MACHINE D'ENCAISSAGE La présente invention concerne une machine d'encaissage adaptée à prendre des objets allongés verticaux et à les disposer à plat dans une caisse. La mise en caisses d'objets allongés tels que des bouteilles ou flacons est une opération fastidieuse lorsqu'elle est réalisée manuellement.
En outre dans le cas de caisses où des bouteilles sont reçues en rangées tête bêche cette opération de mise en caisse nécessite de tourner les bouteilles d'une rangée par rapport à une rangée précédente ce qui n'est pas une opération aisée à mécaniser. Enfin la préhension d'objets tels que des bouteilles par un bras 10 manipulateur pour les incliner n'est pas simple. Le document FR 2 137 244 Al décrit déjà une machine d'encaissage de bouteille pourvue de moyens adaptés à prendre des bouteilles verticales et à les déposer inclinées tête bêches et en quinconce sur plusieurs rangs. Selon ce document les bouteilles doivent être amenées verticales en deux 15 rangées imbriquées. Le document FR 2 937 308 Al au nom de la demanderesse décrit notamment une machine d'encaissage de bouteilles pourvu de bras pourvus de pinces munies de vessies gonflables adaptées à prendre deux bouteilles simultanément afin de déposer des bouteilles verre à verre sur deux rangées en 20 un seul passage. Les bouteilles sont dans ce cas amenées côte à côte sur deux rangées. La machine de la présente invention perfectionne la machine antérieure de la demanderesse notamment en ce qu'elle est adaptée à déposer des objets allongés tels que des bouteilles en deux rangées, que les objets soient orientés de manière identique d'un rang sur l'autre ou que les objets soient orientés tête bêche entre deux rangs, ce en partant d'objets alignés sur un rang unique. Pour ce faire, la présente invention prévoit une machine d'encaissage d'objets allongés, comportant des moyens d'amenée d'une série desdits objets 5 disposés verticalement sur des postes de préhension, des moyens de préhension adaptés à prendre lesdits objets verticaux sur lesdits postes de préhension, à les incliner tête bêche en sorte de les déposer dans une caisse, machine d'encaissage pour laquelle les postes de préhension sont pourvus de moyens de positionnement des objets selon un pas donné sur un axe D de préhension des 10 objets. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens de positionnement des objets sont adaptés pour faire tourner les objets sur eux-mêmes en sorte d'orienter des étiquettes portées par ces objets. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens adaptés pour faire 15 tourner les objets comprennent au moins un galet moteur rotatif. Plus particulièrement, les moyens adaptés pour faire tourner les objets peuvent comprendre des galets presseurs adaptés à appliquer les objets sur ledit au moins un galet moteur. Selon un mode de réalisation particulier, la machine comprend des galets 20 moteurs communs entre deux objets successifs. Selon, un mode de réalisation particulier, les moyens pour faire tourner les objets sont commandés au travers de moyens de détection adaptés à déterminer la présence ou l'absence d'étiquettes sur lesdits objets. Les objets allongés ayant un col, les moyens de préhension comportent 25 avantageusement des bras préhenseurs pourvus de pinces adaptées à attraper les objets par leur col. Selon un mode de réalisation particulier, les pinces comportent deux mors munis de moyens déformables de serrage. Avantageusement, les moyens déformables de serrage sont constitués par 30 des anneaux élastomère toriques retenus dans des gorges réalisées dans les mors. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les bras préhenseurs sont portés par des profils support, les bras préhenseurs et les profils support étant montés sur un système adapté à monter, descendre les bras préhenseurs ainsi qu'à les incliner selon des orientations différentes. Selon un mode de réalisation particulier, la machine comporte au moins n+1 postes de préhensions et n+1 moyens de préhension, n étant le nombre 5 d'objets sur un rang dans la caisse. Selon un mode de réalisation particulier, la machine d'encaissage comprend deux profils support porteurs des bras préhenseurs s'étendant sur deux axes parallèles à la direction D d'arrivée des bouteilles sur les postes de préhension, un premier profil support comportant n/2+1 bras et un second profil 10 support comportant n/2 bras, les bras préhenseurs étant disposés en regard et décalés en quinconce de sorte que toutes les pinces portées par les bras soient sur une même ligne selon la direction d'arrivée des objets. Les profils supports sont constitués avantageusement par des éléments de cadres reliés à un axe au travers de pattes de déport dimensionnées pour que la 15 rotation des éléments de cadres autour de l'axe cause une rotation des objets autour d'un axe passant à peu près par un plan médian des objets. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les objets sont des bouteilles ou des flacons. L'invention concerne en outre un procédé d'encaissage d'objets sur deux 20 rangs au moyen d'une machine de l'invention telle que décrite ci-dessus et comportant n+1 postes de préhension pour lequel on prend et on pose n objets à la fois et on alterne la prise des n objets sur les n+1 postes de préhensions entre les n premiers et les n derniers objets des n+1 postes de préhension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la 25 lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention en correspondance aux dessins qui représentent: en figure 1: une vue en perspective de postes de préhension d'une machine selon l'invention; en figure 2A: une vue en perspective d'un détail d'un poste de préhension et 30 de moyens configurés pour faire tourner les bouteilles; en figure 2B: une vue en perspective sous un autre angle du poste de la figure 2A; en figure 3A: une vue en perspective d'une pince de prise de bouteilles selon un aspect de l'invention; en figure 3B: un détail de la pince de la figure 3A en position de prise d'une bouteille par son col; aux figures 4A à 4C: des vues en perspective axonométrique d'un dispositif de préhension et de pose de bouteilles de l'invention successivement en figure 4A dans une position de prise des bouteilles, en figure 4B dans une position intermédiaire de mise à plat des bouteilles et en figure 4C dans une position de pose des bouteilles dans une caisse.
La machine de l'invention est représentée sur les figures dans le cadre de l'encaissage de bouteilles et en particulier de bouteilles de vin. La machine peut toutefois être utilisée pour tout type d'objet pouvant être manipulé debout et rangé couché dans un contenant. De même le terme caisse est utilisé pour désigner un contenant de forme 15 générale parallélépipédique et d'un matériau quelconque adapté à emballer et protéger des objets. Comme il va être vu ci dessous, un mode de réalisation préférentiel de l'invention permet de déposer des bouteilles ou flacons généralement cylindriques sur deux rangées soient verre à verre comme dans le cas des caisses carton où 20 les bouteilles du rang supérieur sont dans un même sens que les bouteilles du rang inférieur ou que les bouteilles soient disposées tête bêche d'un rang à l'autre comme dans le cas des caisses bois à partir d'une rangée unique de et en ce qu'elle est adaptée à orienter les étiquettes des bouteilles dans les caisses, que ce soit des caisses carton ou des caisses bois. 25 Selon la figure 1, la machine d'encaissage comprend des postes 40 de préhension des bouteilles alignés sur un axe D unique. Selon le mode de réalisation représenté, la machine comprend 7 postes soit un de plus que le nombre de bouteilles dans un rang d'une caisse de 12 bouteilles à deux rangs superposés. 30 En amont des postes de préhensions des bouteilles se trouve un dispositif d'amenée des bouteilles comportant un dispositif 41 de retenue et de comptage des bouteilles et un tapis roulant 44 se prolongeant sous. 2 99 706 7 5 Le dispositif de retenue et de comptage 41 est ici réalisé au moyen d'une vis sans fin 42 et de capteurs de comptage 43a, 43b. Un autre dispositif tel qu'une roue étoilée pourrait être utilisé. Les postes de préhension des bouteilles 40 et le dispositif de retenue et de 5 comptage 41 sont alimentés par un tapis roulant 44. Les bouteilles sont posées debout sur le tapis roulant. Un rail de guidage 49, disposé d'un côté opposé à la vis sans fin 42 par rapport au tapis roulant, permet de maintenir les bouteilles alignées, et en engagement avec la vis sans fin dans le dispositif de retenue et de comptage, puis pendant leur déplacement au niveau des postes de préhension. 10 Pour remplir les postes de préhension 40, le tapis roulant est mis en route et la vis sans fin est mise en rotation. Les bouteilles arrivant dans la vis sans fin se déplacent vers les postes de préhension 40 et sont comptées au niveau des capteurs 43a, 43b. Lorsque le nombre de bouteilles souhaité est atteint, dans le cas présent 6 ou 7 comme il sera vu plus loin, la vis sans fin est arrêtée ce qui empêche de nouvelles bouteilles de passer, ces dernières étant maintenues entre les crêtes de l'hélice alors que le tapis roulant glisse sous leur fond. Les bouteilles comptées qui sont précédemment passées au niveau de la vis sans fin terminent leur course au niveau des postes de préhension.
Les postes de préhension comportent selon l'invention des moyens conçus pour faire tourner les bouteilles autour de leur axe de révolution. Ces moyens ont pour but d'orienter les étiquettes 32 des bouteilles 30 de sorte que par exemple les étiquettes soient: - soit toutes visibles; - soit visibles une bouteille sur deux; - soit toutes cachées lorsque les bouteilles sont mises en caisse. Ces moyens pour faire tourner les bouteilles comportent selon la vue agrandie de la figure 2A deux galets moteurs 45 et deux galets presseurs 46. les bouteilles poussées par deux galets presseurs 46 sont reçues entre 30 deux galets moteurs 45. les galets moteurs 45 sont disposés de telle sorte qu'ils sont communs entre deux bouteilles à l'exception des galets d'extrémité. 2 99 706 7 6 Lorsque une bouteille est arrivée en face d'un poste de préhension elle se trouve approximativement au milieu des galets moteur 45 et des galets presseurs 46 sans pour cela s'appuyer sur lesdits galets. Un vérin 50 est actionné pour pousser les galets presseurs ce qui pousse et 5 applique les bouteilles sur les galets moteurs 45. La rotation des galets moteurs 45 fait alors tourner les bouteilles sur elle même autour de leur axe de révolution. Les galets moteurs 45 et presseurs 46 comportent des bandes de roulement 451 et 461 sous forme d'anneaux toriques élastomère pour éviter tout glissement lors de la rotation des bouteilles. 10 Les galets moteurs et les galets presseurs servent ici de moyens de positionnement des objets selon un pas donné sur un axe D de préhension des objets. Par ailleurs, le tapis roulant 44 est réalisé dans un matériau qui autorise un glissement du fond des bouteilles lors de leur rotation et lorsqu'elles sont arrêtées 15 dans le dispositif de retenue. Comme représenté en figure 2B, les moyens pour faire tourner les bouteilles sont mis en marche et arrêtés par un dispositif de détection de présence et de position d'étiquette comprenant un capteur optique 47 par bouteille, ce capteur étant positionné à une hauteur permettant de détecter une étiquette 32 20 sans détecter une contre étiquette 33. La figure 2B représente le capteur optique 47 et le spot lumineux 48 au niveau d'un coin supérieur de l'étiquette 32. Pour positionner l'étiquette angulairement comme on le souhaite, l'automate qui gère la machine fait tourner les bouteilles sur un tour complet ce qui permet de 25 mesurer le début et la fin angulaire de toutes les étiquettes grâce aux capteurs optiques 47. Une fois cette mesure effectuée, l'automate fait tourner une nouvelle fois les bouteilles mais lorsque l'étiquette est angulairement positionnée comme souhaité, les galets presseurs sont rétractés ce qui suffit à arrêter la rotation de la bouteille correctement positionnée alors que les autres continuent de tourner jusqu'à ce que chacune soit correctement positionnée angulairement. Ainsi chaque étiquette est orientée sur son poste de préhension, l'ensembles des étiquettes étant ainsi orienté.
Les figures 4A à 4C représentent des moyens de préhension et de manutention des bouteilles 30 partie de l'invention au cours d'une opération d'encaissage de bouteilles. La figure 4A représente la préhension des bouteilles au niveau des postes 5 40. Cette vue en perspective axonométrique déforme les bras 13 qui paraissent inclinés alors qu'ils sont droits. Les moyens de préhension et de manutention comporte des bras préhenseurs 13 manoeuvrables chacun pourvu d'une pince 5 adaptée à attraper les bouteilles par leur col 34 perpendiculairement à leur axe de révolution. 10 Les bras sont portés par deux profils support 8, 8' disposés en vis à vis. Les moyens de préhension et de manutention des bouteilles sont adaptés à prendre les bouteilles disposées verticalement au niveau des postes 40 de préhension des bouteilles. Les pinces 5 sont plus particulièrement représentées à la figure 3A et 15 comportent deux mors 5a, 5b articulés sur un axe 51. Les pinces 5 sont dimensionnées pour tenir les bouteilles 30 par leur col et permettre de les tourner d'une position verticale à une position horizontale. Les mors 5a, 5b sont actionnés par un vérin pneumatique 60 à double effet pourvu d'arrivées de pression 61a, 61b reliées de manière connue à des 20 distributeurs de pressions commandés par un automate programmable. Pour permettre de manoeuvrer les mors, le vérin 60 et l'axe 51 d'articulation des mors sont fixés sur une plaquette 52 reliée au bras préhenseur et le vérin 60 actionne les mors au moyen d'une tige 63 et de biellettes 64a, 64b. Les mors sont pourvus de moyens déformables de serrage constitués ici 25 par des anneaux élastomères toriques 14 retenus dans des gorges réalisées dans les mors. Ces moyens déformables permettent une meilleure préhension des bouteilles et permettent de ne pas détériorer la jupe de la capsule 31 comme représenté en figure 3B ou l'on voit en outre que la bouteille n'est pas totalement horizontale mais sensiblement horizontale et faisant un angle avec l'horizontale 30 adapté à faciliter l'insertion des bouteilles dans des caisses ajustées, cet angle pouvant aller jusqu'à de l'ordre de 30°. 2 99 706 7 8 De retour à la figure 4A et selon l'exemple représenté dans le cadre d'une opération d'encaissage de bouteilles, plusieurs bras préhenseurs 13, 13' sont portés par des profils support 8, 8'. Les bras préhenseurs et les profils support sont montés sur un système 5 adapté à monter, descendre les bras préhenseurs ainsi qu'à les incliner selon des orientations différentes. Ce système comporte un bâti porteur 6 monté rotatif sur une base 7. Sur le bâti porteur, coulisse un support 12 sous l'action d'un vérin 18. Le support 12 porte un axe 11 autour duquel tournent les profils support. 10 Selon l'exemple et en particulier les figures 4A et 4C, les profils support 8, 8' sont formés par des montants d'éléments de cadres qui comporte des éléments de traverses 9 et sont articulés sur l'axe de rotation 11 au travers de pattes de déport 10 de sorte que dans la position de préhension des bouteilles, les éléments de cadre constitués par les profils support 8, 8' s'étendent horizontalement autour 15 des bras préhenseurs 13. Selon la figure 4A, lorsque les bras sont en position de prendre les bouteilles, les profils support 8, 8' porteurs des bras préhenseurs s'étendent latéralement sur deux axes parallèles à la direction D d'arrivée des bouteilles sur les postes de préhension. 20 Selon l'exemple de réalisation adapté à des caisses carton ou bois de deux rangs de 6 bouteilles, un premier profil support est porteur de trois bras préhenseurs 13 et un second profil support est porteur de quatre bras préhenseurs. Les bras préhenseurs sont disposés en regard et décalés en quinconce de sorte que toutes les pinces portées par les bras soient sur une 25 même ligne selon la direction d'arrivée des bouteilles. Les bras préhenseurs 13, et les éléments de traverses 9 sont dimensionnés pour prendre les bouteilles sur l'axe D unique et pour permettre leur rotation sans heurts lors du mouvement des profils support et des bras. Les pattes de déport 10 sont dimensionnées pour que la rotation des profils 30 support autour de l'axe 11 cause une rotation des bouteilles autour d'un axe passant à peu près par un plan médian des bouteilles ce plan étant perpendiculaire à l'axe de révolution des bouteilles. 2 99 706 7 9 Pour faire pivoter les bouteilles, L'articulation des éléments de cadres mobiles sur le bâti porteur 6 est agencée pour que les bras préhenseurs 13 portés par un premier profil support croisent les bras préhenseurs 13' du second profil support ce qui positionne les bouteilles tête bêche les unes par rapport aux autres sur un rang unique. Ce mouvement est représenté sur l'enchaînement des figures 4A à 4C représentant respectivement en figure 4A les bras en position de préhension des bouteilles, en figure 4B les bras dans une position intermédiaire de rotation des bouteilles et, en figure 4C, les bras entrecroisés avec les bouteilles prêtes à être déposées dans une caisse. Ainsi, le mouvement est tel que les bouteilles passent d'une position verticale sur une ligne avec le col en haut à une position horizontale deux à deux tête bêche. On remarquera que selon l'exemple de la figure 4C correspondant à une 15 caisse dans laquelle les rangs sont tête bêche, les bouteilles une fois encaissées ont leurs étiquettes 32 toutes visibles et vers le dessus de la caisse. Ceci est réalisé par l'orientation préalable des bouteilles au niveau du poste 40 où les moyens pour faire tourner les bouteilles auront disposé les bouteilles avec les étiquettes décalées à 180° les unes par rapport aux autres sur la rangée 20 de préhension. Le mouvement des éléments de cadres constitués par les profils supports 8, 8' autour de l'axe 11 est réalisé au moyen d'un vérin à double effet 15. Au cours du mouvement, les bras 13 solidaires d'un premier profil support 8 dits bras impairs s'inclinent dans un mouvement rotatif horaire alors que les bras 25 13' solidaires d'une second profil support 8', dits bras pairs s'inclinent dans un mouvement antihoraire permettant la mise tête bêche des bouteilles de rang pair et impair. Dans ce mouvement les bouteilles tournent autour d'un axe virtuel central médian de sorte qu'elles restent alignées les unes par rapport aux autres. 30 Les bouteilles sont ensuite descendues dans la caisse 36 au moyen d'un vérin 18 abaissant les bras puis les pinces s'ouvrent pour déposer les bouteilles dans le carton.
Un aspect important de l'invention est la possibilité de remplir des caisses où les bouteilles sont tête bêche d'un rang sur l'autre comme représenté en figure 4C, ou des caisses où les bouteilles sont verre à verre, c'est à dire avec les cols de même direction pour les bouteilles du rang supérieur par rapport aux bouteilles du rang inférieur, les bouteilles restant tête bêche dans un même rang. Ceci est réalisé par le positionnement de n/2+1 bras sur un premier profil support d'un premier côté de l'axe d'arrivée des bouteilles et n/2 bras sur un second profil support du second côté de l'axe d'arrivée des bouteilles. En effet, ceci permet de choisir l'orientation des bouteilles d'un rang sur 10 l'autre en prenant soit les n premières bouteilles parmi n+1 bouteilles, soit en prenant les n dernières bouteilles parmi ces n+1 bouteilles. En effet, dans le cas où l'on prend les n premières bouteilles ceci est fait en prenant une première bouteille avec le premier bras du premier profil support par exemple côté gauche de l'axe. La seconde bouteille est alors prise avec le premier 15 bras du second profil support et la dernière bouteille est alors prise avec dernier bras du second profil support. Considérant que la première bouteille est tournée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre pour être mise à plat, les bouteilles suivantes sont tournées successivement dans le sens des aiguilles d'une montre, dans le sens 20 contraire et ainsi de suite. Dans le cas où l'on souhaite répéter cette orientation au rang suivant pour une caisse remplie verre à verre, une caisse carton par exemple dont la solidité dépend de ce placement particulier, on répète exactement cette séquence au rang suivant.
25 Dans le cas où l'on souhaite inverser l'orientation pour le rang suivant, on va d'une part décaler la prise des bouteilles et prendre les n dernières sur les n+1 bouteilles disposées sur les postes 40 et d'autre part décaler le carton de la distance d'une bouteille. Ainsi, la première bouteille est prise, non pas avec le premier bras du 30 premier profil support, mais avec le premier bras du second profil support, c'est à dire celui du côté droit de l'axe D. La seconde bouteille est alors prise avec le second bras du premier profil support et la dernière bouteille est alors prise avec le dernier bras du premier profil support.
2 99 706 7 11 La première bouteille est alors tournée dans le sens des aiguilles d'une montre pour être mise à plat, les bouteilles suivantes sont tournées successivement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, dans le sens des aiguilles et ainsi de suite selon la position des bras 13, 13' sur les profils 5 supports 8, 8'. De cette façon le second rang est inversé par rapport au premier ce qui est par exemple le cas dans les caisses bois avec séparateurs entre rangs. Il est à noter qu'une machine simplifiée comportant uniquement n bras peut être réalisée pour des exploitations n'utilisant que des caisses carton remplies en 10 verre à verre. Ainsi les deux dispositifs de l'invention, postes adaptés à tourner les bouteilles et profils supports portant un nombre différent de bras permettent une grande variété de placement des bouteilles. En outre le choix du placement des étiquettes permis par les moyens 15 adaptés à tourner les bouteilles permet par exemple de disposer toutes les étiquettes sur le dessus, d'alterner étiquettes et contre étiquettes ou même de disposer toutes les étiquettes vers l'intérieur de la caisse pour éviter de les détériorer lors de l'ouverture de la caisse. L'ensemble des fonctions réalisées par la machine de l'invention sont 20 pilotées au travers d'un automate programmable de type connu, des moteurs tels que des moteurs électriques pilotés par cet automate, notamment pour les galets moteurs 45, des vérins pneumatiques ou tout autre moyen de commande à la portée de l'homme du métier réalisant des machines automatisées. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple représenté et s'applique 25 éventuellement à la dépose d'objets tels que des flacons ou autres de section ronde, carrée ou autre, dans des caisses autres que des caisses carton ou bois. De même, les moyens de préhension peuvent être associés à un bâti porteur se déplaçant par translation au lieu d'une rotation, le poste de préhension et le poste d'encaissage étant par exemple dans ce cas contigus ou en ligne. 30