WO2007147969A2 - Installation d’encaissage d’objets du type bouteilles de formats varies - Google Patents

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WO2007147969A2
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Eric Devaux
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B21/00—Packaging or unpacking of bottles
    • B65B21/02—Packaging or unpacking of bottles in or from preformed containers, e.g. crates
    • B65B21/14—Introducing or removing groups of bottles, for filling or emptying containers in one operation
    • B65B21/18—Introducing or removing groups of bottles, for filling or emptying containers in one operation using grippers engaging bottles, e.g. bottle necks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/10—Process

Definitions

  • each display is reactive, that is to say it is relatively free, floating, and that it cooperates with the handling head, through the tool of gripping which he is responsible for, both at the time of the removal operation of the tool group than during the handling operation by said handling head.
  • the coupler which is disposed between the handling head and each gripping tool is of the type comprising a latch, which latch is, on the one hand, subjected to a resilient member of the spring type for locking said tool on said head and, on the other hand, subjected to remote control means for unlocking said tool.
  • the base of the skirt of the display comprises a vertical axis which is integral with the store structure, which axis comprises two guides which act as centering members and seats for said skirt: a guide arranged at its upper part and - a guide of the same type arranged at its lower part, which guides are in the form of truncated cones oriented in the same way, with their apex pointing downwards, and they cooperate with correspondingly shaped spans arranged at the upper and lower ends of said skirt.
  • the magazine consists of a mobile structure, mounted on slides which are grafted laterally on the general frame of the installation, which store is movable by means of a switching member , of the jack type, disposed between said frame and said store structure, passing the latter from its inactive position, out of the field of action of the bottle handling head, to its active position which is located in said maneuvering field of said head and in particular at the bottle handling station by said handling head.
  • the store comprises several reception areas of the tool groups: a free zone for receiving and receiving the group of tools in place on the handling head and at least one d-zone; hosting and storage of one or more groups of tools that can be used alternatively, and it includes means for controlling the presence, or absence, of the different groups of tools, which control means are arranged to control the presence or absence of said tools, both in the store and on the handling head.
  • the invention also relates to the method of changing the gripping tools for a boxing installation as described above; this method consists, for taking said tools into the magazine: - to release the latch of the coupler which is located between the handling head and each gripping tool so as to reduce the coupling force of said tools with said couplers and, - slightly pressing said manipulator head on said tools to react the latter and in particular their respective displays which, under the effect of their suspension, automatically and elastically position said tools in their respective couplers.
  • the method consists, at the time of removal of the group of gripping tools in the magazine, in simultaneously applying, to each tool, the pneumatic pressure for operating said tools, so as to to promote, at each coupler, the ejection of said tools.
  • FIG. 1 is a schematic top view of the boxing installation according to the invention.
  • Figure 3 is a left view of Figure 2;
  • FIG. 4 shows, firstly, a display which is waiting for a tool and, secondly, the assembly of said tool with its coupler;
  • - Figure 7 shows the reaction capacity of the display according to the solicitations of the gripping tool when the latter, which is shown in fine mixed lines, is deposited or taken up by the handling head;
  • - Figure 8 shows the establishment of the tail of the gripper in its housing on the coupler;
  • the installation shown in FIG. 1 comprises a conveyor (1) for feeding the bottles (2) to be collected, which bottles are separated by corridors (3) and they are grouped together, at the end of the conveyor (1), by means of a stop (4) which defines, in a certain way, the station (5) where the bottles are supported.
  • this conveyor (1) On the side of this conveyor (1) for supplying the bottles, there is the conveyor (6) for supplying empty boxes (7); these boxes (7) are intended to accommodate the bottles at the leveling station (9) which is located on the side and vis-à-vis the position (5) support.
  • the transfer of the bottles between the handling station (5) and the packing station (9) is carried out by means of a handling head (10) which is arranged to take a batch of bottles and move this batch of bottles. one post to another.
  • the bottle handling head (10) comprises gripping tools (11) the number of which is in agreement with the number of compartments (12) of the crate or crates (7) which are intended to accommodate the bottles.
  • These tools (11) are commonly called tulips because of their shape that looks like an inverted chalice. In the rest of the text, it will be indifferent whether tulips or tools with the same mark (11).
  • These tools (11) are integral with the head (10) and each fixed by means of a coupler (13) which allows them to be mounted and dismounted easily to change the model depending on the size of the bottles and in particular the shape and diameter of the necks of these bottles. This coupler (13) will be detailed later in connection with FIGS. 4, 8 and 9.
  • the conveyor (1) for feeding the bottles is placed on the frame (14) of the installation and this frame supports, arranged at the end said conveyor (1) supply, a store (15) arranged to store and accommodate groups of tools (11) for gripping.
  • This magazine (15) is preferably positioned near the bottle handling head (10).
  • the magazine (15) is movable between an inactive position where it is outside the field of intervention of the handling head (10) and a position where it is located at level of the position (5) of support to allow the operation of changing the group of tools (11) gripping.
  • This constructive arrangement corresponds to a particular embodiment that makes it possible to integrate the magazine (15) in a boxing installation without complicating the movements of the bottle handling head (10).
  • the magazine (15) can be fixed or positioned in all areas accessible by said handling head (10), either next to the station (9) boxing, or between the latter and the station (5) support.
  • the magazine (15) is in the form of a bridge and its upper part is in the form of a plate (16), which plate (16) can be positioned at the loading station (5), above the corridors (3) of the bottles and possibly above them.
  • the tray (16) of the magazine (15) is carried on one side by a wall-shaped lateral structure (17) whose lower part is guided on the general frame (14) of the installation by means of a pair of slides (19).
  • the plate (16) is carried by a rail (20) which is also secured to the frame (14), which plate comprises rolling rollers (21) which roll on said rail (20) in such a way that to provide a high degree of accuracy in guiding and positioning this magazine (15) relative to the handling head (10).
  • This rail (20) can be located in height, as shown in Figures 2 and 3, at a level that is close to, for example, that of bottlenecks (2), or lower, just above the level of the corridors (3) the care station (5).
  • the slides (19), like the rail (20), are horizontal, parallel to the plane of the conveyor (1) which brings the bottles to the position (5) of support.
  • the magazine (15) is manipulated, to move from its inactive position to its active position of reception or delivery tools (11) gripping, by means of a maneuver member of the type jack (22) which intervenes for example, between the side wall (17) of the magazine (15) and the frame (14).
  • the plate (16) is arranged to accommodate two groups of different tools (11) for gripping; each group of tools (11) being adapted to a format of bottles or, as the case may be, to several formats of bottles.
  • Each group of tools (11) for gripping comprises, for example, two rows of tools (11) arranged in parallel.
  • each group of gripping tools (11) has been limited to two rows and the number of gripping tools in rows is eight, by way of example.
  • This arrangement of the tray (16) of the magazine (15) to accommodate the tools (11) consists of a multitude of displays (23) which are independent of each other and integral with said plate (16).
  • a display (23) is shown in Figure 4, installed on the tray (16) of the magazine (15). This display (23) is positioned under a tool (11) for gripping which is assembled to the coupler (13) whose detail will be given later.
  • the display (23) comprises a pin-shaped centering device (25) whose external dimensions correspond to that of the internal cavity (26) of the gripping tool (11), which internal cavity (26) is visible in FIGS. 7 and 8 in particular.
  • This pin (25) comprises, at its lower part, a flange (27) which acts as a stop for the lower rim of the tool (11) and which also constitutes the reference plane of removal of said tool (11).
  • the spindle (25) of the display (23) is, as shown in Figure 5 in more detail, in the form of a skirt (28); this skirt (28) consists of a vertical cylindrical tubular body with, at its upper part, an inlet cone and, at its lower part, the flange (27) which serves as a stop.
  • the skirt (28) is mounted on a particular structure which is shown, alone, FIG. 6.
  • This structure forms a base (30) which is integral with the tray (16) of the magazine (15) and serves as a seat for the skirt (28).
  • This base (30) consists of an axis (31) which is integral with the tray (16) of the magazine (15) and extends vertically perpendicularly to said plate (16).
  • This axis (31) comprises, as represented in FIG. 6, two guides which center the skirt (28) and form the seat thereof: a guide (33) arranged at the top and a guide (34) of the same type arranged at the lower part; these two guides (33, 34) correspond to truncated cones which are oriented in the same way with their top downwards, that is to say towards the plate (16).
  • the upper guide (33) of the base (30) cooperates with a bearing (35) of corresponding shape arranged at the upper part of the skirt (28).
  • the lower seat (34) of the base (30) cooperates with a bearing surface (36) which is arranged on a washer (37); this washer (37) closes the lower part of the skirt (28) and is integral with the collar (27) of said skirt (28).
  • the skirt (28) is urged permanently against the two guides (33, 34) by appropriate means detailed below which tend to maintain in its normal position of support and storage tools (11) gripping.
  • the means used to urge the skirt (28) permanently against the two guides (33, 34) consist of a spring-like elastic member (39) which is centered on the axis (31) of the base (30) ; this spring (39) is interposed between the lower seat (34) and a shoulder (40) formed in the upper part of the skirt (28), under the upper conical bearing surface (35) of the latter.
  • the skirt (28) has a certain degree of freedom with respect to its two guides (33, 34); it is mounted floating and it can therefore react elastically to the stresses of the handling head, not apparent, through the tool (11) gripping it accommodates, which tool (11) is partially represented in fine mixed lines.
  • all the pins (25) can absorb the positioning differences and adapt flexibly to the position of the various tools (11) they host, which allows each tool (11) to slide smoothly on the skirt (28) of its spindle (25) home to the collar (27) of the latter.
  • Figure 4 also shows the gripping tool (11) assembled to the coupler (13) by means of a latch (41).
  • the coupler (13) comprises a latch (41) in the form of a bolt which cooperates with the upper end, or end, of the rod (42) of the tool (11) gripping; this latch (41) is, for example, permanently biased by a spring-like resilient member (43) to hold said rod (42) and is arranged to form, with the body of said coupler (13), a kind of jack the maneuver is effected by means of a suitable fluid supplied by the conduit (44) so as to release said rod (42) by unlocking it.
  • a coupler of this type is described in particular in document EP 274 332.
  • Figure 8 shows the tool (11) for gripping installed on its display (23) and also shows the latch (41) in the inactive position of the locking rod (42) of this tool (11).
  • This position of the coupler (13) with respect to the tool (11) is noticed during the operation of supporting said tool (11) by said coupler (13) or, as the case may be, during the operation of releasing said tool (11) with respect to said coupler (13).
  • the rod (42) can be ejected using the pressurized fluid which serves to inflate the membrane (45) of the tool (11).
  • the application of this fluid, compressed air is effected by the conduit (46) of each tool (11) and causes the inflation of their membrane (45), which membrane (45) is tightened on the skirt ( 48) of the display (23), which has the effect of immobilizing each tool (11) on its display (23) and this compressed air can, simultaneously, exert pressure on the end of the rod (42) of said tool (11), facilitating its ejection out of the coupler (13).
  • Figure 9 shows a tool (11) gripping which is released relative to the coupler (13), which tool (11) is in the storage position in the magazine (15).
  • FIG. 8 the presence of sensors (50, 51) which control the presence or absence of the tools (11), both in the magazine (15) and on the gripping head (10) and in particular under the couplers (13).
  • These sensors (50, 51) may consist of photocells or a vision system that controls the presence and / or absence of tulips.
  • sensors (50) monitor the presence or absence of tools (11) in the magazine and sensors (51) monitor the presence, or absence, of tools (11) under couplers (13). These sensors (50, 51) each monitor a line of tools (11) or couplers (13). There are as many sensors (50) as rows, or rows, of tools (11) in the magazine (15); the same applies to the sensors (51) whose number corresponds to the number of coupler lines (13).
  • FIGS. 10 to 21 illustrate a complete operation of changing tools (11) for gripping with, as a starting point, FIG.
  • the magazine (15) is in the inactive position, loaded with a group of tools (11) which correspond to small tulips.
  • the handling head (10) operates with a group of tools (11) whose tulips are adapted to large size bottles (2).
  • the magazine (15) is moved by means of its jack (22); it is brought to the level of the bottle handling station (5), with its stock of tools (11), as represented in FIG. 10. It can be seen, FIG. 11, that the handling head (10) is positioned above the display units (23) which are free to deposit the tools (11) to be stored.
  • the handling head (10) goes down and the set of gripping tools (11) is flexibly threaded onto the pins (25) of the display units (23), as shown in FIGS. 8.
  • the latches (41) are actuated simultaneously, as detailed previously in connection with Figure 8 and to promote the ejection of said tools (11), the pressure is established in said tools which has the effect of clamping each tool (11) on the skirt (28) of the display (23) corresponding and simultaneously to exert pressure on the rod (42) of each tool (11).
  • the head (10) can then go up, as shown in FIG. 14, and it shifts laterally, as represented in FIG. 15.
  • this offset makes it possible to check, with the help of the sensors (51), that all the couplers (13) are free.
  • These sensors (51) are, for example, distributed on either side of the median vertical plane of the plate (16).
  • the offset can be continued in order to place the couplers (13) above the displays (23) and the head (10) can descend, as shown in Figures 16 and 17, to support the other group of tools (11) whose tulips are better adapted to the new bottle format.
  • the head (10) automatically adapts to the distance of the display (23) on the tray (16) of the magazine (15).
  • these displays (23) are distributed on the plate (16) regularly with the same spacing which allows to have a relatively universal magazine (15) capable of accommodating different kinds of groups of gripping tools .
  • the plate (16) is shown with two groups corresponding to two models of tools (11) in the different figures, but it can comprise three groups and more depending on the versatility of the installation.
  • the handling head (10) When the handling head (10) is equipped with the new tools (11) gripping, it can go up as shown in Figures 18 and 19 and, at the same time, the sensors (50) verify that all tools have left their display (23).
  • the magazine (15) is retracted out of the position (5) of support, to release the passage and the head (10) handling can resume its packing rates for the new format of bottles.
  • cylinders (2) of particular shape which need, for example, to be maintained in an unchanged position between their handling by the head (11) gripping and their deposit at the cash desk by this same head. This is particularly the case of square-shaped bottles for which it is necessary to keep the same position between the one they occupy at the conveyor (1) supply and that they will have in the box (7) packaging.
  • the coupler may comprise, for example, a pin, not shown, which cooperates with a slot of complementary shape arranged on the rod (42) of each tool (11).
  • This indexing of the tools (1 1) with respect to their coupler may be necessary for bottles of square section but also for bottles or other.

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Abstract

L'installation d'encaissage comprend une tête (10) de manipulation qui comporte des outils (11) de préhension, du genre tulipes, lesquels outils sont solidaires de ladite tête (10) au moyen de coupleurs (13) désactivables pour permettre leur changement afin de disposer d'outils adaptés aux différents formats des bouteilles (2) à manipuler, L'installation comporte un magasin (15) permettant de loger au moins deux groupes d'outils (11) distincts, lequel magasin (15) comprend une multitude de présentoirs (23) adaptés aux formes et dimensions desdits outils, lesquels présentoirs (23) sont constitués d'une broche (25) pour accueillir lesdits outils (11), laquelle broche (25) est du type flottante afin d'apporter une certaine souplesse et surtout de coopérer avec lesdits outils (11) aussi bien au moment de l'opération de dépose que lors de l'opération de prise en charge de ces derniers. Le magasin (15) est mobile, monté sur des glissières (19), pour passer de sa position inactive, hors du champ de manœuvre de la tête (10) de manipulation des bouteilles, à sa position active dans ledit champ de manoeuvre de ladite tête (10) et en particulier au niveau du poste (5) où les bouteilles sont prises en charge par ladite tête (10).

Description

Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles de formats variés.
La présente invention concerne les installations d'encaissage d'objets du genre bouteilles, flacons ou autres, et en particulier une installation qui est adaptée pour manipuler et réaliser l'encaissage d'objets du genre bouteilles, dont les formats peuvent varier selon les séries de bouteilles à mettre en caisses.
Sur ces installations, les bouteilles arrivent en ligne, dans des couloirs de positionnement ; elles sont regroupées et sont prises en charge au moyen d'une tête de manipulation qui les dépose dans une caisse appropriée, ou plusieurs caisses selon le cas, sur un convoyeur, ou autre, disposé sur le côté desdits couloirs. Certaines installations, qui présentent un caractère universel, sont adaptées pour manipuler plusieurs formats de bouteilles. Il faut, dans ce cas changer les outils de préhension, lesquels outils, lorsqu'il s'agit de bouteilles, sont communément appelés des tulipes. Dans la suite du texte d'ailleurs, il sera essentiellement question de bouteilles et de tulipes pour rester simple. Les outils de préhension sont conçus pour convenir à plusieurs formats de bouteilles dont les dimensions sont relativement voisines. Mais lorsque la variété des formats et l'amplitude des dimensions sont importantes, il faut changer tous les outils et en installer d'autres qui puissent prendre en charge une autre gamme de formats de bouteilles. Ce changement s'opère manuellement, outil par outil. Le nombre d'outils peut être relativement important, de l'ordre de 36 à 48 ou plus selon les capacités de l'installation d'encaissage.
Pour réaliser cette opération, l'opérateur dispose d'un stock d'outils qui sont placés dans une sorte de magasin situé à proximité de l'installation. La présente invention propose une installation qui est aménagée pour réaliser ce genre d'opération sans nécessiter la présence constante d'un opérateur.
L'installation d'encaissage d'objets du genre bouteilles, selon l'invention, comprend un convoyeur qui amène lesdites bouteilles, regroupées sur une ou plusieurs lignes, à un poste de prise en charge pour y être prélevées et pour être ensuite transférées au poste d'encaissage au moyen d'une tête de manipulation qui comporte des outils de préhension appropriés, du genre tulipes à fonctionnement pneumatique, dont le nombre est en rapport avec la quantité de bouteilles à manipuler, lesquels outils sont solidaires de ladite tête au moyen de coupleurs désactivables qui permettent de libérer lesdits outils par rapport à la tête en vue de leur changement afin d'adapter ladite tête aux différents formats des bouteilles à manipuler ; cette installation comprend, en plus, un magasin intégré, attaché à cette dernière, lequel magasin comporte un aménagement qui permet de loger au moins deux groupes d'outils distincts qui sont adaptés aux formats et aux gammes de dimensions desdites bouteilles, chaque groupe d'outils étant accueilli dans le magasin sur des présentoirs adaptés aux formes et dimensions desdits outils, lesquels présentoirs comportent une broche flottante pour accueillir, caler et centrer chaque outil, laquelle broche est solidaire de la structure du magasin par le biais d'une sorte de suspension qui lui offre une possibilité de débattement contrôlé relativement important, lequel débattement est suffisant pour absorber les décalages qui peuvent se présenter soit au moment de la prise en charge desdits outils par ladite tête soit au moment de leur dépose dans le magasin.
Cet aménagement de l'installation, avec intégration du magasin, permet de réaliser un changement des groupes d'outils en une seule opération qui peut être automatisée ; ce changement s'effectue de façon globale, c'est-à-dire que tout le groupe d'outils est déplacé en même temps et rapidement.
Le succès de cette opération tient au fait que chaque présentoir est réactif, c'est-à-dire qu'il est relativement libre, flottant, et qu'il coopère avec la tête de manipulation, par l'intermédiaire de l'outil de préhension dont il a la charge, aussi bien au moment de l'opération de dépose du groupe d'outils que lors de l'opération de prise en charge par ladite tête de manipulation.
Selon l'invention, le coupleur qui est disposé entre la tête de manipulation et chaque outil de préhension est du type comportant un verrou, lequel verrou est, d'une part, soumis à un organe élastique du type ressort pour réaliser le verrouillage dudit outil sur ladite tête et, d'autre part, soumis à des moyens de commande à distance pour réaliser le déverrouillage dudit outil.
Toujours selon l'invention, le présentoir est constitué d'un dispositif de centrage en forme de broche dont le diamètre correspond à celui de la cavité interne de l'outil de préhension, laquelle broche est réactive et comporte, à sa partie inférieure, une collerette qui fait office de butée et constitue le plan de référence pour la dépose dudit outil.
Selon une autre disposition de l'invention, la broche du présentoir se présente sous la forme d'une jupe et cette jupe coopère avec un socle qui est solidaire de la structure du magasin, laquelle jupe est libre par rapport à son socle et elle est sollicitée en permanence contre ledit socle par des moyens appropriés qui tendent à la maintenir dans sa position normale de prise en charge et de stockage des outils de préhension.
Toujours selon l'invention, le socle de la jupe du présentoir comprend un axe vertical qui est solidaire de la structure du magasin, lequel axe comporte deux guides qui font office d'organes de centrage et de sièges pour ladite jupe : - un guide disposé à sa partie supérieure et - un guide du même type disposé à sa partie inférieure, lesquels guides sont en forme de troncs de cône orientés de la même façon, avec leur sommet pointé vers le bas, et ils coopèrent avec des portées de forme correspondante disposées aux extrémités supérieure et inférieure de ladite jupe.
Selon une autre disposition de l'invention, les moyens utilisés pour solliciter la jupe du présentoir contre les deux guides faisant office de sièges sont constitués d'un organe élastique du genre ressort hélicoïdal enfilé sur l'axe vertical de liaison desdits guides ; lequel ressort est interposé entre le guide inférieur et une surface d'appui aménagée dans ladite jupe, sous la portée conique supérieure de cette dernière.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le magasin est constitué d'une structure mobile, montée sur des glissières qui sont greffées latéralement sur le châssis général de l'installation, lequel magasin est mobile au moyen d'un organe de manœuvre, du genre vérin, disposé entre ledit châssis et ladite structure du magasin, faisant passer ce dernier de sa position inactive, hors du champ de manœuvre de la tête de manipulation des bouteilles, à sa position active qui se situe dans ledit champ de manœuvre de ladite tête et en particulier au niveau du poste de prise en charge des bouteilles par ladite tête de manipulation.
D'autres dispositions et aménagements sont possibles sans sortir du cadre de l'invention en fonction, d'une part, de l'architecture de l'installation d'encaissage et, d'autre part, des possibilités de mouvement de la tête de manipulation, c'est-à-dire selon le nombre d'axes de déplacement qu'elle possède.
Selon une autre disposition de l'invention, le magasin comprend plusieurs zones d'accueil des groupes d'outils : - une zone libre pour accueillir et réceptionner le groupe d'outils en place sur la tête de manipulation et - au moins une zone d'accueil et de stockage du ou des groupes d'outils qui sont utilisables en variante, et il comprend des moyens de contrôle de la présence, ou de l'absence, des différents groupes d'outils, lesquels moyens de contrôle sont disposés de façon à contrôler la présence, ou l'absence, desdits outils, aussi bien dans le magasin que sur la tête de manipulation.
L'invention concerne aussi le procédé de changement des outils de préhension pour une installation d'encaissage telle que décrite précédemment ; ce procédé consiste, pour prélever lesdits outils dans le magasin: - à libérer le verrou du coupleur qui est situé entre la tête de manipulation et chaque outil de préhension de façon à réduire l'effort d'accouplement desdits outils avec lesdits coupleurs et, - à presser légèrement ladite tête de manipulation sur lesdits outils pour faire réagir ces derniers et en particulier leurs présentoirs respectifs qui, sous l'effet de leur suspension, positionnent automatiquement et élastiquement lesdits outils dans leur coupleurs respectifs.
Selon une autre disposition de l'invention, le procédé consiste, au moment de la dépose du groupe d'outils de préhension dans le magasin, à appliquer simultanément, à chaque outil, la pression pneumatique de mise en fonctionnement desdits outils, de façon à favoriser, au niveau de chaque coupleur, l'éjection desdits outils. Mais l'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif et pour lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de dessus de l'installation d'encaissage selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de côté de l'installation, avec le magasin en position inactive ;
- la figure 3 est une vue de gauche de la figure 2 ;
- la figure 4 montre, d'une part, un présentoir qui est en attente d'un outil et, d'autre part, l'assemblage dudit outil avec son coupleur ;
- la figure 5 représente, schématiquement, un présentoir en coupe verticale ; - la figure 6 montre le socle seul du présentoir, lequel socle est solidaire du plateau du magasin ;
- la figure 7 montre la capacité de réaction du présentoir selon les sollicitations de l'outil de préhension lorsque ce dernier, qui est représenté en traits mixtes fins, est déposé ou repris par la tête de manipulation ; - la figure 8 montre la mise en place de la queue de l'outil de préhension dans son logement situé sur le coupleur ;
- la figure 9 montre l'outil sur son présentoir, dans le magasin, après sa dépose par le coupleur ; - les figures 10 à 20 illustrent, avec la figure 2, un changement de groupe d'outils de préhension.
L'installation représentée figure 1 comprend un convoyeur (1) d'amenée des bouteilles (2) à encaisser, lesquelles bouteilles sont séparées par des couloirs (3) et elles sont regroupées, à l'extrémité du convoyeur (1), au moyen d'une butée (4) qui délimite, d'une certaine façon, le poste (5) où les bouteilles sont prises en charge.
Sur le côté de ce convoyeur (1) d'amenée des bouteilles, on trouve le convoyeur (6) d'amenée des caisses (7) vides ; ces caisses (7) sont destinées à accueillir les bouteilles au niveau du poste (9) d'encaissage qui se situe sur le côté et en vis-à-vis du poste (5) de prise en charge.
Le transfert des bouteilles entre le poste (5) de prise en charge et le poste (9) d'encaissage est réalisé au moyen d'une tête (10) de manipulation qui est aménagée pour prendre un lot de bouteilles et déplacer ce lot d'un poste à l'autre.
Comme visible sur les figures 2 et 3, la tête (10) de manipulation des bouteilles comporte des outils (11) de préhension dont le nombre est en accord avec le nombre de compartiments (12) de la ou des caisses (7) qui sont destinées à accueillir les bouteilles. Ces outils (11) sont communément appelés des tulipes en raison de leur forme qui ressemble à un calice renversé. Dans la suite du texte, il sera question indifféremment de tulipes ou d'outils avec le même repère (11). Ces outils (11) sont solidaires de la tête (10) et fixés chacun au moyen d'un coupleur (13) qui permet de les monter et de les démonter facilement pour changer de modèle en fonction du format des bouteilles et en particulier de la forme et du diamètre des goulots de ces bouteilles. Ce coupleur (13) sera détaillé plus loin en liaison avec les figures 4, 8 et 9. Le convoyeur (1) d'amenée des bouteilles est disposé sur le châssis (14) de l'installation et ce châssis supporte, disposé en bout dudit convoyeur (1) d'amenée, un magasin (15) aménagé pour stocker et accueillir des groupes d'outils (11) de préhension. Ce magasin (15) est positionné, de préférence, à proximité de la tête (10) de manipulation des bouteilles. Dans l'exemple de réalisation montré figures 1 à 3, le magasin (15) est mobile entre une position inactive où il se situe en dehors du champ d'intervention de la tête (10) de manipulation et une position où il se situe au niveau du poste (5) de prise en charge pour permettre l'opération de changement du groupe d'outils (11) de préhension. Cette disposition constructive correspond à un mode de réalisation particulier qui permet d'intégrer le magasin (15) dans une installation d'encaissage sans compliquer les mouvements de la tête (10) de manipulation des bouteilles.
Selon les capacités de déplacement de la tête (10) de manipulation qui peut être associée à un robot multiaxes, 6 axes par exemple, et selon les possibilités en matière d'architecture pour l'installation, le magasin (15) peut être fixe ou être positionné dans toutes les zones accessibles par ladite tête (10) de manipulation, que ce soit à côté du poste (9) d'encaissage, ou entre ce dernier et le poste (5) de prise en charge. Dans le mode de réalisation représenté figures 1 à 3, le magasin (15) se présente sous la forme d'un pont et sa partie supérieure se présente sous la forme d'un plateau (16), lequel plateau (16) peut se positionner au poste (5) de prise en charge, au- dessus des couloirs (3) des bouteilles et au-dessus de ces dernières éventuellement.
Le plateau (16) du magasin (15) est porté, d'un côté, par une structure latérale, en forme de paroi (17) dont la partie inférieure est guidée sur le châssis (14) général de l'installation au moyen d'une paire de glissières (19). De l'autre côté, le plateau (16) est porté par un rail (20) qui est lui aussi solidaire du châssis (14), lequel plateau comporte des galets (21) de roulement qui roulent sur ledit rail(20) de façon à apporter une grande précision au niveau du guidage et du positionnement de ce magasin (15) par rapport à la tête ( 10) de manipulation.
Ce rail (20) peut se situer en hauteur, comme représenté sur les figures 2 et 3, à un niveau qui avoisine, par exemple, celui des goulots des bouteilles (2), ou plus bas, simplement au-dessus du niveau des couloirs (3) du poste (5) de prise en charge.
Les glissières (19), comme le rail (20), sont horizontales, parallèles au plan du convoyeur (1) qui amène les bouteilles au niveau du poste (5) de prise en charge.
Le magasin (15) est manipulé, pour passer de sa position inactive à sa position active d'accueil ou de livraison des outils (11) de préhension, au moyen d'un organe de manœuvre du genre vérin (22) qui s'interpose, par exemple, entre la paroi (17) latérale du magasin (15) et le châssis (14). Dans l'exemple représenté sur les figures, le plateau (16) est aménagé pour accueillir deux groupes d'outils (11) de préhension différents ; chaque groupe d'outils (11) étant adapté à un format de bouteilles ou, selon le cas, à plusieurs formats de bouteilles. Chaque groupe d'outils (11) de préhension comporte, par exemple, deux rangées d'outils (11) disposées parallèlement.
Pour ne pas surcharger la figure 1, chaque groupe d'outils (11) de préhension a été limité à deux rangées et le nombre d'outils de préhension par rangées est de huit, à titre d'exemple.
Cet aménagement du plateau (16) du magasin (15), pour accueillir les outils (11), consiste en une multitude de présentoirs (23) qui sont indépendants les uns des autres et solidaires dudit plateau (16).
Un présentoir (23) est représenté figure 4, installé sur le plateau (16) du magasin (15). Ce présentoir (23) est positionné sous un outil (11) de préhension qui est assemblé au coupleur (13) dont le détail sera donné plus loin.
Le présentoir (23) comprend un dispositif de centrage en forme de broche (25) dont les dimensions externes correspondent à celle de la cavité (26) interne de l'outil (11) de préhension, laquelle cavité (26) interne est visible figures 7 et 8 notamment. Cette broche (25) comporte, à sa partie inférieure, une collerette (27) qui fait office de butée pour le rebord inférieur de l'outil (11) et qui constitue aussi le plan de référence de dépose dudit outil (11).
La broche (25) du présentoir (23) se présente, comme représentée figure 5 de façon plus détaillée, sous la forme d'une jupe (28) ; cette jupe (28) est constituée d'un corps tubulaire cylindrique vertical avec, à sa partie supérieure, un cône d'entrée et, à sa partie inférieure, la collerette (27) qui fait office de butée.
La jupe (28) est montée sur une structure particulière qui est représentée, toute seule, figure 6. Cette structure forme un socle (30) qui est solidaire du plateau (16) du magasin (15) et elle fait office de siège pour la jupe (28). Ce socle (30) est constitué d'un axe (31) qui est solidaire du plateau (16) du magasin (15) et il s'étend verticalement, perpendiculairement audit plateau (16).
Cet axe (31) comporte, comme représentés figure 6, deux guides qui réalisent le centrage de la jupe (28) et forment le siège de cette dernière : - un guide (33) disposé à la partie supérieure et - un guide (34) du même type disposé à la partie inférieure ; ces deux guides (33, 34) correspondent à des troncs de cônes qui sont orientés de la même façon avec leur sommet vers le bas, c'est-à-dire vers le plateau (16).
Le guide (33) supérieur du socle (30) coopère avec une portée (35) de forme correspondante aménagée à la partie supérieure de la jupe (28). Le siège (34) inférieur du socle (30) coopère avec une portée (36) qui est aménagée sur une rondelle (37) ; cette rondelle (37) ferme la partie inférieure de la jupe (28) et elle est solidaire de la collerette (27) de ladite jupe (28).
La jupe (28) est sollicitée en permanence contre les deux guides (33, 34) par des moyens appropriés détaillés ci-après qui tendent à la maintenir dans sa position normale de prise en charge et de stockage des outils (11) de préhension.
Les moyens utilisés pour solliciter la jupe (28) en permanence contre les deux guides (33, 34) sont constitués d'un organe élastique du genre ressort (39) hélicoïdal qui est centré sur l'axe (31) du socle (30) ; ce ressort (39) est interposé entre le siège (34) inférieur et un épaulement (40) aménagé dans la partie supérieure de la jupe (28), sous la portée (35) conique supérieure de cette dernière.
Ainsi, comme illustrée figure 7, la jupe (28) présente un certain degré de liberté par rapport à ses deux guides (33, 34) ; elle est montée flottante et elle peut, par conséquent, réagir élastiquement aux sollicitations de la tête de manipulation, non apparente, par l'intermédiaire de l'outil (11) de préhension qu'elle accueille, lequel outil (11) est représenté partiellement en traits mixtes fins.
Lors de la dépose des outils (11) de préhension dans le magasin (15), toutes les broches (25) peuvent absorber les écarts de positionnement et s'adapter en souplesse à la position des différents outils (11) qu'elles accueillent, ce qui permet à chaque outil (11) de se glisser en douceur sur la jupe (28) de sa broche (25) d'accueil, jusqu'à la collerette (27) de cette dernière.
La figure 4 montre aussi l'outil (11) de préhension assemblé au coupleur (13) au moyen d'un verrou (41). Le coupleur (13) comporte un verrou (41) en forme de targette qui coopère avec l'extrémité supérieure, ou about, de la tige (42) de l'outil (11) de préhension ; ce verrou (41) est, par exemple, sollicité en permanence par un organe élastique du genre ressort (43) pour maintenir ladite tige (42) et il est aménagé pour former, avec le corps dudit coupleur (13), une sorte de vérin dont la manœuvre s'effectue au moyen d'un fluide approprié amené par le conduit (44) de façon à pouvoir libérer ladite tige (42) en la déverrouillant. Un coupleur de ce type est notamment décrit dans le document EP 274 332.
La figure 8 montre l'outil (11) de préhension installé sur son présentoir (23) et montre également le verrou (41) en position inactive de verrouillage de la tige (42) de cet outil (11). Cette position du coupleur (13) par rapport à l'outil (11) se remarque lors de l'opération de prise en charge dudit outil (11) par ledit coupleur (13) ou, selon le cas, lors de l'opération de libération dudit l'outil (11) par rapport audit coupleur (13).
Pour faciliter cette libération, la tige (42) peut être éjectée en utilisant le fluide sous pression qui sert à gonfler la membrane (45) de l'outil (11). L'application de ce fluide, de l'air comprimé, s'effectue par le conduit (46) de chaque outil (11) et provoque le gonflage de leur membrane (45), laquelle membrane (45) se serre sur la jupe (48) du présentoir (23), ce qui a pour en effet d'immobiliser chaque outil (11) sur son présentoir (23) et cet air comprimé peut, simultanément, exercer une pression sur l'extrémité de la tige (42) dudit outil (11), facilitant son éjection hors du coupleur (13). La figure 9 montre un outil (11) de préhension qui est libéré par rapport au coupleur (13), lequel outil (11) est en position de stockage dans le magasin (15).
On remarque aussi, figure 8, la présence de capteurs (50, 51) qui contrôlent la présence ou l'absence des outils (11), aussi bien dans le magasin (15) que sur la tête (10) de préhension et en particulier sous les coupleurs (13). Ces capteurs (50, 51) peuvent être constitués de cellules photoélectriques ou d'un système de vision qui contrôle la présence et/ou l'absence des tulipes.
Dans le mode de réalisation représenté, des capteurs (50) surveillent la présence ou l'absence des outils (11) dans le magasin et des capteurs (51) surveillent la présence, ou l'absence, des outils (11) sous les coupleurs (13). Ces capteurs (50, 51) surveillent chacun une ligne d'outils (11) ou de coupleurs (13). Il y a autant de capteurs (50) que de lignes, ou rangs, d'outils (11) dans le magasin (15) ; de même pour les capteurs (51) dont le nombre correspond au nombre de ligne de coupleurs (13).
Les figures 10 à 21 illustrent une opération complète de changement d'outils (11) de préhension avec, comme point de départ, la figure 2.
Sur cette figure 2, le magasin (15) est en position inactive, chargé avec un groupe d'outils (11) qui correspondent à de petites tulipes. La tête (10) de manipulation fonctionne avec un groupe d'outils (11) dont les tulipes sont adaptées à des bouteilles (2) de grand format. Lorsque l'encaissage des bouteilles grand format est terminé et que les nouvelles bouteilles à encaisser ont un format beaucoup plus petit, il convient de changer le groupe d'outils (11) de préhension pour utiliser des tulipes mieux adaptées. Dans un premier temps, la tête (10) de manipulation étant en position haute, le magasin (15) est déplacé au moyen de son vérin (22) ; il est amené au niveau du poste (5) de prise en charge des bouteilles, avec son stock d'outils (11), comme représenté figure 10. On remarque, figure 11, que la tête (10) de manipulation se positionne au-dessus des présentoirs (23) qui sont libres pour y déposer les outils (11) à ranger.
Ensuite, comme représenté figures 12 et 13, la tête (10) de manipulation descend et l'ensemble des outils (11) de préhension s'enfile en souplesse sur les broches (25) des présentoirs (23), comme représenté figures 4 et 8. Pour libérer les outils (11) de préhension, les verrous (41) sont actionnés simultanément, comme détaillé auparavant en liaison avec la figure 8 et, pour favoriser l'éjection desdits outils (11), la pression est établie dans lesdits outils ce qui a pour effet de serrer chaque outil (11) sur la jupe (28) du présentoir (23) correspondant et, simultanément, d'exercer une pression sur la tige (42) de chaque outil (11). La tête (10) peut alors remonter, comme représentée figure 14, et elle se décale latéralement, comme représentée figure 15. Dans un premier temps, ce décalage permet de vérifier, avec l'aide des capteurs (51), que tous les coupleurs (13) sont bien libres. Ces capteurs (51) sont, par exemple, répartis de part et d'autre du plan vertical médian du plateau (16). Après cette vérification, le décalage peut se poursuivre afin de placer les coupleurs (13) au-dessus des présentoirs (23) et la tête (10) peut descendre, comme montré figures 16 et 17, afin de prendre en charge l'autre groupe d'outils (11) dont les tulipes sont mieux adaptées au nouveau format de bouteilles.
On remarque que la tête (10) s'adapte automatiquement à Pécartement des présentoirs (23) sur le plateau (16) du magasin (15). En effet, ces présentoirs (23) sont répartis sur le plateau (16) de façon régulière avec le même écartement ce qui permet de disposer d'un magasin (15) relativement universel capable d'accueillir différentes sortes de groupes d'outils de préhension. Le plateau (16) est représenté avec deux groupes correspondant à deux modèles d'outils (11) sur les différentes figures, mais il peut comporter trois groupes et plus selon la polyvalence de l'installation.
Lorsque la tête (10) de manipulation est équipée avec les nouveaux outils (11) de préhension, elle peut remonter comme représentée figures 18 et 19 et, en même temps, les capteurs (50) vérifient que tous les outils ont bien quitté leur présentoir (23).
10 Les nouvelles bouteilles (2) à encaisser, de petit format, peuvent alors arriver au poste de prise en charge.
Comme représenté figure 20, le magasin (15) est escamoté hors du poste (5) de prise en charge, pour libérer le passage et la tête (10) de manipulation peut reprendre ses cadences d'encaissage pour le nouveau format de bouteilles.
Des aménagements complémentaires peuvent être prévus pour des bouteilles (2) de forme particulière qui ont besoin, par exemple, d'être maintenues dans une position inchangée entre leur prise en charge par la tête (11) de préhension et leur dépose en caisse par cette même tête. C'est le cas notamment de bouteilles de forme carrée pour lesquelles il est nécessaire de garder la même position entre celle qu'elles occupent au niveau du convoyeur (1) d'amenée et celle qu'elles vont avoir dans la caisse (7) d'emballage.
Le coupleur peut comporter, par exemple, une goupille, non représentée, qui coopère avec une fente de forme complémentaire aménagée sur la tige (42) de chaque outil (11).
Cet indexage des outils (1 1) par rapport à leur coupleur peut être rendu nécessaire pour les bouteilles de section carrée mais aussi pour des flacons ou autres.
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Claims

REVENDICATIONS
1 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres, comprenant un convoyeur (1) qui amène lesdites bouteilles, groupées sur une ou plusieurs lignes, à un poste (5) de prise en charge pour y être prélevées et pour être ensuite transférées au poste (9) d'encaissage au moyen d'une tête (10) de manipulation qui comporte des outils (11) appropriés du genre tulipes à fonctionnement pneumatique dont le nombre est en rapport avec la quantité de bouteilles à manipuler, lesquels outils (11) sont solidaires de ladite tête (10) au moyen de coupleurs (13) désactivables qui permettent leur changement pour adapter ladite tête (10) aux différents formats des bouteilles à manipuler, caractérisée en ce qu'elle comporte un magasin (15) permettant de loger au moins deux groupes d'outils (11) distincts, lequel magasin (15) comprend des présentoirs (23) adaptés aux formes et dimensions desdits outils (11), lesquels présentoirs (23) sont constitués d'une broche (25), de type flottante, pour accueillir, caler et centrer lesdits outils (11), laquelle broche (25) est solidaire de la structure du magasin (15) par le biais d'une sorte de suspension avec une possibilité de débattement contrôlé relativement important pour apporter une certaine souplesse et surtout coopérer avec lesdits outils (11) aussi bien au moment de l'opération de dépose que lors de l'opération de prise en charge de ces derniers. 2 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres selon la revendication 1, caractérisée en ce que le coupleur (13) disposé entre la tête (10) de manipulation et chaque outil (11) de préhension est du type comportant un verrou (41) en forme de vérin qui est soumis, d'une part, à un organe élastique du type ressort (43) pour le verrouillage dudit outil (11) sur ladite tête (10) et, d'autre part, à un fluide amené par le conduit (46) pour le déverrouillage dudit outil (11).
3 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque présentoir (23) est constitué d'un dispositif de centrage en forme de broche (25) dont le diamètre correspond à celui de la cavité (26) interne de l'outil (11) correspondant, laquelle broche (25) comporte, à sa partie inférieure, une collerette (27) qui fait office de butée et constitue le plan de référence pour la dépose dudit outil (11).
4 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres selon la revendication 3, caractérisée en ce que la broche (25) du présentoir (23) se présente sous
12 la forme d'une jupe (28) et cette jupe (28) coopère avec un socle (30) qui est solidaire du plateau (16) du magasin (15), laquelle jupe (28) possède un degré de liberté par rapport à son socle (30) et elle est sollicitée en permanence contre ledit socle (30) par des moyens appropriés qui tendent à la maintenir dans sa position normale de prise en charge et de stockage des outils de préhension (11).
5 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres selon la revendication 4, caractérisée en ce que le socle (30) de la jupe (28) comprend un axe (31) vertical qui est solidaire du plateau (16) du magasin (15), lequel axe (31) comporte deux guides de centrage de ladite jupe : - un guide (33) disposé à sa partie supérieure et - un guide (34) du même type disposé à sa partie inférieure, lesquels guides (33, 34) sont en forme de troncs de cône orientés de la même façon avec le sommet vers le bas et ils coopèrent avec des portées (35, 36) de forme correspondante, disposées respectivement aux extrémités supérieure et inférieure de ladite jupe (28).
6 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens utilisés pour solliciter la jupe (28) en permanence contre les deux sièges (35, 36) sont constitués d'un organe élastique du genre ressort (39) qui est interposé entre le guide (34) inférieur et un épaulement (40) aménagé dans ladite jupe (28), sous la portée (35) conique supérieure de cette dernière.
7 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le magasin (15) est constitué d'une structure mobile montée, notamment, sur des glissières (19) qui sont greffées latéralement sur le châssis (14) de ladite installation d'encaissage, lequel magasin (15) est mobile au moyen d'un organe de manœuvre, du genre vérin (22), intégré entre ledit magasin (15) et ledit châssis (14) pour faire passer ledit magasin (15) de sa position inactive, hors du champ de manœuvre de la tête (10) de manipulation des bouteilles, à sa position active dans ledit champ de manœuvre de ladite tête (10) et en particulier au niveau du poste (5) où les bouteilles sont prises en charge par ladite tête (10) de manipulation.
8 - Installation d'encaissage d'objets du type bouteilles ou autres selon la revendication 7, caractérisée en ce que le magasin (15) comprend plusieurs zones d'accueil des groupes d'outils (11) de préhension : - une zone libre pour accueillir et réceptionner le groupe d'outils (11) en place sur la tête (10) de manipulation et - au moins une zone d'accueil et de stockage du ou des groupes d'outils (11) qui sont
13 utilisables en variante, et il comprend des moyens de contrôle de la présence, ou de l'absence, des différents groupes d'outils (11), lesquels moyens de contrôle sont constitués de capteurs (50, 51) qui sont disposés de façon à contrôler la présence, ou l'absence, desdits outils (11), aussi bien dans le magasin (15) que sur la tête (10) de manipulation.
9 - Procédé de changement d'outils (11) pour une installation d'encaissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste, pour prélever lesdits outils (11) dans le magasin (15), à libérer le verrou (41) du coupleur (13) situé entre la tête (10) de manipulation et son outil (11) de préhension de façon à réduire l'effort d'intégration desdits outils (11) dans lesdits coupleurs (13) et à presser légèrement ladite tête (10) de manipulation sur lesdits outils (11) pour faire réagir ces derniers qui, sous l'effet de la suspension de leur présentoir (23), se positionnent élastiquement dans ladite tête (10) de manipulation.
10 - Procédé de changement d'outils selon la revendication 9, pour une installation d'encaissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste, au moment de la dépose des outils (11) de préhension dans le magasin (15), à appliquer, à chaque outil (11), la pression pneumatique de mise en fonctionnement desdits outils, pour favoriser, au niveau du coupleur (13), l'éjection desdits outils (11).
14
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