise le fonctionnement du robot dans lequel le dispositif est incorporé. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus en détail dans la description qui suit, relative à une forme préférentielle de réalisation, en référence aux dessins annexés, qui représentent : Figure 1 : une vue en coupe schématique d'un dispositif connu de l'état de la technique, comportant un bac de sortie à axe central. Figure 2 : une vue en coupe schématique d'un dispositif suivant l'invention, comportant un mécanisme de préhension de disque, un détecteur de présence de disque et un détecteur de la pile de disques. Figure 3 : une vue en coupe schématique d'une variante du dispositif de la Figure 1. The gripping head of the disks can be chosen from those known in the art, and for example, it is advantageous to use a head such as the disk gripper described in the patent FR 2,841,230. The device according to the invention has the advantage of allowing the gripping head to bring a disk closer to the pile where it must be deposited, thus limiting the drop height, and to use the disk containers indifferently as an input tray or as an output tray, which optimizes the operation of the robot in which the device is incorporated. The features and advantages of the invention will appear in more detail in the description which follows, relating to a preferred embodiment, with reference to the appended drawings, which represent: FIG. 1: a schematic sectional view of a device known from FIG. state of the art, having a central axis output bin. Figure 2 is a schematic sectional view of a device according to the invention, comprising a disk gripping mechanism, a disk presence detector and a detector of the disk stack. Figure 3: a schematic sectional view of a variant of the device of Figure 1.
Figure 4 : une vue d'un robot connecté à un poste de traitement de disques, comportant plusieurs bacs et un dispositif suivant l'invention. Comme le montre la Figure 1, une pile de disques (1) se trouve sur un support (2) comportant un axe (3), les disques se trouvant enfilés et maintenus par leur trou central sur l'axe (3). Le bras mobile (4) d'un robot (non représenté) est équipé d'une tête de préhension (5) retenant le disque (6a) par son trou central par l'intermédiaire d'un ergot mobile (7). En rétractant l'ergot (7) dans la tête (5) qui retient le disque (6a) on fait tomber celui-ci par gravité comme représenté par le disque (6b), en position intermédiaire, qui tombe sur la pile (1). L'axe (3) évite que le disque (6b) puisse basculer et se retourner dans sa chute, et le guide jusqu'à ce qu'il complète la pile (1). Un contacteur (8) permet de vérifier la présence du disque (6a) sur la tête (5). Ce contacteur est constitué par une tige rigide disposée verticalement, et pouvant coulisser dans le bras (4). Quand le disque est mis en place sur la tête (5) il repousse le contacteur (8) dont la base, dans le bras (4) est associée à un détecteur de position. Le bras (4) est mobile par translation suivant une direction verticale et par rotation suivant un axe vertical. Lorsque le disque a été déposé sur la pile (1), le bras se relève et pivote, afin de prélever un autre disque dans un autre bac (bac d'entrée, non représenté) pour l'amener à un poste de traitement, puis au-dessus de la pile (1). Dans un tel dispositif, la descente du bras (4) et de la tête (5) est limitée par la hauteur de l'axe (3). Il en résulte que le disque (6a) chute d'une hauteur relativement importante, qui est égale à la somme de la hauteur de l'axe (3) et de l'intervalle entre le sommet de l'axe et la tête (5) lors de la mise en place du premier disque de la pile. De plus, le bac (2) ne peut servir que de bac de sortie ou de réception de disques. Au contraire, le bac d'entrée ou d'alimentation est nécessairement dépourvu d'axe central afin que la tête (5) puisse être introduite dans le trou central des disques constituant la pile du bac d'entrée, et prélever le disque se trouvant sur le dessus de la pile. Figure 4: a view of a robot connected to a disk processing station, comprising several bins and a device according to the invention. As shown in Figure 1, a stack of disks (1) is on a support (2) having an axis (3), the disks being threaded and held by their central hole on the axis (3). The mobile arm (4) of a robot (not shown) is equipped with a gripping head (5) holding the disk (6a) by its central hole via a movable pin (7). By retracting the pin (7) in the head (5) which holds the disc (6a) it is dropped by gravity as shown by the disc (6b), in the intermediate position, which falls on the stack (1) . The axis (3) prevents the disk (6b) can tilt and turn in its fall, and the guide until it completes the stack (1). A contactor (8) makes it possible to check the presence of the disc (6a) on the head (5). This contactor is constituted by a rigid rod arranged vertically, and slidable in the arm (4). When the disc is placed on the head (5) it pushes the switch (8) whose base in the arm (4) is associated with a position detector. The arm (4) is movable by translation in a vertical direction and by rotation along a vertical axis. When the disc has been placed on the stack (1), the arm is raised and pivoted, in order to take another disc in another tray (input tray, not shown) to bring it to a treatment station, then above the stack (1). In such a device, the descent of the arm (4) and the head (5) is limited by the height of the axis (3). As a result, the disk (6a) drops a relatively large height, which is equal to the sum of the height of the axis (3) and the interval between the top of the axis and the head (5). ) when placing the first disk in the stack. In addition, the tray (2) can only serve as output tray or receiving discs. On the contrary, the input or supply tray is necessarily devoid of central axis so that the head (5) can be introduced into the central hole of the disks constituting the stack of the input tray, and take the disc lying on the top of the pile.
La Figure 2 représente un dispositif conforme à la présente invention. Dans ce dispositif, le bras mobile (4) comporte une tête (5) qui retient le disque (9) au moyen de l'ergot (7) comme dans le dispositif connu de la Figure 1. Figure 2 shows a device according to the present invention. In this device, the movable arm (4) comprises a head (5) which retains the disc (9) by means of the lug (7) as in the known device of FIG. 1.
Le support (2) comporte une base cylindrique (10) évidée en son centre, le diamètre du trou cylindrique (11) ainsi formé étant supérieur à celui du trou central des disques de la pile (1). La base cylindrique (10) peut aussi comporter trois colonnes, visibles sur la Figure 4, disposées en périphérie et équidistantes, afin de maintenir les disques de la pile (1). Ainsi le bras mobile (4) peut être déplacé vers le bas jusqu'à ce que la pointe de la tête (5) pénètre dans le trou central de la pile de disques (1), ou dans le trou (11) lorsqu'il n'y a aucun disque, ou seulement quelques disques représentant une faible épaisseur totale, dans la pile (1). Le dispositif comporte encore une diode électroluminescente (12) fixée à l'extrémité de la tige (13) solidaire du bras (4) et de la tête de préhension (5), émettant en direction du récepteur (14) situé à proximité immédiate de la pointe de la tête (5). En raison de la position de la diode (12) en dessous du plan du disque (9) retenu sur la tête de préhension (5) par l'ergot (7), le faisceau qu'elle émet n'est pas intercepté et est capté par le récepteur (14). Lorsque le bras (4) est abaissé, ce faisceau est inter-rompu par la surface du premier disque de la pile dès que la pointe de la tête (5) a pénétré suffisamment dans le trou central de la pile, ou dans le trou cylindrique (11) de la base (10). Ainsi le mouvement descendant du bras (4) et de la tête (5) est arrêté lorsque le disque (9) est à proximité immédiate du dessus de la pile (1), et l'ergot (7) peut alors être actionné de telle sorte que la chute du disque (9) sur la pile (1) se fasse sur une hauteur réduite à quelques millimètres. Le contacteur mécanique (8) permet de contrôler la présence du disque ((9) sur la tête de préhension (5). La tête de préhension (5) peut aussi servir à prélever un disque sur la pile (1). Dans ce cas, le contacteur (8) permet de vérifier qu'aucun disque n'est retenu sur la tête (5) et que celle-ci peut être abaissée jusqu'à ce que sa pointe pénètre dans le trou central de la pile de disques (1). Le dispositif à ergot est alors actionné pour prélever le premier disque de la pile jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec le contacteur (8), puis le bras mobile est relevé pour emporter le disque et l'amener vers un autre poste. Sur la variante de l'invention représentée sur la Figure 3, le contacteur (8) est supprimé et la présence d'un disque sur la tête de préhension (5) est détectée grâce à une deuxième diode (15) coopérant avec un récepteur (16) placé à la base de la tête (5), au-dessus du plan du disque (9). Lorsqu'un disque (9) est retenu sur la tête (5), ce faisceau est interrompu par le disque. Sur le dispositif représenté sur la Figure 3, le faisceau émis par la diode électroluminescente (15) est interrompu par le disque (9) et ne parvient pas au récepteur (16). La Figure (4) représente un robot (17) comportant 5 tiroirs (18) mobiles pouvant recevoir des disques pour les traiter, par exemple pour enregistrer des données par gravure du disque. Le bras mobile (4) portant la tête de préhension (5) peut se déplacer verticalement suivant la colonne (19) et pivoter autour de l'axe de la colonne pour venir se placer au-dessus de chacun des bacs (20) ou des tiroirs (18) disposés en arc de cercle autour de la colonne (19). Ainsi il est possible d'utiliser l'un ou l'autre des bacs (20) comme bac d'entrée ou comme bac de sortie pour traiter des disques dans l'unité de traitement à tiroirs. The support (2) has a cylindrical base (10) recessed at its center, the diameter of the cylindrical hole (11) thus formed being greater than that of the central hole of the discs of the stack (1). The cylindrical base (10) may also comprise three columns, visible in Figure 4, arranged peripherally and equidistant to maintain the disks of the stack (1). Thus the movable arm (4) can be moved downward until the tip of the head (5) enters the central hole of the stack of discs (1), or in the hole (11) when There is no disk, or only a few disks representing a small total thickness, in the stack (1). The device further comprises a light-emitting diode (12) fixed to the end of the rod (13) integral with the arm (4) and the gripping head (5), emitting towards the receiver (14) located in the immediate vicinity of the tip of the head (5). Due to the position of the diode (12) below the plane of the disk (9) retained on the gripping head (5) by the pin (7), the beam that it emits is not intercepted and is captured by the receiver (14). When the arm (4) is lowered, this beam is interupted by the surface of the first disc of the stack as soon as the tip of the head (5) has penetrated sufficiently into the central hole of the stack, or in the cylindrical hole (11) of the base (10). Thus the downward movement of the arm (4) and the head (5) is stopped when the disc (9) is in close proximity to the top of the stack (1), and the lug (7) can then be actuated such that so that the fall of the disc (9) on the stack (1) is made on a height reduced to a few millimeters. The mechanical contactor (8) controls the presence of the disk (9) on the gripping head (5) and the gripping head (5) can also be used to take a disk from the stack (1). , the switch (8) makes it possible to check that no disc is retained on the head (5) and that it can be lowered until its tip penetrates into the central hole of the stack of discs (1). The lug device is then actuated to withdraw the first disk from the stack until it comes into contact with the switch (8), then the movable arm is raised to carry the disk and bring it to a Another embodiment of the invention shown in FIG. 3, the contactor (8) is removed and the presence of a disk on the gripping head (5) is detected thanks to a second diode (15) cooperating with a receiver (16) placed at the base of the head (5), above the plane of the disc (9), When a disc (9) is retained on the head te (5), this beam is interrupted by the disk. On the device shown in FIG. 3, the beam emitted by the light-emitting diode (15) is interrupted by the disk (9) and does not reach the receiver (16). Figure (4) shows a robot (17) having 5 movable drawers (18) that can receive disks for processing, for example to record data by burning the disk. The movable arm (4) carrying the gripping head (5) can move vertically along the column (19) and pivot about the axis of the column to be placed above each of the bins (20) or drawers (18) arranged in an arc around the column (19). Thus it is possible to use one or other of the bins (20) as an input tray or as an output tray for processing disks in the drawer processing unit.
Les piles de disques sont maintenues en place par des colonnes (21) placées concentriquement en périphérie des bases cylindriques (10) de chacun des bacs (20). L'unité de traitement par gravure de disques représentée sur la Figure 4 peut bien sûr est remplacée par toute autre unité, par exemple par une imprimante dédiée à l'impression sur des disques, en particulier des disques compacts (CD) ou des disques numériques polyvalents (DVD). The stacks of discs are held in place by columns (21) concentrically placed at the periphery of the cylindrical bases (10) of each of the trays (20). The disk etching processing unit shown in FIG. 4 can of course be replaced by any other unit, for example by a printer dedicated to printing on disks, in particular compact disks (CDs) or digital disks. versatile (DVD).