FR3090442A1 - Pince de prehension pour robot - Google Patents

Abstract

La pince de préhension (10) pour robot (1A ou 1B) comporte une face de préhension (1010a) et plusieurs doigts de préhension (102) ; chaque doigt de préhension (102) comporte une extrémité de préhension (102a), qui est orientée vers la face de préhension (1010a), et est mobile en translation linéaire par rapport à la face de préhension (1010a), le long d’un axe de translation (X), qui est perpendiculaire à la face de préhension (1010a) ; la pince de préhension (10) comporte des moyens d’actionnement des doigts (102), qui sont aptes à commander le déplacement, simultané ou non, des doigts (102) entre une position rentrée des doigts (102) et une configuration de préhension des doigts (102), dans laquelle chaque doigt (102) est déplacé indépendamment des autre doigts en direction de la face de préhension (1010a), jusqu’à dans une position, qui peut être différente d’un doigt à l’autre, et dans laquelle le doigt (102) est apte à être bloqué en butée et en pression contre une surface interposée entre la face de préhension (1010a) et l’extrémité de préhension (102a) du doigt (102).   Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

Description

Titre de l’invention : PINCE DE PREHENSION POUR ROBOT

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne une pince de préhension pour robot, et notamment pour bras manipulateur robotisé et son utilisation pour manipuler un produit rigide, tel que par exemple un produit alimentaire surgelé.

Art antérieur

[0002] On a déjà proposé à ce jour, par exemple dans les demandes de brevet européen EP1782929, EPI 178878, et EP2266766, une installation de traitement automatisé, et notamment de découpe en tranches, d’un produit rigide tel qu’un produit alimentaire surgelé, et par exemple un poisson surgelé. Cette installation met en œuvre au moins un convoyeur qui achemine les produits et les fait passer l’un après l’autre successivement dans une unité de scannage 3D, puis dans une unité de traitement, telle que par exemple une unité de découpe en tranches.

[0003] L’automatisation complète du traitement d’un produit et notamment de la découpe en tranches d’un produit, permet avantageusement de réduire très significativement les risques d’accidents corporels, comparativement à une mise en œuvre d’un traitement nécessitant une intervention manuelle d’un opérateur pour réaliser le traitement du produit.

[0004] Le scannage 3D de chaque produit permet avantageusement d’acquérir numériquement la géométrie en trois dimensions du produit et d’adapter automatiquement le traitement, et par exemple la découpe en tranches du produit, aux dimensions réelles du produit, sachant que tous les produits peuvent avoir des formes 3D différentes et spécifiques. La qualité de l’acquisition numérique de la géométrie en trois dimensions du produit est donc importante et peut influer sur la précision et/ou la qualité du traitement subséquent.

[0005] Or dans la solution technique décrite dans ces publications, le convoyeur interfère avec l’unité de scannage 3D, ce qui complique le scannage 3D de chaque produit et nuit notamment à la qualité et à la précision du scannage 3D.

Objectif de l’invention

[0006] Un objectif de l’invention est de proposer une pince de préhension pour robot qui permet de saisir et de manipuler de manière fiable un produit rigide, et en particulier un produit rigide qui peut être glissant et/ou qui peut présenter une géométrie en trois dimensions irrégulière et non identique d’un produit à l’autre, tel que par exemple un produit alimentaire surgelé, et notamment un poisson surgelé ou une pièce de viande surgelée.

[0007] Un objectif plus particulier de l’invention est de proposer une pince de préhension pour robot, qui permet de saisir et de manipuler un produit rigide, et de mettre en œuvre une mesure de la géométrie en trois dimensions du produit en palliant les inconvénients susvisés.

Résumé de l’invention

[0008] L’invention a ainsi pour objet une pince de préhension pour robot, ladite pince de préhension comportant une face de préhension et plusieurs doigts de préhension, chaque doigt de préhension comportant une extrémité de préhension, qui est orientée vers la face de préhension, et étant mobile en translation linéaire par rapport à la face de préhension, le long d’un axe de translation, qui est perpendiculaire à la face de préhension, la pince de préhension comportant des moyens d’actionnement des doigts, qui sont aptes à commander le déplacement, simultané ou non, des doigts entre une position rentrée des doigts et une configuration de préhension des doigts, dans laquelle chaque doigt est déplacé indépendamment des autres doigts en direction de la face de préhension, jusqu’à dans une position, qui peut être différente d’un doigt à l’autre, et dans laquelle le doigt est apte à être bloqué en butée et en pression contre une surface interposée entre la face de préhension et l’extrémité de préhension du doigt.

[0009] Plus particulièrement, cette pince de préhension peut comporter les caractéristiques additionnelles et facultatives ci-après, prises isolément ou en combinaison les unes avec les autres :

- la face de préhension comporte des rugosités de surface améliorant l’accrochage d’un produit.

- Les rugosités de surface sont formées par des rainures.

- la pince de préhension comporte une butée de calage permettant de bloquer en translation, dans une direction parallèle à la face de préhension, un produit qui est en contact avec la face de préhension de la pince de préhension.

- ladite butée de calage et la face de préhension forment une équerre. - chaque doigt comporte une tige qui fait partie intégrante d’un actionneur linéaire ou qui est fixée rigidement à un actionneur linéaire.

- chaque actionneur linéaire est un vérin.

- chaque actionneur linéaire est un vérin à commande pneumatique, hy- draulique, ou électrique et plusieurs doigts, et de préférence tous les doigts, sont aptes à être actionnés simultanément au moyen de la même source de fluide ou de la même source d’alimentation électrique.

- au moins un doigt, et de préférence chaque doigt, comporte une pointe rigide formant l’extrémité de préhension du doigt.

[0010] L’invention a également pour objet un robot équipé d’une pince de préhension susvisée.

[0011] Plus particulièrement, ce robot équipé d’une pince de préhension peut comporter les caractéristiques additionnelles et facultatives ci-après, prises isolément ou en combinaison les unes avec les autres :

- le robot comporte un bras manipulateur robotisé à l’extrémité duquel est montée ladite pince de préhension.

- le bras manipulateur robotisé est un bras à six axes de rotation motorisés.

- la pince de préhension est apte à pivoter autour d’un axe de rotation motorisé et orienté perpendiculairement à l’axe de translation des doigts.

[0012] L’invention a également pour objet une utilisation de la pince de préhension susvisée ou du robot susvisé équipé d’au moins une pièce de préhension, pour saisir un produit rigide par une de ses extrémités et pour manipuler ledit produit rigide en le tenant en porte-à-faux.

[0013] L’invention a également pour objet un procédé de manipulation d’un produit rigide au moyen de la pince de préhension susvisée ou du robot susvisé équipé d’une pince de préhension, dans lequel on saisit un produit rigide en pinçant une de ses extrémités entre la face de préhension et tout ou partie des doigts de préhension de la pince de préhension, et on manipule le produit rigide qui est tenu en porte-à-faux par la pince de préhension.

[0014] Plus particulièrement, ce procédé peut comporter les caractéristiques additionnelles et facultatives ci-après, prises isolément ou en combinaison les unes avec les autres : - on positionne et le cas échéant on déplace le produit, qui est tenu en porteà-faux par la pince de préhension, par rapport à une unité (2) de mesure 3D, et on réalise une acquisition numérique, au moyen de cette unité de mesure 3D, de la géométrie en trois dimensions d’au moins une partie du produit, et de préférence au moins de toute la partie du produit qui est en porte-à faux par rapport à la pince de préhension.

- on positionne et le cas échéant on déplace le produit qui est tenu en porteà-faux par la pince de préhension, pour traiter automatiquement ledit produit.

- on positionne et le cas échéant on déplace le produit, qui est tenu en porteà-faux par la pince de préhension, pour traiter automatiquement ledit produit, en fonction au moins de la géométrie en trois dimensions de tout ou partie de ce produit, qui a été acquise numériquement au moyen de l’unité de mesure 3D.

- on fait coopérer la pince de préhension avec un plateau, qui sert de support au produit tenu par la pince de préhension, de manière à déplacer en translation, par rapport au plateau la pince de préhension tenant le produit, en guidant en translation la pince de préhension au moyen dudit plateau.

- on fait coopérer la pince de préhension avec un plateau mobile, qui sert de support au produit tenu par la pince de préhension, de manière à entraîner le plateau mobile au moyen de la pince de préhension.

- le plateau comporte une lumière de guidage et la pince de préhension comporte un doigt d’indexage apte à être introduit dans ladite lumière de guidage.

- on découpe automatiquement le produit rigide tenu par la pince de préhension.

- on découpe automatiquement en tranches le produit rigide tenu par la pince de préhension, et plus particulièrement en tranches de poids sensiblement constant.

[0015] Plus particulièrement, le produit rigide est un produit alimentaire surgelé, et plus particulièrement un poisson surgelé ou une pièce de viande surgelée.

Brève description des figures

[0016] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après de plusieurs variantes de réalisation de l’invention, laquelle description est donnée à titre d’exemple non limitatif et non exhaustif de l’invention, et en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[0017] [fig.l] est une vue d’ensemble d’une variante particulière d’installation de découpe automatisée en tranches de produits rigides P, mettant en œuvre deux bras manipulateurs robotisés ;

[0018] [fig.2] est une vue isométrique en perspective d’une variante préférée de réalisation d’une pince de préhension ;

[0019] [fig.3] est une vue isométrique en perspective de la pince de préhension la figure 2, montée à l’extrémité d’un bras manipulateur de l’installation de la figure 1, et positionnée par rapport à un produit P prêt à être saisi ;

[0020] [fig.4] est une vue en coupe transversale de la pince et du produit de la figure 3, les doigts de préhension de la pince étant en position rentrée ;

[0021] [fig.5] est une vue isométrique en perspective de ladite pince de préhension et du produit saisi et tenu en porte-à-faux au moyen de cette pince de préhension ;

[0022] [fig.6] est une vue en coupe transversale de la pince et du produit de la figure 5, les doigts de préhension de la pince étant en position sortie ;

[0023] [fig.7] est un schéma synoptique montrant les principaux éléments de l’installation de la figure 1 ;

[0024] [fig.8] est un exemple d’organigramme de fonctionnement de l’installation de la figure 1 ;

[0025] [fig.9] représente de manière schématique et en vue de dessus un produit P tenu en porteà-faux et positionné dans l’unité de scannage 3D de l’installation de la figure 1 au moyen d’un bras manipulateur robotisé ;

[0026] [fig.10] représente de manière schématique et en vue de côté un produit P tenu en porteà-faux et positionné dans l’unité de scannage 3D de l’installation de la figure 1 au moyen d’un bras manipulateur robotisé et un système de convoyage de cette installation transportant les produits P à traiter les uns derrière les autres jusqu’à une zone de préhension ;

[0027] [fig.ll] est une représentation schématique de l’image d’un produit P tenu à une extrémité par la pince de préhension, permettant de mieux visualiser et comprendre la découpe en tranches à poids constant du produit ;

[0028] [fig.12] est une vue de détail de l’installation de la figure 1 montrant la zone de préhension des produits, l’unité de scannage 3D étant positionnée au-dessus de cette zone de préhension et l’entrée de l’unité de découpé en tranches étant positionnée latéralement sur un côté de la zone de préhension ;

[0029] [fig.13] correspond à la vue de détail de la figure 12, lorsqu’un produit est saisi dans la zone de préhension au moyen de l’une des pinces de préhension ;

[0030] [fig.14] et

[0031] [fig.15] correspondent à la vue de détail de la figure 12 pendant les opérations de scannage 3D de la pince de préhension et du produit P tenu en porte-à-faux ;

[0032] [fig.16] correspond à la vue de détail de la figure 12 pendant les opérations de découpes en tranches du produit P tenu par la pince de préhension.

Description détaillée de l’invention

[0033] On a représenté sur la figure 1, un exemple particulier d’installation de traitement conforme à l’invention, et plus particulièrement de découpe automatisée en tranches de produits rigides P, tels que par exemple des produits alimentaires surgelés (poissons, viande,...)

[0034] L’invention trouve préférentiellement son application à la découpe en tranches de produits surgelés, tels que par exemple des poissons surgelés ou des pièces de viandes surgelées, mais n’est pas limitée à cette seule application, Elle peut plus généralement s’appliquer au traitement automatisé de tout type de produits rigides, telle que par exemple la découpe de bois (troncs ou rondins de bois). Dans le cadre de l’invention le traitement ne se limite pas à la découpe de produits rigides.

[0035] En référence à la variante particulière de réalisation des figures 1 à 3, l’installation de découpe en tranches comporte deux bras manipulateurs robotisés IA et IB (figure 1), qui de préférence et de manière connue en soi ont chacun six axes de rotation motorisés.

[0036] L’installation comporte également (Figure 1) une unité 2 de mesure 3D, qui est associée aux deux bras manipulateurs robotisés IA et IB et deux unités 3A, 3B de découpe automatisée, de type scie à ruban, qui sont associées chacune respectivement à l’un des bras manipulateur IA ou IB.

[0037] Chaque bras manipulateur robotisé IA, IB est équipé à son extrémité d’une pince de préhension 10.

[0038] Une variante préférée de réalisation de cette pince de préhension 10 est représentée sur la figure 2.

[0039] Cette pince de préhension 10 est montée à l’extrémité du bras manipulateur robotisé IA, IB, de manière à pouvoir pivoter (figures 3 et 5) par rapport à l’extrémité du bras robotisé IA ou IB autour d’un axe de rotation A, qui constitue un des six axes de rotation du bras manipulateur 1A ou 1 B. De manière connue en soi, cet axe A est motorisé de manière à permettre la commande de la rotation dans un sens ou dans l’autre (figures 3 et 5 / double flèche R) de la pince de préhension 10 autour de l’axe A.

[0040] D’une manière générale, cette pince de préhension 10 est conçue pour saisir par une extrémité et tenir en porte-à-faux de manière stable un produit rigide P (Figures 5 et 6).

[0041] La pince de préhension 10 de la figure 2 a été développée pour être adaptée à des produits rigides du type notamment produits alimentaires surgelés, qui sont glissants et présentent une géométrie de surface qui n’est pas plane, et qui est irrégulière et spécifique du produit et non reproductible à l’identique d’un produit à l’autre.

[0042] En référence à la figure 2, cet outil de préhension 10 comporte un boîtier 100, auquel est fixé un support 101, par exemple en acier inoxydable, comportant une plaque de préhension 1010 et une plaque 1011 à fonction de butée de calage, qui forme une équerre avec la plaque de préhension 1010.

[0043] La plaque de préhension 1010 comporte une face de préhension 1010a qui est destinée à être en contact avec le produit P.

[0044] De préférence, cette face de préhension 1010a n’est pas lisse, mais présente des rugosités de surface 1010b qui facilitent l’accrochage du produit P glissant.

[0045] Dans cette variante de réalisation, ces rugosités de surface 1010b sont réalisées sous la forme de rainures parallèles ayant plus particulièrement un profil en section transversale en forme de V (figure 4).

[0046] La plaque 1011 à fonction de butée de calage comporte une face de calage plane 101 la qui est orientée perpendiculairement à la plaque de préhension 1010 et perpendiculairement à l’axe de rotation A de la pince 10. Cette face de calage plane 101 la permet de bloquer en translation une extrémité d’un produit P saisi au moyen de la pince 10 dans une direction parallèle à la face de préhension 1010a de la pince de préhension.

[0047] La pince de préhension 10 comporte également une pluralité de doigts de préhension rigides et indépendants 102.

[0048] Plus particulièrement ces doigts de préhension 102 sont logés au moins en partie dans le boîtier 100.

[0049] Chaque doigt 102 comporte une extrémité de préhension 102a, qui est orientée vers la face de de préhension 1010a de la plaque de préhension 1010.

[0050] Dans la variante particulière illustrée sur la figure 4, chaque doigt 102 comporte une tige 102b, à l’extrémité de laquelle est fixée une pointe rigide 102c formant l’extrémité de préhension 102a du doigt 102.

[0051] Chaque doigt 102 est mobile en translation linéaire indépendamment des autres doigts 102 par rapport à la face de préhension 100b, le long d’un axe de translation X, qui est parallèle à la face de calage plane 101 la et perpendiculaire à la face de préhension 1010a.

[0052] L’axe de rotation A de la pince de préhension 10 est perpendiculaire à l’axe X de translation des doigts 102 et parallèle à la face de préhension 1010a de la pince de préhension 10.

[0053] Plus particulièrement chaque tige 102b est une tige d’un actionneur linéaire, qui permet sur commande le déplacement en translation linéaire de la tige 102b, et donc du doigt 102, le long de son axe de translation X, dans une direction ou dans l’autre. Dans une autre variante chaque tige 102b peut ne pas faire partie intégrante de l’actionneur linéaire, mais peut être fixée rigidement à un actionneur linéaire.

[0054] Chaque actionneur permet le déplacement en translation linéaire du doigt 102 correspondant le long de l’axe X et dans la direction E opposée à la face de préhension 1010a, jusque dans une position rentrée à l’intérieur du boîtier 100, tel qu’illustré pour les doigts 102 de la figure 4.

[0055] Dans cette position de la figure 4, les doigts 102 sont quasiment entièrement logés à l’intérieur du boîtier 100, de telle sorte qu’un espace suffisant est ménagé entre la surface de préhension 1010ab et les extrémités de préhension 102a de ces doigts 102.

[0056] Chaque actionneur permet en outre le déplacement en translation linéaire du doigt 102 correspondant le long de l’axe X et en direction de la face de préhension 102 (Figure 6/ flèche G), jusqu’à une position d’arrêt automatique en butée du doigt 102, dans lequel le doigt 102 peut être bloqué en translation contre une surface fixe et l’actionneur exerce une force permettant au doigt 102 d’exercer une pression sur cette surface fixe dans la direction de déplacement (G) du doigt 102.

[0057] Chaque actionneur peut être plus particulièrement un vérin linéaire, qui peut plus particulièrement être à commande pneumatique, hydraulique ou électrique.

[0058] Tous les vérins sont, de manière connue en soi, alimentés par une source de fluide (air comprimé ou huile) ou par une même source d’alimentation électrique (vérins électriques), qui est commune à tous les doigts 102 et permet de commander simultanément le déplacement en translation linéaire de tous les doigts 102 dans la même direction (F ou G).

[0059] Sur la figure 3, les deux raccords 103 sont prévus pour le raccordement à une source de fluide (non représentée sur les figures).

[0060] Ee déplacement en translation linéaire des doigts 102 peut avantageusement se faire simultanément pour l’ensemble des doigts 102. Néanmoins, dans une autre variante, ce déplacement des doigts pourrait ne pas se faire simultanément pour l’ensemble des doigts 102, mais de manière séquentielle par groupe successifs de un ou plusieurs doigts.

[0061] Dans la variante particulière de figures annexées, la pince de préhension 10 comporte une pluralité de doigts 102 alignés, en l’occurrence sept doigts alignés. L’invention n’est pas limitée à cette configuration particulière. En particulier, en fonction du type de produit P, et notamment de ses dimensions, le nombre de doigts 102 peut être plus ou moins important. En outre, il est également possible de concevoir un outil de préhension 10 comportant plusieurs lignes parallèles et espacées de doigts 102, le nombre de doigts 102 par ligne pouvant être identique ou non, et les doigts 102 de lignes différentes pouvant être alignés ou non sous forme de colonnes de doigts. Il est également possible de concevoir une pince de préhension 10 comportant une matrice de doigts 102 dans laquelle les doigts ne sont pas nécessairement alignés dans une direction donnée.

[0062] En fonctionnement, pour réaliser la préhension d’un produit P dont une extrémité (figures 3 et 5) d’une part est positionnée en butée contre la face de calage 101 la et d’autre part est en contact avec la face de préhension 1010a, les doigts 102 étant en en position rentrée, on commande l’actionnement de tous les doigts 102 de manière à les faire sortir du boîtier 10 en les déplaçant en direction (G) de la face de préhension 1010a.

[0063] Lorsque l’extrémité de préhension 102a d’un doigt rencontre une surface (Figure 6), qui peut être une partie de la surface du produit P (cas des quatre doigts 102 de gauche de la figure 6) ou qui peut être la surface de la face de préhension 1010a lorsqu’il n’y a pas de partie de produit P interposée entre le doigt 102 et cette surface préhension 1010a (cas des trois doigts 102 de droite de la figure 6), il est automatiquement bloqué en translation et en pression contre cette surface.

[0064] Dans cette position bloquée, ce doigt 102 exerce une pression sur cette surface dans la direction de déplacement (G) du doigt 102. Cette pression exercée par tout ou partie des doigts 102 sur le produit P doit être suffisante pour que le produit P soit pincé entre les doigts 102 et la face de préhension 1010a, avec une force suffisante pour être tenu en porte-à-faux et pouvoir être manipulé dans l’espace par le bras robotise IA ou IB, sans risque de décrochage.

[0065] Il en résulte que l’outil de préhension 10 s’adapte automatiquement (Figure 6) aux dimensions et au profil irrégulier et non reproductible de la surface du produit P. En outre la pression exercée sur le produit P étant répartie sur tous les doigts 102, on réduit les risques d’endommager le produit.

[0066] Dans la variante particulière de réalisation des figures annexées, la force de pression exercée par le doigt, lorsqu’un doigt 102 est déplacé en contact avec la surface du produit P, est suffisamment importante pour que la pointe 102c à l’extrémité du doigt 102 pénètre dans le produit P (figure 6), ce qui permet d’améliorer la tenue du produit P, et est notamment très utile en cas de produit P glissant. Cette force de pression doit toutefois être suffisamment faible pour ne pas faire pénétrer le doigt 102 plus en profondeur dans le produit (au-delà de la pointe) de manière à ne pas endommager de manière préjudiciable le produit P.

[0067] En référence à la figure 2, la pince de préhension 10 comporte également un doigt d’indexage 104 qui est destiné à coopérer avec le plateau d’une unité de découpe 3A ou 3B tel que cela sera expliqué plus en détail ultérieurement.

[0068] L’unité 2 de mesure 3D est connue en soi et ne sera pas donc décrite en détails.

[0069] Elle peut être constituée par toute unité permettant de scanner en 3D un produit P, de préférence sans contact, de manière à acquérir de manière automatique par mesure, et éventuellement calcul, des données numériques D caractérisant la géométrie en trois dimensions d’un produit P.

[0070] L’unité 2 de de scannage 3D peut notamment comporter une ou plusieurs cameras fixes ou mobiles.

[0071] Plus particulièrement, en référence aux figures 9 et 10, l’unité 2 de de scannage 3D peut comporter deux caméras 20 fixes en vis-à-vis l’une de l’autre, entre lesquelles un produit P tenu en porte-à-faux au moyen de la pince de préhension 10 peut être déplacé par rapport aux caméras 20 au moyen du bras robotisé IA ou IB. Chaque camera 20 permet de scanner en 3D la surface complète de l’une des deux faces du produit P et des moyens de calcul de l’unité 2 de scannage 3D permettent, à partir de ces surfaces scannées, de reconstituer automatiquement par calcul la géométrie complète en trois dimensions dudit produit P.

[0072] Dans une autre variante, les caméras 20 peuvent être mobiles et le produit P tenu en porte-à-faux au moyen de la pince de de préhension 10 peut être déplacé jusque dans une position de scannage fixe au moyen du bras robotisé IA ou IB. L’acquisition des surfaces des deux faces du produit P est effectuée en déplaçant les deux cameras 20 par rapport au produit P.

[0073] Dans une autre variante, l’unité 2 de mesure 3D peut également être constituée par un système de vision à plusieurs camera fixes ou mobiles, permettant d’acquérir sous des angles différents des images numériques d’un produit P positionné de manière fixe dans les champs de vision des caméras ou déplacé dans les champs de vision des caméras. Ce système de vision comporte des moyens de traitement d’images permettant à partir des images numériques capturées du produit P, de reconstituer automatiquement par calcul la géométrie en trois dimensions dudit produit P.

[0074] Dans la variante particulière de la figure 1, et de manière non limitative de l’invention l’unité 2 de mesure 3D est positionnée au-dessus de la zone de de préhension ZP, ce qui permet de diminuer l’encombrement de l’installation et de réduire les déplacements de chaque pince de préhension 10 pour réaliser les opérations de numérisation 3D, notamment scannage 3D, d’un produit P tenu en porte-à-faux par une pince de préhension.

[0075] Dans une autre variante de réalisation, le positionnement de l’unité 2 de mesure 3D par rapport à a zone préhension ZP d’un produit pourrait être différent.

[0076] L’installation comporte également un système de convoyage 4, qui permet d’acheminer les produits P les uns derrière les autres à l’entrée de l’installation jusqu’à une zone de préhension accessible par chacun des deux bras manipulateurs robotisés IA et IB.

[0077] Plus particulièrement, ce système de convoyage 4 comprend notamment (figures 1 et 12) une bande de transport sans fin 40 qui permet d’acheminer les produits P les uns derrière les autres et deux parois de guidage 41 verticales, qui sont espacées et fixées au-dessus de la partie extrême aval de la bande de transport sans fin 40, de manière à former un couloir de positionnent et guidage 42 des produits P. Ce système de convoyage 4 comporte également une plaque de butée 43, qui est positionnée à proximité de la sortie du couloir de positionnent et guidage 42, et qui fixée à la tige mobile d’un vérin vertical 44 permettant de la déplacer verticalement entre une position basse illustrée sur la figure 1 et une position haute, dans laquelle elle permet, en sortie du couloir de positionnement et guidage 42, le blocage en translation de l’extrémité d’un produit P encore supporté par la bande de transport sans fin 40.

[0078] La zone de préhension ZP de chaque produit P par l’un ou l’autre des deux bras manipulateurs robotisés IA et IB se situe entre la sortie de ce couloir de guidage 42 et cette plaque de butée 43.

[0079] Ce système de convoyage 4 comprend également un capteur de présence 45 (figure 7), de type cellule photoélectrique, qui permet automatiquement de détecter la présence d’un produit P sur la bande de transport sans fin 40 en butée contre la plaque de butée 43 en position haute.

[0080] Ce système de convoyage 4 comporte également (figure 7) un automatisme de commande 46, qui est implémenté par exemple au moyen d’un automate programmable, et qui est conçu pour commander le vérin 44 et le moteur de la bande de transport sans fin 40 de manière à acheminer et positionner un nouveau produit P à saisir dans la zone de préhension ZP à chaque fois qu’il en reçoit une commande S5 (figure 7)

[0081] Plus particulièrement, lorsqu’il en reçoit la commande (S5), cet automatisme 46 est programmé par exemple pour exécuter la routine suivante.

[0082] Il commande le vérin 44 de manière à amener la plaque de butée 43 en position haute et il commande la mise en route du moteur de la bande de transport sans fin 40.

[0083] Lorsque le capteur 45 détecte la présence d’un produit P en butée contre la plaque de butée 43, l’automatisme 46 commande l’arrêt du moteur de la bande de transport sans fin 40, puis commande le vérin 44 de manière à ramener la plaque de butée 43 en position basse, c’est-à-dire dans une position dans laquelle elle ne fait pas obstacle ultérieurement au positionnement de la pince de préhension 10 pour saisir le produit P. En fin de cycle, l’automatisme de commande 46 se met en attente d’une nouvelle commande (S5) pour le positionnement du produit P suivant en butée contre la plaque de butée 43.

[0084] L’installation comporte également des moyens électroniques de commande 5 (figure 7) qui sont programmés pour piloter le déplacement (rotations) dans l’espace des bras manipulateurs robotisés IA, IB, pour commander chaque pince de préhension 10, pour commander le système de convoyage 4, en particulier via le signal de commande S5 susvisé, et pour commander l’unité 2 de scannage 3D et chaque unité de découpe 3A, 3B. L’unité 2 de scannage 3D communique également avec ces moyens électroniques de commande 5, de manière à ce que ces moyens électroniques de commande 5 puissent récupérer les données D de scannage 3D, qui sont acquises par l’unité de scannage 2 à chaque opération de scannage 3D d’un produit P.

[0085] Ces moyens électroniques de commande 5 peuvent par exemple être implémentés sous la forme d’au moins automate programmable ou de tout autre moyen équivalent, apte à exécuter un programme de commande spécifique.

[0086] Un exemple particulier, et non limitatif de l’invention, de programme de commande va à présent être détaillé en référence à l’organigramme de la figure 8.

[0087] En référence à l’organigramme particulier de la figure 8, le programme de commande est initialisé (étape 80) de telle sorte que la variable « Bras N°1 » corresponde au bras robotisé IA et que la variable « Bras N°2 » corresponde au bras robotisé IB.

[0088] Ensuite (étape 81), les moyens électroniques de commande 5 commandent (Figure 7/ signal S5) le système de convoyage 4, afin que celui positionne un produit P dans la zone de préhension ZP tel que précédemment décrit.

[0089] Lorsque les moyens électroniques de commande 5 sont informés (figure 7/ signal S4) par l’automatisme 46 du système de convoyage 4 qu’un produit P prêt être saisi est positionné dans la zone de préhension ZP (test 82), les moyens électroniques de commande 5 commandent, au moyen du bras robotisé N°l, le déplacement et le positionnement de la pince de préhension 10 par rapport au produit P à saisir, tel qu’illustré sur les figure 3 et 4.

[0090] Dans cette variante 1”extrémité du produit P est en contact avec la face de préhension 1010a de la pince 10 et est calée contre la face de calage plane 101 la de la pince 10.

[0091] Ensuite, les moyens électroniques de commande 5 commandent la sortie des doigts de préhension 102 de la pince de préhension 10 à l’extrémité de ce bras N°l, de telle sorte que le produit P sur le convoyeur soit saisi par son extrémité par la pince de préhension 10, tel qu’illustré sur la figure 13, l’extrémité du produit P étant pincée entre la surface préhension 1010a et tout ou partie des doigts de préhension 102 tel qu’illustré par exemple sur les figures 5 et 6.

[0092] Ensuite (étape 84), les moyens électroniques de commande 5 commandent l’unité 2 de scannage 3D et commandent le déplacement du bras robotisé N°1 de telle sorte que le produit P, qui est porté en porte-à-faux, soit positionné et déplacé dans l’unité 2 de scannage 3D (figures 14 et 15), de manière à réaliser une acquisition numérique de la géométrie 3D du produit P.

[0093] En référence à l’exemple particulier des figures 9 et 10, le produit P est initialement positionné dans l’unité de scannage 3D de telle sorte que la pince de préhension 10 est initialement positionnée entre les deux caméras 20 (figure 9), de manière à démarrer les opérations de scannage par une numérisation 3D de la pince de préhension 10 et de l’extrémité du produit P saisi par la pince 10. Ensuite, les opérations de scannage 3D se poursuivent en déplaçant entre les deux caméras 20 dans la direction S (figure 10), au moyen du bras robotisé, la pince de préhension 10 et le produit P saisi et porté en porte-à-faux, de manière à réaliser une numérisation en trois dimensions de tout le produit P.

[0094] A l’issue de l’étape 84 (opérations de scannage 3D), les moyens électroniques de commande 5 ont enregistré, en vue de leur traitement ultérieur (au cours du cycle de fonctionnement suivant) les données de numérisation 3D qui ont été acquises par l’unité de scannage 3D et qui caractérisent au moins la géométrie en trois dimensions du produit P.

[0095] Parallèlement aux étapes 83 et 84 susvisées, les moyens électroniques de commande 5 commandent (étape 86) l’unité de découpe associée à l’autre bras robotisé N°2 et le déplacement de cet autre bras robotisé N°2, de manière à positionner (figure 16) et à déplacer le produit P saisi par ce bras au cycle précédent (dans le cas où un produit P a effectivement été saisi au cycle précédent / test 85) par rapport aux moyens de découpe 30 (scie à ruban) de l’unité de découpe 3A ou 3B associée à ce bras, et à réaliser une découpe automatique en tranches du produit.

[0096] Par exemple, dans la variante particulière de la figue 16, le bras robotisé pose le produit P sur un plateau 31 mobile de l’unité de découpe 3A ou 3B. Ce plateau 31 comporte une lumière de guidage rectiligne 31a dans laquelle pénètre le doigt d’indexage 104 de la pince de préhension 10 lors de la pose du produit P sur le plateau.

[0097] Les opérations de découpe automatisée en tranches sont réalisées en commandant le déplacement du bras robotisé avec le produit P tenu par la pince de préhension 10 de manière cyclique, jusqu’à ce que tout le produit P soit découpé en tranches, et en mettant en œuvre de manière répétée le cycle de fonctionnements suivant, une fois le doigt d’indexage 104 de la pince de préhension 10 introduit dans la lumière de guidage 31a du plateau 31 :

- déplacement de la pince 10 tenant le produit P par rapport au plateau 31 dans la direction Z parallèle à la lumière de guidage rectiligne 31a du plateau (figure 16), de manière à positionner le produit P à une côte Zn ( figure 11/ côtes Zn, n variant de 1 à 6) prédéfinie et calculée par les moyens électroniques de commande 5 ; au cours de ce déplacement, la pince 10 est guidée en translation dans la direction Z par le doigt d’indexage 104, qui coulisse dans la lumière 31a du plateau 31 ;

- déplacement de la pince 10, tenant le produit P, dans la direction XI perpendiculaire à la lumière rectiligne 31a du plateau 31 (figure 16) sur une distance prédéfinie de manière à entraîner en translation linéaire le plateau 31 par l’intermédiaire du doigt d‘indexage 104 de la pince 10, et à réaliser la coupe de l’entame E ou d’une tranche du produit P au moyen de la scie à ruban 30 ; l’entame E ou la tranche de produit tombe par gravité dans la goulotte de réception 32 ;

- déplacement de la pince 10 tenant le produit P dans la direction inverse X2 perpendiculairement à la lumière rectiligne 31a du plateau (figure 16), de manière à repositionner, par l’intermédiaire du doigt d‘indexage 104 de la pince 10, le plateau supportant le produit P en position initiale par rapport à la scie à ruban 30.

[0098] En référence à la figure 11, chaque côte Zn (figure 11/ côtes ZI à Z6) est calculée à partir d’un plan de référence PR dans l’image scannée de la pince de préhension 10, ce plan de référence PR étant parallèle à la plaque de calage 1011 de la pince 10.

[0099] Dans une variante préférée de réalisation, on suppose que la densité d du produit est constante et chaque côte Z2 à Z5 (figure 11) est calculée par les moyens électroniques de commande 5 à partir de cette densité d et des données de numérisation caractérisant la géométrie 3D du produit P, de manière à découper successivement des tranches ayant sensiblement le même poids à l’exception de l’entame E du produit P (côte Zl) et de la chute C (côte Z6) du produit P. La densité d du produit est par exemple une variable, qui est paramétrable au moyen d’une interface utilisateur des moyens électroniques de commande 5. Le nombre de tranches découpées à poids constant peut être diffèrent d’un produit à l’autre et dépendra du poids de chaque tranche et de la géométrie 3D du produit.

[0100] Pour séparer l’entame E du reste des tranches de produits découpées, chaque unité de découpe 3A, 3B comporte, en aval de la goulotte de réception 32, un système de triage automatique comportant un moyen d’aiguillage mécanique, qui permet de séparer automatiquement, en début de coupe, l’entame E du produit P (première direction d’aiguillage) des tranches de produits (seconde direction d’aiguillage) qui ont été découpées à poids constant.

[0101] Dans une autre variante de réalisation de découpe en tranches du produit, la distance entre deux côtes successives Zn/Zn+1 pourrait être constante et prédéfinie.

[0102] A l’issue des deux étapes 84 et 86, si le traitement n’est pas terminé on redémarre un nouveau cycle de fonctionnement susvisé en inversant les bras de commande IA et IB (étape 87) pour le programme de commande, la variable « Bras N°1 » correspondant à pour ce nouveau cycle au bras robotisé IB ( respectivement IA) si au cycle précédent la variable « Bras N°1 » correspondait au bras robotisé IA ( respectivement IB) et la variable « Bras N°2 » correspondant au bras robotisé IA (respectivement IB) si au cycle précédent la variable « Bras N°2 » correspondait au bras robotisé IB (respectivement IA).

[0103] Lorsque la découpe en tranches du produit P est terminée (test 88), les moyens électroniques de commande 5 commandent le déplacement du bras robotisé N°2 et le déplacement en position rentrée des doigts 102 de la pièce de préhension 10, de manière à jeter dans un réceptacle ouvert 6 (figure 1), par exemple de type goulotte, l’entame E du produit P qui était encore tenue par la pince de préhension 10.

[0104] Le fonctionnement susvisé en parallèle (étapes 83 et 84 d’une part et étape 86 d’autre part) des deux bras robotisés permet avantageusement un gain de productivité.

[0105] Dans une variante simplifiée, l’installation peut comporter un seul bras IA ou IB et une seule unité de traitement 3A ou 3B associée à ce bras.

[0106] L’invention n’est pas limitée à une découpe tranches de produits, mais peut s’appliquer à tout type de traitement d’un produit rigide P, en fonction notamment des données de numérisation 3D de ce produit caractérisant la géométrie en trois dimensions du produit, ledit produit étant tenu en porte à faux par une de ses extrémités au moyen d’une pince de préhension 10 conforme à l’invention.

[0107] Plus généralement la pince de préhension de l’invention peut être utilisée pour saisir un produit P rigide par une de ses extrémités et pour manipuler ledit produit P rigide en le tenant en porte-à-faux.

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Pince de préhension (10) pour robot, ladite pince de préhension (10) comportant une face de préhension (1010a) et plusieurs doigts de préhension (102), chaque doigt de préhension (102) comportant une extrémité de préhension (102a), qui est orientée vers la face de préhension (1010a), et étant mobile en translation linéaire par rapport à la face de préhension (1010a), le long d’un axe de translation (X), qui est perpendiculaire à la face de préhension (1010a), la pince de préhension (10) comportant des moyens d’actionnement des doigts (102), qui sont aptes à commander le déplacement, simultané ou non, des doigts (102) entre une position rentrée des doigts (102) et une configuration de préhension des doigts (102), dans laquelle chaque doigt (102) est déplacé indépendamment des autres doigts en direction de la face de préhension (1010a), jusqu’à dans une position, qui peut être différente d’un doigt à l’autre, et dans laquelle le doigt (102) est apte à être bloqué en butée et en pression contre une surface interposée entre la face de préhension (1010a) et l’extrémité de préhension (102a) du doigt ( 102). [Revendication 2] Pince de préhension (10) selon la revendication 1, dans laquelle la face de préhension (1010a) comporte des rugosités de surface (1010b) améliorant l’accrochage d’un produit (P). [Revendication 3] Pince de préhension (10) selon la revendication 2, dans laquelle les rugosités de surface (1010b) sont formées par des rainures. [Revendication 4] Pince de préhension (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la pince de préhension (10) comporte une butée (101 la) de calage permettant de bloquer en translation, dans une direction parallèle à la face de préhension (1010a), un produit (P) qui est en contact avec la face de préhension (1010a) de la pince de préhension (10). [Revendication 5] Pince de préhension (10) selon la revendication 4, dans laquelle ladite butée (101 la) de calage et la face de préhension (1010a) forment une équerre. [Revendication 6] Pince de préhension (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque doigt (102) comporte une tige (102b) qui fait partie intégrante d’un actionneur linéaire ou qui est fixée rigidement à un actionneur linéaire. [Revendication 7] Pince de préhension (10) selon revendication 6, dans laquelle chaque ac-

   donneur linéaire est un vérin. [Revendication 8] Pince de préhension (10) selon la revendication 7, dans laquelle chaque actionneur linéaire est un vérin à commande pneumatique, hydraulique, ou électrique et dans laquelle plusieurs doigts (102) et de préférence tous les doigts (102) sont aptes à être actionnés simultanément au moyen de la même source de fluide ou de la même source d’alimentation électrique. [Revendication 9] Pince de préhension (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins un doigt (102), et de préférence chaque doigt (102), comporte une pointe rigide (102c) formant l’extrémité de préhension (102a) du doigt (102). [Revendication 10] Robot équipé d’au moins une pince de préhension (10) de l’une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 11] Robot selon la revendication 10, comportant un bras manipulateur robotisé (IA ou IB) à l’extrémité duquel est montée ladite pince de préhension (10). [Revendication 12] Robot selon la revendication 11, dans lequel le bras manipulateur robotisé (IA ou IB) est un bras à six axes de rotation motorisés. [Revendication 13] Robot selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel la pince de préhension (10) est apte à pivoter autour d’un axe de rotation (A) motorisé et orienté perpendiculairement à l’axe de translation (X) des doigts (102). [Revendication 14] Utilisation de la pince de préhension (10) de l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou du robot de l’une quelconque des revendications 10 à 13 équipé d’une pièce de préhension (10), pour saisir un produit (P) rigide par une de ses extrémités et pour manipuler ledit produit (P) rigide en le tenant en porte-à-faux. [Revendication 15] Procédé de manipulation d’un produit (P) rigide au moyen de la pince de préhension (10) de l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou du robot de l’une quelconque des revendications 10 à 13 équipé d’une pince de préhension (10), dans lequel on saisit un produit (P) rigide en pinçant une de ses extrémités entre la face de préhension (1010a) et tout ou partie des doigts de préhension (102) de la pince de préhension (10), et on manipule le produit (P) rigide qui est tenu en porte-à-faux par la pince de préhension (10). [Revendication 16] Procédé selon la revendication 15, dans lequel on positionne et le cas échéant on déplace le produit (P), qui est tenu en porte-à-faux par la pince de préhension (10), par rapport à une unité (2) de mesure 3D, et

   on réalise une acquisition numérique, au moyen de cette unité (2) de mesure 3D, de la géométrie en trois dimensions d’au moins une partie du produit (P), et de préférence au moins de toute la partie du produit (P) qui est en porte-à faux par rapport à la pince de préhension (10). [Revendication 17] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 ou 16, dans lequel on positionne et le cas échéant on déplace le produit (P) qui est tenu en porte-à-faux par la pince de préhension (10), pour traiter automatiquement ledit produit (P). [Revendication 18] Procédé selon la revendication 16, dans lequel on positionne et le cas échéant on déplace le produit (P), qui est tenu en porte-à-faux par la pince de préhension (10), pour traiter automatiquement ledit produit (P), en fonction au moins de la géométrie en trois dimensions de tout ou partie de ce produit, qui a été acquise numériquement au moyen de l’unité (2) de mesure 3D. [Revendication 19] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 à 18, dans lequel on fait coopérer la pince de préhension (10) avec un plateau (31), qui sert de support au produit (P) tenu par la pince de préhension (10), de manière à déplacer en translation, par rapport au plateau (31) la pince de préhension (10) tenant le produit (P), en guidant en translation la pince de préhension (10) au moyen dudit plateau (31). [Revendication 20] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 à 19, dans lequel on fait coopérer la pince de préhension (10) avec un plateau (31) mobile, qui sert de support au produit (P) tenu par la pince de préhension (10), de manière à entraîner le plateau (31) mobile au moyen de la pince de préhension (10). [Revendication 21] Procédé selon l’une quelconque des revendications 19 ou 20, dans lequel le plateau (31) comporte une lumière de guidage (31a) et la pince de préhension (10) comporte un doigt d’indexage (104) apte à être introduit dans ladite lumière de guidage (31a). [Revendication 22] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 à 21, dans lequel on découpe automatiquement le produit (P) rigide tenu par la pince de préhension (10). [Revendication 23] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 à 21, dans lequel on découpe automatiquement en tranches le produit (P) rigide tenu par la pince de préhension (10), et plus particulièrement en tranches de poids sensiblement constant. [Revendication 24] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 à 23 ou utilisation selon la revendication 14, le produit rigide étant un produit alimentaire

   surgelé, et plus particulièrement un poisson surgelé ou une pièce de viande surgelée.