FR3106997A1 - Système de préhension robotisé - Google Patents
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Abstract
Système de préhension (1) pour moyens robotisés comprenant :- un premier préhenseur (2), configuré pour saisir un objet sur une surface telle que la surface d’un convoyeur,- une deuxième préhenseur (3) comprenant des moyens de maintien (30,31), escamotables, configurés pour passer d’une position escamotée (PE) autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur (2) jusqu’à une position de maintien pour laquelle le deuxième préhenseur (3) se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier, au moins dans une première position relative du premier préhenseur par rapport au deuxième préhenseur. Figure de l’abrégé : 3
Description
La présente divulgation est relative à un système de préhension pour moyens robotisés, mais encore un ensemble robotisé, comprenant des moyens robotisés manipulant un tel système de préhension.
La présente divulgation concerne encore une installation de tri comprenant un tel ensemble robotisé.
La présente divulgation relève du domaine de tri d’objets, tel que par exemple le tri de déchets.
L’état de la technique connaît une installation de tri d’objet, automatisée comprenant un convoyeur à bande alimenté en objets à trier, fonctionnant en continu, par une avance constante de la bande du convoyeur.
Une cellule de vision cible une zone aval du convoyeur, et permet d’assurer une étape informatique de reconnaissance d’objets, par comparaison d’images, et l’identification d’un ou plusieurs objets à trier sur le convoyeur.
Un robot, muni d’un préhenseur est agencé sur une zone aval du convoyeur selon le sens d’avance. Un automatisme commande ce robot pour saisir sur la surface du convoyeur les objets identifiés, et les évacuer, par exemple dans différents compartiments de tri, disposés en bord du convoyeur.
Ce préhenseur, peut être pneumatique (agrippant les objets par effet ventouse) ou d’un autre type. Selon les constatations de la Demanderesse, et même si l’étape de reconnaissance d’image se déroule avec succès, mais encore que les moyens robotisés positionnent correctement le préhenseur sur l’objet présent sur la surface du convoyeur, en vue de la saisie de l’objet à évacuer sur la surface du convoyeur, les préhenseurs robotisés connus de l’état de la technique sont à l’origine des défauts importants de préhension sur la ligne de convoyage, que ce soit au moment même de la saisie, ou successivement, lorsque le bras des moyens robotisés évacue l’objet, qui mal maintenu, chute du préhenseur sous l’accélération du bras. Dans les centres de tri, cela oblige de prévoir au moins un opérateur manuel opérant sur un convoyeur en aval de l’installation automatisé de tri pour évacuer les derniers objets ayant fait l’objet d’un défaut de tri par l’installation automatisée.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation.
Il est proposé un système de préhension pour moyens robotisés comprenant:
- un premier préhenseur, configuré pour saisir un objet sur une surface telle que la surface d’un convoyeur,
- un deuxième préhenseur comprenant des moyens de maintien, escamotables, configurés pour passer d’une position escamotée autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à une position de maintien pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier, au moins dans une première position relative du premier préhenseur par rapport au deuxième préhenseur.
- un premier préhenseur, configuré pour saisir un objet sur une surface telle que la surface d’un convoyeur,
- un deuxième préhenseur comprenant des moyens de maintien, escamotables, configurés pour passer d’une position escamotée autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à une position de maintien pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier, au moins dans une première position relative du premier préhenseur par rapport au deuxième préhenseur.
Un tel système de préhension est configuré pour assurer une prise d’un objet par le premier préhenseur, puis son maintien (sa sécurisation) par le deuxième préhenseur, préalablement à son évacuation par déplacement des moyens robotisés.
Dans la position de maintien, l’objet est fermement maintenu au système de préhension: le système de préhension peut être avantageusement déplacé à grande vitesse par les moyens robotisés, sans risque que l’accélération ne provoque la chute de l’objet maintenu fermement au moyen de maintien, et même si l’objet échappe le premier préhenseur, magnétique ou pneumatique. Le système de préhension selon la présente divulgation convient pour assurer des déplacements de l’objet maintenu à grande vitesse, et subissant une forte accélération des moyens robotisés.
Selon des caractéristiques optionnelles de la présente divulgation, prises seules ou en combinaison:
- le système comprend un châssis auquel sont fixés le deuxième préhenseur, ainsi que ledit premier préhenseur par l’intermédiaire de moyen de guidage en translation, entre ledit premier préhenseur et ledit châssis, et dans lequel un actionneur est configuré pour déplacer le premier préhenseur d’une position haute, rétractée et jusqu’à une position basse, déployée, configurée pour la saisie de l’objet par le premier préhenseur;
- le système comprend un automatisme configuré pour assurer la saisie d’un objet par la mise en œuvre de la séquence de préhension suivante:
-- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur alors en position escamotée et successivement,
-- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à la position de maintien pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier;
- à ladite sous étape a) l’automatisme commande ledit actionneur pour assurer le déplacement dudit premier préhenseur de la position haute rétractée, haute jusqu’à une position basse déployée configurée pour assurer la saisie de l’objet;
- à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée jusqu’à la position de maintien, est réalisé conjointement au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur par déplacement dudit premier préhenseur, depuis ladite position basse déployée de saisie, et jusqu’à la position haute rétractée ou alternativement;
- à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée jusqu’à la position de maintien est réalisé successivement au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur par déplacement dudit premier préhenseur, depuis ladite position basse déployée de saisie, et jusqu’à la position haute rétractée;
- le deuxième préhenseur comprend une pelle à godets, et dans lequel la position escamotée est une position d’ouverture de la pelle dans laquelle les deux godets de la pelle sont écartés l’un de l’autre et dans lequel la position de maintien est une position dans laquelle les deux godets se referment l’un sur l’autre sur l’objet saisi par le premier préhenseur, des moyens d’actionnement assurant le passage de la position escamotée à la position de maintien, et inversement;
- dans ladite position de maintien, les deux godets de la pelle à godets du deuxième préhenseur se ferment, en étant disposés de part et d’autre du premier préhenseur;
- les moyens de maintien du deuxième préhenseur comprennent des griffes, susceptibles de maintenir l’objet en le piquant, ainsi qu’un système de dévêtissage des griffes permettant de sortir des griffes de l’objet pour le relâcher;
- les godets de la pelle sont pourvus des griffes sur les deux godets de la pelle, susceptibles de piquer un objet lorsque les deux godets de la pelle se referment l’un contre l’autre;
- le deuxième préhenseur comprend un mécanisme de pince (notamment pince parallélisée, pince grenouillère pince à palonnier), ou encore comprend un préhenseur multi doigts (2 doigts, 3, 4 ou plus)
- le premier préhenseur est un préhenseur magnétique convenant pour la saisie d’objets ferromagnétiques;
- le préhenseur magnétique comprend un ou plusieurs aimants permanents susceptibles de maintenir l’objet ferromagnétique, ainsi qu’un système de dessaisissement de l’objet permettant d’écarter ledit objet des aimants pour assurer le relâchement de l’objet: il peut s’agit d’un dévêtissement piloté de manière pneumatique ou électrique.;
- le premier préhenseur comprend un système de saisie par aspiration, ou encore un préhenseur électrostatique,
- le système comprend un système d’éjection, mécanique ou pneumatique, configuré pour éjecter latéralement l’objet saisi par le premier préhenseur et le deuxième préhenseur, simultanément ou immédiatement après relâchement de l’objet par le premier préhenseur et le deuxième préhenseur.
- le système comprend un châssis auquel sont fixés le deuxième préhenseur, ainsi que ledit premier préhenseur par l’intermédiaire de moyen de guidage en translation, entre ledit premier préhenseur et ledit châssis, et dans lequel un actionneur est configuré pour déplacer le premier préhenseur d’une position haute, rétractée et jusqu’à une position basse, déployée, configurée pour la saisie de l’objet par le premier préhenseur;
- le système comprend un automatisme configuré pour assurer la saisie d’un objet par la mise en œuvre de la séquence de préhension suivante:
-- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur alors en position escamotée et successivement,
-- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à la position de maintien pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier;
- à ladite sous étape a) l’automatisme commande ledit actionneur pour assurer le déplacement dudit premier préhenseur de la position haute rétractée, haute jusqu’à une position basse déployée configurée pour assurer la saisie de l’objet;
- à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée jusqu’à la position de maintien, est réalisé conjointement au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur par déplacement dudit premier préhenseur, depuis ladite position basse déployée de saisie, et jusqu’à la position haute rétractée ou alternativement;
- à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée jusqu’à la position de maintien est réalisé successivement au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur par déplacement dudit premier préhenseur, depuis ladite position basse déployée de saisie, et jusqu’à la position haute rétractée;
- le deuxième préhenseur comprend une pelle à godets, et dans lequel la position escamotée est une position d’ouverture de la pelle dans laquelle les deux godets de la pelle sont écartés l’un de l’autre et dans lequel la position de maintien est une position dans laquelle les deux godets se referment l’un sur l’autre sur l’objet saisi par le premier préhenseur, des moyens d’actionnement assurant le passage de la position escamotée à la position de maintien, et inversement;
- dans ladite position de maintien, les deux godets de la pelle à godets du deuxième préhenseur se ferment, en étant disposés de part et d’autre du premier préhenseur;
- les moyens de maintien du deuxième préhenseur comprennent des griffes, susceptibles de maintenir l’objet en le piquant, ainsi qu’un système de dévêtissage des griffes permettant de sortir des griffes de l’objet pour le relâcher;
- les godets de la pelle sont pourvus des griffes sur les deux godets de la pelle, susceptibles de piquer un objet lorsque les deux godets de la pelle se referment l’un contre l’autre;
- le deuxième préhenseur comprend un mécanisme de pince (notamment pince parallélisée, pince grenouillère pince à palonnier), ou encore comprend un préhenseur multi doigts (2 doigts, 3, 4 ou plus)
- le premier préhenseur est un préhenseur magnétique convenant pour la saisie d’objets ferromagnétiques;
- le préhenseur magnétique comprend un ou plusieurs aimants permanents susceptibles de maintenir l’objet ferromagnétique, ainsi qu’un système de dessaisissement de l’objet permettant d’écarter ledit objet des aimants pour assurer le relâchement de l’objet: il peut s’agit d’un dévêtissement piloté de manière pneumatique ou électrique.;
- le premier préhenseur comprend un système de saisie par aspiration, ou encore un préhenseur électrostatique,
- le système comprend un système d’éjection, mécanique ou pneumatique, configuré pour éjecter latéralement l’objet saisi par le premier préhenseur et le deuxième préhenseur, simultanément ou immédiatement après relâchement de l’objet par le premier préhenseur et le deuxième préhenseur.
La présente divulgation concerne également un ensemble robotisé, comprenant des moyens robotisés manipulant un système de préhension selon la présente divulgation.
La présente divulgation concerne encore une installation de tri d’objets, en continue, comprenant:
- un convoyeur pour des objets à trier configuré pour avancer les objets de manière continue,
- un cellule de vision, comprenant une caméra ciblant une zone amont de la surface du convoyeur, selon le sens d’avancement du convoyeur,
- un ensemble robotisé selon la présente divulgation, comprenant les moyens robotisés manipulant le système de préhension, opérant dans une zone aval de la surface du convoyeur par rapport à la cellule de vision,
et des moyens informatiques et de contrôle configurés pour mettre en œuvre:
- une étape de traitement de l’image acquise par la caméra de la cellule de vision, et l’identification d’au moins un objet à trier par une étape reconnaissance d’image,
- la commande des moyens robotisés et du système de préhension pour permettre la saisie de l’objet identifié par l’étape de reconnaissance d’image, comprenant:
-- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur alors en position escamotée, et successivement,
-- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à la position de maintien pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier,
- l’évacuation de l’objet du convoyeur, à l’issue des sous étape a) et sous étape b) soit par le déplacement par les moyens robotisés du système de préhension dans la position de maintien du second convoyeur, et jusqu’au relâchement de l’objet par l’ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamotée, soit après relevage du système de préhension par la mise en œuvre coordonnée d’une ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE et une éjection de l’objet par un système d’éjection mécanique ou pneumatique.
- un convoyeur pour des objets à trier configuré pour avancer les objets de manière continue,
- un cellule de vision, comprenant une caméra ciblant une zone amont de la surface du convoyeur, selon le sens d’avancement du convoyeur,
- un ensemble robotisé selon la présente divulgation, comprenant les moyens robotisés manipulant le système de préhension, opérant dans une zone aval de la surface du convoyeur par rapport à la cellule de vision,
et des moyens informatiques et de contrôle configurés pour mettre en œuvre:
- une étape de traitement de l’image acquise par la caméra de la cellule de vision, et l’identification d’au moins un objet à trier par une étape reconnaissance d’image,
- la commande des moyens robotisés et du système de préhension pour permettre la saisie de l’objet identifié par l’étape de reconnaissance d’image, comprenant:
-- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur alors en position escamotée, et successivement,
-- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à la position de maintien pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier,
- l’évacuation de l’objet du convoyeur, à l’issue des sous étape a) et sous étape b) soit par le déplacement par les moyens robotisés du système de préhension dans la position de maintien du second convoyeur, et jusqu’au relâchement de l’objet par l’ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamotée, soit après relevage du système de préhension par la mise en œuvre coordonnée d’une ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE et une éjection de l’objet par un système d’éjection mécanique ou pneumatique.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels:
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
Aussi, la présente divulgation est relative à un système de préhension 1 pour moyens robotisés Ro comprenant:
- un premier préhenseur 2, configuré pour saisir un objet O sur une surface S telle que la surface d’un convoyeur 11,
- une deuxième préhenseur 3 comprenant des moyens de maintien 30,31, escamotables, configurés pour passer d’une position escamotée PE autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur 2 jusqu’à une position de maintien PM pour laquelle le deuxième préhenseur 3 se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier, au moins dans une première position relative du premier préhenseur par rapport au deuxième préhenseur.
- un premier préhenseur 2, configuré pour saisir un objet O sur une surface S telle que la surface d’un convoyeur 11,
- une deuxième préhenseur 3 comprenant des moyens de maintien 30,31, escamotables, configurés pour passer d’une position escamotée PE autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur 2 jusqu’à une position de maintien PM pour laquelle le deuxième préhenseur 3 se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier, au moins dans une première position relative du premier préhenseur par rapport au deuxième préhenseur.
Le système de préhension 1 selon la présente divulgation est avantageux en ce qu’il permet de saisir l’objet par le premier préhenseur, éventuellement en le soulevant légèrement de la surface S selon la direction z, avant d’assurer son maintien sûr par le deuxième convoyeur.
Les moyens robotisés peuvent ensuite déplacer le système de préhension 1, suivant les directions x et y, notamment à grande vitesse, et sans que l’accélération ne provoque la chute de l’objet fermement maintenu par les moyens de maintien. Le déplacement latéral du système de préhension 1 par les moyens robotisés représente une première possibilité pour l’évacuation de l’objet.
Selon une deuxième possibilité d’évacuation, le maintien de l’objet par le deuxième préhenseur permet de relever l’objet de la surface S (soit par le système de préhension tel que décrit ci-après qui comprend les moyens de guidage 5 et l’actionneur 6, soit par les moyens robotisés). Un système d’éjection, mécanique ou pneumatique, en particulier embarqué au système de préhension permet la mise en œuvre d’une éjection de l’objet avec ouverture coordonnée des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE. Dans un tel cas, l’évacuation latérale de l’objet ne nécessite pas le déplacement latéral des moyens robotisés. Par exemple et dans le cas d’un système d’éjection du type pneumatique, un tel système peut comprendre une buse générant un jet d’air susceptible d’éjecter l’objet, par exemple relié à une source d’air comprimé. Dans le cas d’un système mécanique, le système peut comprendre un organe mobile dont l’actionnement vient percuter l’objet pour provoquer son éjection et ainsi son évacuation, immédiatement après, ou simultanément au relâchement de l’objet par le premier préhenseur et le deuxième préhenseur.
A ce sujet, le premier préhenseur peut être un préhenseur magnétique configuré pour agripper un objet ferromagnétique. Il peut encore s’agir d’un actionneur pneumatique agrippant l’objet par effet ventouse, par simple contact du préhenseur avec la surface supérieure de l’objet.
Une telle préhension magnétique ou par effet ventouse, est toutefois généralement insuffisante pour assurer un maintien sûr de l’objet lorsque le système subit une forte accélération sous l’action des moyens robotisés, en particulier selon la direction x et y.
Le deuxième préhenseur 3 est ici avantageux en que les moyens de maintien 30,31, escamotables, sont configurés pour passer d’une position escamotée PE autorisant la saisie de l’objet par le première préhenseur 2 jusqu’à une position de maintien PM pour laquelle le deuxième préhenseur 3 se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier, au moins dans une première position relative du premier préhenseur par rapport au deuxième préhenseur.
Dans cette position de maintien PM, l’objet est fermement maintenu au système de préhension: le système de préhension peut être avantageusement déplacé à grande vitesse, sans risque que l’accélération ne provoque la chute de l’objet maintenu fermement aux moyens de maintien 30,31, et même si l’objet échappe le premier préhenseur 3, magnétique ou pneumatique. Le système de préhension selon la présente divulgation convient pour assurer des déplacements de l’objet maintenu à grande vitesse, et subissant une forte accélération des moyens robotisés. Alternativement et selon la deuxième possibilité d’évacuation de l’objet, un tel système de préhension permet au moins de relever l’objet de manière sûr en vue de son évacuation par le système d’éjection, pneumatique ou mécanique.
A cet effet, le moyens de maintien du second préhenseur peuvent assurer le maintien prisonnier de l’objet en l’enfermant/l’entourant physiquement, par exemple entre les deux godets 30,30 d’une pelle du second moyen de maintien et/ou encore en le piquant, par exemple, aux moyens de griffes 7.
Selon un mode de réalisation, illustré aux figures, le système de préhension comprend un châssis 4 auquel sont fixés le deuxième préhenseur 3, ainsi que ledit premier préhenseur 2 par l’intermédiaire de moyen de guidage 5 en translation, entre ledit premier préhenseur 2 et ledit châssis 4. Un actionneur 6 est configuré pour déplacer le premier préhenseur 2 d’une position haute Ph, rétractée et jusqu’à une position basse Pb, déployée, configurée pour la saisie de l’objet par le premier préhenseur 2.
Un tel mécanisme qui comprend les moyens de guidage 5 et l’actionneur 6 est un mécanisme assurant une compensation (de hauteur suivant la direction Z), les différents objets O à saisir pouvant être de différentes dimensions et donc nécessiter différentes positions en hauteur du premier préhenseur 2 pour assurer la saisie de l’objet. Cela permet d’utiliser des moyens robotisés maintenant le châssis de système de préhension à hauteur constante. Alternativement, et lorsque le système de préhension est dépourvu d’un tel système de compensation, il est possible de faire porter la fonction de descente du premier préhenseur par le moyen robotisé, par la descente puis la montée du système de préhension dans son ensemble. Cette dernière solution nécessite toutefois des moyens robotisés plus complexe, avec un degré de liberté supplémentaire pour le robot.
Ainsi, et de manière générale, que le système de préhension comprenne le mécanisme assurant la compensation (ou non), ledit système de préhension peut comprendre un automatisme configuré pour assurer la saisie d’un objet par la mise en œuvre de la séquence de préhension suivante:
- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur 2, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur 3 alors en position escamotée PE et, successivement,
-une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée PE autorisant la saisie de l’objet par le première préhenseur jusqu’à la position de maintien PM pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier.
- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur 2, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur 3 alors en position escamotée PE et, successivement,
-une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée PE autorisant la saisie de l’objet par le première préhenseur jusqu’à la position de maintien PM pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier.
Lorsque le système de préhension 1 comprend le mécanisme de compensation, à ladite sous étape a) l’automatisme commande ledit actionneur pour assurer le déplacement dudit premier préhenseur 2 de la position haute PH rétractée, haute jusqu’à une position basse Pb déployée configurée pour assurer la saisie de l’objet. Ladite position basse Pb du premier préhenseur 1 correspond à la position où le premier préhenseur entre en contact avec la surface supérieure de l’objet, et non à une position absolue. Dans ce but, l’actionneur 6 peut être un actionneur pneumatique, tel qu’un vérin pneumatique, qui peut éventuellement autoriser une mise en butée basse, par exemple sans contrôle et sans endommagement, et il peut encore s’agir d’un vérin hydraulique ou électrique qui nécessiterait un asservissement avec contrôle de l’effort pour s’assurer différentes positions possibles de la fin de course basse, sans dommage du système de préhension, ou de la surface du convoyeur sur laquelle repose les objets.
Selon un mode de réalisation, à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée PE jusqu’à la position de maintien PM peut être réalisé, successivement, au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur par déplacement dudit premier préhenseur, depuis ladite position basse Pb déployée de saisie, et jusqu’à la position haute Ph rétractée.
Toutefois, et selon un mode de réalisation avantageux, permettant de limiter le temps d’exécution, à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée jusqu’à la position de maintien est réalisée conjointement au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur 2 par déplacement dudit premier préhenseur 2, depuis ladite position basse Pb déployée de saisie, et jusqu’à la position haute Ph rétractée.
Selon un mode de réalisation, le deuxième préhenseur 3 comprend une pelle à godets, et dans lequel la position escamotée PE est une position d’ouverture de la pelle dans laquelle les deux godets 30,31 de la pelle sont écartés l’un de l’autre, comme visible à la figure 3 ou 7. Dans cette position escamotée, les deux godets de la pelle libèrent un dégagement inférieur permettant au premier préhenseur 2 de saisir l’objet.
La position de maintien PM est une position dans laquelle les deux godets 30,31 se referment l’un sur l’autre sur l’objet saisi par le premier préhenseur 2, et comme compréhensible des figures 4 ou 6. Des moyens d’actionnement 8 assurent le passage de la position escamotée PE à la position de maintien PM, et inversement.
Selon un mode de réalisation, les deux godets de la pelle sont articulés au châssis suivant deux axes de pivot, par exemple parallèles entre eux. Les moyens d’actionnement pour le déplacement des godets de leur position escamotée PE vers la position de maintien PM peuvent être des actionneurs pneumatiques.
Dans ladite position de maintien PM, les deux godets 30, 31 de la pelle à godets du deuxième préhenseur 3 se referment l’un contre l’autre, en étant disposés de part et d’autre du premier préhenseur 2, notamment dans sa position haut rétracté Ph.
Selon un mode de réalisation, les godets de la pelle sont pourvus des griffes 7 sur les deux godets de la pelle, susceptibles de piquer un objet lorsque les deux godets de la pelle se referment l’un contre l’autre, dans la position de maintien PM. Les griffes 7 peuvent être déployable(s)/rétractable(s) sous la commande d’un actionneur 70 notamment pneumatique. Dans la position déployée, les griffes s’étendent en saillie au-delà du bord inférieur 32 de chaque godet 30 ou 31 permettant de piquer l’objet lorsque les godets de la pelle se referment l’un contre l’autre. La rétractation des griffes 7 au-delà du bord inférieur 32 permet de dévêtir les griffes de l’objet et donc de le relâcher.
Selon un exemple non illustré, le deuxième préhenseur peut comprendre un mécanisme de pince, ou encore comprend un préhenseur multi doigts.
Selon un mode de réalisation, le premier préhenseur 2 est un préhenseur magnétique 20;21 convenant pour la saisie d’objets ferromagnétiques. Le préhenseur magnétique 20 comprend un ou plusieurs aimants permanents 22 susceptibles de maintenir l’objet ferromagnétique, ainsi qu’un système de dessaisissement de l’objet permettant d’écarter ledit objet des aimants pour assurer le relâchement de l’objet. Selon le mode de réalisation notamment visible aux figures 3 et 4, les aimants permanents 22 sont montés aux extrémités inférieures de tiges verticales, faisant partie des moyens de guidage 5. Sous l’effet de l’actionneur notamment pneumatiques 6, ces tiges permettent de déplacer les aimants 22 de la position basse Pb, déployée, visible à la 3, jusqu’à la position haute Ph rétractée, visible à la figure 4.
Le système de dévêtissage comprend une plaque 9, présentant des orifices traversés par les tiges qui permettent, sous l’action d’un actionneur 90 de pousser l’objet ferromagnétique hors de l’attraction des aimants, ladite plaque descendant alors au-dessous des aimants 22.
Le préhenseur magnétique 21 du mode de réalisation de la figure 7 comprend encore un aimant permanent (interne), qui sous l’action d’une commande pneumatique se rapproche pour saisir un objet ferromagnétique ou s’écarter de la partie inférieure du préhenseur 21, pour relâcher l’objet ferromagnétique. Selon un autre mode de réalisation non illustré, le préhenseur magnétique peut être un électroaimant.
Selon un autre mode de réalisation, le premier préhenseur peut comprendre un système de saisie par aspiration, l’aspiration pouvant être obtenue par venturi ou autre. Il peut encore d’agir un préhenseur électrostatique, configuré pour se charger d’électricité électrostatique.
Selon un mode de réalisation, la présente divulgation concerne encore un ensemble robotisé, comprenant des moyens robotisés Ro manipulant un système de préhension 1 tel que précédemment décrit.
La présente divulgation concerne encore une installation de tri d’objets 10, en continue, comprenant:
- un convoyeur 11 pour des objets à trier configuré pour avancer les objets de manière continue,
- un cellule de vision 12, comprenant une caméra ciblant une zone amont Za de la surface du convoyeur, selon le sens d’avancement du convoyeur 11,
- un ensemble robotisé selon la présente divulgation, comprenant les moyen robotisés Ro manipulant le système de préhension 1, opérant dans une zone aval Zv de la surface du convoyeur par rapport à la cellule de vision 12,
et des moyens informatiques et de contrôle configurés pour mettre en œuvre:
- une étape de traitement de l’image acquise par la caméra de la cellule de vision, et l’identification d’au moins un objet à trier par une étape reconnaissance d’image,
- la commande des moyens robotisés et du système de préhension pour assurer la saisie de l’objet identifié par l’étape de reconnaissance d’image, l’étape de saisie comprenant:
-- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur 2, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur alors en position escamotée PE et successivement,
-- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée PE autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à la position de maintien PM pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier,
- l’évacuation de l’objet du convoyeur 11, à l’issue des sous étape a) et sous étape b) soit par le déplacement (latéral suivant les directions x et/ou y) du système de préhension par les moyens robotisés notamment dans la position de maintien PM du second convoyeur, et jusqu’au relâchement de l’objet par l’ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE, soit après relevage de l’objet par le système de préhension, par la mise en œuvre coordonnée (simultanée ou légèrement décalée) d’une ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE et d’une éjection de l’objet par le système d’éjection mécanique ou pneumatique
- un convoyeur 11 pour des objets à trier configuré pour avancer les objets de manière continue,
- un cellule de vision 12, comprenant une caméra ciblant une zone amont Za de la surface du convoyeur, selon le sens d’avancement du convoyeur 11,
- un ensemble robotisé selon la présente divulgation, comprenant les moyen robotisés Ro manipulant le système de préhension 1, opérant dans une zone aval Zv de la surface du convoyeur par rapport à la cellule de vision 12,
et des moyens informatiques et de contrôle configurés pour mettre en œuvre:
- une étape de traitement de l’image acquise par la caméra de la cellule de vision, et l’identification d’au moins un objet à trier par une étape reconnaissance d’image,
- la commande des moyens robotisés et du système de préhension pour assurer la saisie de l’objet identifié par l’étape de reconnaissance d’image, l’étape de saisie comprenant:
-- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur 2, lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur alors en position escamotée PE et successivement,
-- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée PE autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur jusqu’à la position de maintien PM pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier,
- l’évacuation de l’objet du convoyeur 11, à l’issue des sous étape a) et sous étape b) soit par le déplacement (latéral suivant les directions x et/ou y) du système de préhension par les moyens robotisés notamment dans la position de maintien PM du second convoyeur, et jusqu’au relâchement de l’objet par l’ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE, soit après relevage de l’objet par le système de préhension, par la mise en œuvre coordonnée (simultanée ou légèrement décalée) d’une ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE et d’une éjection de l’objet par le système d’éjection mécanique ou pneumatique
Il est encore à noter que cette dernière étape d’évacuation peut être réalisée à grande vitesse lorsque obtenu les moyens robotisés, grâce aux moyens de maintien qui assurent un maintien ferme de l’objet au système de préhension, sans risque que l’accélération latérale ne provoque une perte non souhaitée de l’objet.
Les présentes solutions techniques peuvent trouver à s’appliquer notamment au tri d’objets, et en particulier au tri de déchets, avec un système de préhension robotisé assurant une meilleure préhension des objets à trier, et à grande vitesse. On limite les erreurs de tri de l’installation de tri automatisée, et avec une cadence importante de tri permise par le système de préhension, et par comparaison à l’état de la technique.
- 1: Système de préhension,
- 2: Premier préhenseur,
- 20,21: Préhenseur magnétique,
- 22. Aimants permanents,
- 3: Deuxième préhenseur,
- 30,31. Godets de la pelle,
- 4. Châssis
- 5. Moyen de guidage (entre le premier préhenseur et le châssis),
- 6. Actionneur (déplacement premier préhenseur de la position haute, rétractée ver la position basse, déployée),
- 7. Griffe(s),
- 70 Actionneur (griffes rétractables)
- 8. Moyens d’actionnement (deuxième préhenseur 3)
- 9,90 Plaque et actionneur du système de dévêtissage (aimant)
- 10 Installation de tri d’objets,
- 11. Convoyeur,
- 12. Cellule de vision,
- Ro Moyens robotisés.
- PE: Position escamotée (Deuxième préhenseur),
- PM: Position de maintien (Deuxième préhenseur)
- Ph. Position haute rétractée du premier préhenseur,
- Pb Position basse déployée du premier préhenseur,
- 2: Premier préhenseur,
- 20,21: Préhenseur magnétique,
- 22. Aimants permanents,
- 3: Deuxième préhenseur,
- 30,31. Godets de la pelle,
- 4. Châssis
- 5. Moyen de guidage (entre le premier préhenseur et le châssis),
- 6. Actionneur (déplacement premier préhenseur de la position haute, rétractée ver la position basse, déployée),
- 7. Griffe(s),
- 70 Actionneur (griffes rétractables)
- 8. Moyens d’actionnement (deuxième préhenseur 3)
- 9,90 Plaque et actionneur du système de dévêtissage (aimant)
- 10 Installation de tri d’objets,
- 11. Convoyeur,
- 12. Cellule de vision,
- Ro Moyens robotisés.
- PE: Position escamotée (Deuxième préhenseur),
- PM: Position de maintien (Deuxième préhenseur)
- Ph. Position haute rétractée du premier préhenseur,
- Pb Position basse déployée du premier préhenseur,
Claims (18)
- Système de préhension (1) pour moyens robotisés (Ro) comprenant:
- un premier préhenseur (2), configuré pour saisir un objet (O) sur une surface (S) telle que la surface d’un convoyeur (11),
- une deuxième préhenseur (3) comprenant des moyens de maintien (30,31), escamotables, configurés pour passer d’une position escamotée (PE) autorisant la saisie de l’objet par le premier préhenseur (2) jusqu’à une position de maintien (PM) pour laquelle le deuxième préhenseur (3) se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier, au moins dans une première position relative du premier préhenseur par rapport au deuxième préhenseur. - Système de préhension selon la revendication 1, comprenant un châssis (4) auquel sont fixés le deuxième préhenseur (3), ainsi que ledit premier préhenseur (2) par l’intermédiaire de moyen de guidage (5) en translation, entre ledit premier préhenseur (2) et ledit châssis (4), et dans lequel un actionneur (6) est configuré pour déplacer le premier préhenseur (2) d’une position haute (Ph), rétractée et jusqu’à une position basse (Pb), déployée, configurée pour la saisie de l’objet par le premier préhenseur (2).
- Système de préhension selon la revendication 1 ou 2 comprenant un automatisme configuré pour assurer la saisie d’un objet par la mise en œuvre de la séquence de préhension suivante:
- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur (2), lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur (3) alors en position escamotée (PE) et successivement,
- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée (PE) autorisant la saisie de l’objet par le première préhenseur jusqu’à la position de maintien (PM) pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier. - Système selon les revendications 2 et 3, dans lequel à ladite sous étape a) l’automatisme commande ledit actionneur (6) pour assurer le déplacement dudit premier préhenseur (2) de la position haute (PH) rétractée, haute jusqu’à une position basse (Pb) déployée configurée pour assurer la saisie de l’objet.
- Système selon la revendication 4, dans lequel à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée jusqu’à la position de maintien est réalisé conjointement au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur (2) par déplacement dudit premier préhenseur (2), depuis ladite position basse (Pb) déployée de saisie, et jusqu’à la position haute (Ph) rétractée.
- Système selon la revendication 4, dans lequel à la sous étape b) le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée (PE) jusqu’à la position de maintien (PM) est réalisé successivement au relevage de l’objet saisi par le premier préhenseur par déplacement dudit premier préhenseur, depuis ladite position basse (Pb) déployée de saisie, et jusqu’à la position haute (Ph) rétractée.
- Système selon l’une des revendications 1 à 6 dans lequel le deuxième préhenseur (3) comprend une pelle à godets, et dans lequel la position escamotée (PE) est une position d’ouverture de la pelle dans laquelle les deux godets (30,31) de la pelle sont écartés l’un de l’autre et dans lequel la position de maintien (PM) est une position dans laquelle les deux godets (30,31) se referment l’un sur l’autre sur l’objet saisi par le premier préhenseur (2), des moyens d’actionnement (8) assurant le passage de la position escamotée (PE) à la position de maintien (PM), et inversement.
- Système selon la revendication 7, dans lequel dans ladite position de maintien (PM), les deux godets (30, 31) de la pelle à godets du deuxième préhenseur (3) se ferment, en étant disposés de part et d’autre du premier préhenseur (2).
- Système selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens de maintien du deuxième préhenseur (3) comprennent des griffes (7), susceptibles de maintenir l’objet en le piquant, ainsi qu’un système de dévêtissage des griffes permettant de sortir des griffes de l’objet pour le relâcher.
- Système selon la revendication 7 ou 8 en combinaison avec la revendication 9, dans lequel les godets de la pelle sont pourvus des griffes (7) sur les deux godets de la pelle, susceptibles de piquer un objet lorsque les deux godets de la pelle se referment l’un contre l’autre.
- Système selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le deuxième préhenseur comprend un mécanisme de pince, ou encore comprend un préhenseur multi doigts.
- Système selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel le premier préhenseur (2) est un préhenseur magnétique (20;21) convenant pour la saisie d’objets ferromagnétiques.
- Système selon la revendication 12 dans lequel le préhenseur magnétique (20) comprend un ou plusieurs aimants permanents (22) susceptibles de maintenir l’objet ferromagnétique, ainsi qu’un système de dessaisissement de l’objet permettant d’écarter ledit objet des aimants pour assurer le relâchement de l’objet.
- Système de préhension selon la revendication 11, dans lequel le préhenseur magnétique comprend un électro-aimant.
- Système selon l’une des revendications 1 à 14 dans le premier préhenseur (2) comprenant un système de saisie par aspiration.
- Système selon l’une des revendications 1 à 15, comprenant un système d’éjection, mécanique ou pneumatique, configuré pour éjecter latéralement l’objet saisi par le premier préhenseur et le deuxième préhenseur, simultanément ou immédiatement après relâchement de l’objet par le premier préhenseur et le deuxième préhenseur.
- Ensemble robotisé, comprenant des moyens robotisés (Ro) manipulant un système de préhension (1) selon l’une des revendications 1 à 16.
- Installation de tri d’objets (10), en continue, comprenant:
- un convoyeur (11) pour des objets à trier configuré pour avancer les objets de manière continue,
- un cellule de vision (12), comprenant une caméra ciblant une zone amont (Za) de la surface du convoyeur, selon le sens d’avancement du convoyeur (11),
- un ensemble robotisé selon la revendication 17, comprenant les moyens robotisés (Ro) manipulant le système de préhension (1), opérant dans une zone aval (Zv) de la surface du convoyeur par rapport à la cellule de vision (12),
et des moyens informatiques et de contrôle configurés pour mettre en œuvre:
- une étape de traitement de l’image acquise par la caméra de la cellule de vision, et l’identification d’au moins un objet à trier par une étape reconnaissance d’image,
- la commande des moyens robotisés et du système de préhension pour permettre la saisie de l’objet identifié par l’étape de reconnaissance d’image, comprenant:
-- une sous étape a) de saisie de l’objet par ledit premier préhenseur (2), lesdits moyens de maintien du deuxième préhenseur alors en position escamotée (PE) et successivement,
-- une sous étape b) de maintien de l’objet saisi par le premier préhenseur par le passage des moyens de maintien, escamotables, de la position escamotée (PE) autorisant la saisie de l’objet par le première préhenseur jusqu’à la position de maintien (PM) pour laquelle le deuxième préhenseur se referme sur l’objet saisi par le premier préhenseur en le maintenant prisonnier,
- l’évacuation de l’objet du convoyeur (11), à l’issue des sous étape a) et sous étape b) soit par le déplacement du système de préhension par les moyens robotisés dans la position de maintien (PM) du second convoyeur, et jusqu’au relâchement de l’objet par l’ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté (PE), soit après relevage de l’objet par le système de préhension, par la mise en œuvre coordonnée d’une ouverture des moyens de maintien alors passés dans leur position escamoté PE et d’une éjection de l’objet par le système d’éjection mécanique ou pneumatique du système selon la revendication 16.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2023144474A1 (fr) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | Psa Automobiles Sa | Dispositif de manipulation de pièces à capacité de retournement |
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2020
- 2020-02-10 FR FR2001284A patent/FR3106997B1/fr active Active
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| FR3106997B1 (fr) | 2023-07-21 |
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