WO2021084009A1 - Systeme et procede de paletisation et depalettisation - Google Patents

Systeme et procede de paletisation et depalettisation Download PDF

Info

Publication number
WO2021084009A1
WO2021084009A1 PCT/EP2020/080399 EP2020080399W WO2021084009A1 WO 2021084009 A1 WO2021084009 A1 WO 2021084009A1 EP 2020080399 W EP2020080399 W EP 2020080399W WO 2021084009 A1 WO2021084009 A1 WO 2021084009A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detection means
package
gripper
packages
container
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/080399
Other languages
English (en)
Inventor
Thierry BOISNARD
Mircea COCAN
Pascal Perrot
Original Assignee
Fives Syleps
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fives Syleps filed Critical Fives Syleps
Priority to EP20796823.1A priority Critical patent/EP4051609A1/fr
Publication of WO2021084009A1 publication Critical patent/WO2021084009A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G59/00—De-stacking of articles
    • B65G59/02—De-stacking from the top of the stack
    • B65G59/026—De-stacking from the top of the stack with a stepwise upward movement of the stack
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G57/00—Stacking of articles
    • B65G57/02—Stacking of articles by adding to the top of the stack
    • B65G57/03—Stacking of articles by adding to the top of the stack from above
    • B65G57/035—Stacking of articles by adding to the top of the stack from above with a stepwise downward movement of the stack
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G61/00—Use of pick-up or transfer devices or of manipulators for stacking or de-stacking articles not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/04—Detection means
    • B65G2203/041—Camera
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G57/00—Stacking of articles
    • B65G57/02—Stacking of articles by adding to the top of the stack
    • B65G57/03—Stacking of articles by adding to the top of the stack from above
    • B65G57/04—Stacking of articles by adding to the top of the stack from above by suction or magnetic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G59/00—De-stacking of articles
    • B65G59/02—De-stacking from the top of the stack
    • B65G59/04—De-stacking from the top of the stack by suction or magnetic devices
    • B65G59/045—De-stacking from the top of the stack by suction or magnetic devices with a stepwise upward movement of the stack

Definitions

  • the invention relates to an automated system and method for loading and / or unloading packages, also called a palletizing / depalletizing system.
  • a palletizing / depalletizing system also called a palletizing / depalletizing system.
  • Such a system is for example applicable to the field of logistics.
  • the known systems use a robot to deposit or remove, in a certain order, a set of packages.
  • a package can be any type of object of regular shape capable of being transported in a container, for example in the form of a cubic or cuboid box or in the form of a packaging unit, such as a set of bags or bottles sealed to each other by plastic film.
  • a container can be, for example, a pallet, a roll or a crate.
  • Figure 1 shows a known example of a depalletization system 1 in which the container 2, here a pallet, comprises a set 3 of packages 31 arranged in superimposed layers.
  • a robot 4 provided with a gripper 5 is arranged to come into contact with a packet 31.
  • the gripper 5 grips the packet 31, for example by suction, then moves it to a reception area 6, such as a conveyor, and sets it down.
  • FIG. 2 represents, by way of example, the trajectory 7 of the gripper 5 and of the package 31 described above. This trajectory includes three stages:
  • Step 1 the gripper 5 of the robot 4 grasps the package 31, then raises it up to a secure clearance level to ensure that when the package 31 is released, it does not hit another object that would be on its path;
  • Step 2 the package 31 is moved to the top of the conveyor 6; then
  • Step 3 the gripper 5 of robot 4 goes down with the package 31 to the level of the conveyor and deposits the package 31.
  • the object of the present invention is therefore to provide a palletization and / or depalletization system making it possible to solve at least part of the problems mentioned above. Summary of the invention
  • the invention relates to a package unloading system, comprising:
  • a lifting table movable relative to the ground along a vertical axis and arranged to receive a container comprising a set of packages, each having an upper end, a lower end and a height corresponding to the difference between said ends,
  • a first detection means for example 3D, the detection field of which covers at least the top packets of said set of packets
  • a robot for example multiaxial, equipped with a gripper configured to grab a package from the container, lift it a determined distance and move it to a reception area to deposit it in said reception area,
  • a computer control means connected (connected by computer) to the first detection means on the one hand and to the lifting table on the other hand, said first detection means being configured to determine the vertical positions with respect to the ground of the upper ends of the packets from above (that is to say the height from the ground of the upper face of each packet visible from above) and transmitting them to the control means, said control means being configured to: calculate a deviation along said vertical axis of the table between an initial position of the upper end of a determined package and a vertical reference position, predetermined as a function of a depth detection range of the first detection means and / or of the positions depending on the vertical axis at which the gripper is able to grip a package, - cause the lifting table to move vertically by a distance equal to the gap, and determine a minimum vertical distance with which the gripper should lift the package to allow safe movement to the receiving area while keeping the table at a fixed height.
  • vertical position is meant a height from the ground, according to a projection on the vertical axis ZZ ".
  • the vertical reference position can, for example, correspond to the position for picking up packages by the gripper.
  • upper end and lower end of a packet we denote respectively the upper face and the lower face of a packet.
  • the package may for example be a package having a regular shape, for example cubic or cylindrical. It may also have an irregular shape, but must have at least one surface allowing gripping by the gripper, for example a generally flat upper face which may have an inclination, with respect to the two horizontal planes, of 20 °.
  • a depth detection range designates a range along the vertical axis ZZ ’in which the first detection means is able to provide with an acceptable resolution a relief showing the differences in the heights of the packets.
  • said range can be defined by a distance along the axis ZZ 'from the focal plane of the camera, for example the range can be +/- 35 cm from the focal plane, i.e. a range of 70 cm.
  • the system calculates the difference between the position of this upper end and the vertical reference position and then moves vertically the lifting table by a distance equal to this distance. Consequently, the upper end of said packet is found displaced at the level of the vertical reference position.
  • the packet can for example be determined as the next packet to be unloaded by the unloading system. In this case, as the container is unloaded, the robot equipped with a gripper grasps the package at a fixed height relative to the ground.
  • the system can be configured so that the packet to be picked up by the gripper and to be unloaded is systematically the highest packet.
  • the advantage of this configuration is that the stroke of the vertical movement of the gripper is reduced.
  • the vertical reference position can correspond to the position for picking up packages by the gripper.
  • the vertical reference position can be a focal length of the first 3D detection means.
  • the first detection means can for example comprise one or more 3D cameras.
  • the information transmitted to the control means concerning the shape and / or orientation of the packet is more precise. This results in a more precise capture of the package by the gripper.
  • the first detection means can comprise a 3D camera, for example stereoscopic, configured to take one or more photos when the lifting table is moved by the deviation calculated as described above. In this case, the upper end of the targeted packet is positioned at the vertical reference position.
  • the optimum working area (around the focal length) of said camera coincides with the vertical reference position.
  • the camera takes high-resolution photos which allows a more precise value of the position, orientation and area of the top side of the package to be obtained.
  • the optimal working area may be +/- 10 cm from the focal length.
  • the stereoscopic camera can be replaced by other types of 3D cameras with similar benefits to those described above.
  • the first detection means can be arranged above the lifting table and at the height thereof to allow good coverage of the packages and of the lifting table by its field of vision.
  • the first detection means is laterally offset by a distance "d" with respect to the vertical axis of the lifting table, said distance "d" is determined to prevent the camera from being hidden by the gripper and therefore making it shade when approaching the container to pick up a package. This therefore further improves the precision when picking up a package.
  • control means are configured to determine a minimum vertical distance with which the gripper must lift a package seized from the container before it is moved towards the reception area to ensure movement without collision with a neighboring package.
  • This configuration is particularly advantageous, because it does not require lowering the table to allow movement. secure the packet to the receiving area. As a result, the unloading cycle time is optimized.
  • Said vertical distance can for example be determined by comparing the vertical position of the upper end of said grasped package, its height and the vertical position of the upper end of the highest neighboring package (determined by the first detection means). between the seized packet and the reception area.
  • the system can comprise a second detection means, said second detection means being configured to discriminate adjacent packets.
  • the second detection means can be a 2D or 3D camera, for example positioned adjacent to the first detection means.
  • Discriminating packets from each other improves accuracy. For example, this is advantageous when adjacent packets can be confused by the first detection means, for example, when two packs have the same height and / or are not sufficiently spaced from each other.
  • control means comprises a database fed by a learning process with data making it possible to distinguish a packet or a set of packets having an unusual characteristic (example: a position and / or an orientation).
  • unusual position or orientation is meant packages having, for example, an inclination, or an unusual orientation of the packages glued to each other, packages having a shadow phenomenon due to too great a difference in height.
  • control means may include an artificial neural network processor configured to enable the learning process.
  • the gripper can include a set of input elements, for example by suction, the latter can be controlled independently of one another. Good precision is required, because the activation of an element (for example a suction cup) without it being entirely in contact with the pack can result in a loss of pressure which risks leading to a fall of the pack.
  • an element for example a suction cup
  • the system can further comprise a third lateral detection means, arranged so that its detection field covers the package seized in its initial position and in its raised position (i.e. just before its displacement towards the zone. reception).
  • the third detection means can be a 2D or 3D detection means, for example a 2D camera or a 3D camera.
  • the third detection means can be arranged along an axis perpendicular to the axis of the lifting table, for example its axis can coincide with the vertical reference position.
  • the third detection means can be arranged at a fixed height.
  • control means can be configured to cooperate with said third detection means to determine the minimum vertical distance with which the gripper must lift a package before it is moved towards the reception area.
  • the third detection means can be arranged on the side of the reception zone, for example on a conveyor.
  • This third detection means has the advantage of being able to detect the vertical clearance (play between the lower end of the packet taken by the gripper and the upper end of the second highest packet), i.e. detecting that the packet taken by the gripper is detached from the set of packages.
  • This allows on the one hand to measure the height of the bundle with precision, and on the other hand to check that there is no adjacent bundle higher than the lower limit of the bundle seized that might hinder him when moving to the reception area.
  • the bundle can be released in complete safety without having to rise to a pre-established maximum level as is the case with known systems.
  • measuring the height of the packet makes it possible to accurately estimate the height at which the packet positions itself above the reception area before it is deposited (for example, the distance between the underside of the packet 31 and the conveyor belt or rollers). As a result, the delivery of packets to the reception area is more controlled and precise, thus protecting the integrity of the packet.
  • the reception zone is arranged at a vertical position relative to the ground, determined so that the trajectory of the robot is optimized by reducing the vertical movements of the gripper.
  • it can be at the same height as the vertical reference position.
  • the vertical position of the reception zone can be variable so as to keep an optimized trajectory of the packet.
  • the receiving area can be lowered to receive a package with a high height, or conversely raised to receive a package with a low height.
  • the invention relates to a package loading system comprising:
  • a lifting table movable relative to the ground along a vertical axis and arranged to receive a container to be loaded with a set of packages, each having an upper end, a lower end and a height corresponding to the difference between said ends,
  • a first detection means whose detection field covers the container and when packages are placed on the container, at least the top packages of said set of packages, - a robot equipped with a gripper configured to pick up a package from a reception area, move it to the container and deposit it,
  • a computer control means connected to the first detection means on the one hand and to the lifting table on the other hand, said first detection means being configured to determine the vertical positions with respect to the ground of the upper ends of the packages covered by the detection field and transmit them to the control means, the control means being configured to: on the one hand, calculate a deviation along said vertical axis of the table between an initial position of the upper end of a determined packet and a predetermined reference vertical position as a function of a depth detection range of the first detection means and / or of the positions along the vertical axis at which the gripper is able to deposit a packet, and on the other hand, to cause the vertical displacement of the lifting table a distance equal to the gap.
  • the loading system according to the invention is similar to the unloading system described above, with an adaptation so that the purpose is loading instead of unloading of packages, the characteristics described above in relation to the system of unloading also apply in whole or in part to this loading system.
  • the vertical movement of the table can be up or down.
  • the table will be lowered as the container is loaded and conversely, during unloading, the table is raised as the container is unloaded.
  • the system can automatically adjust the position of the table downward even in the case unloading, and conversely mount the table during loading, for example to facilitate the positioning of the gripper.
  • the system according to the invention can also comprise, at least in the case of loading, a fourth detection means communicating with the control means and arranged so that its field of vision covers the reception area (at least partially).
  • This fourth detection means is, for example, configured to detect the dimensions of packets arriving at this reception area in an unknown order and / or with unknown dimensions. This will allow the system to determine in real time their arrangement on or in the container.
  • the invention also relates to a method for loading and / or unloading a container. Said method is characterized in that it implements the system according to any of the combinations of characteristics described above.
  • Figure 1 shows a depalletization system known from the state of the art
  • Figure 2 shows a typical path of a package unloaded by a known depalletizing system
  • FIG. 3 represents an exemplary embodiment of a system according to the invention comprising a detection means
  • FIG. 4 represents a second exemplary embodiment in which the system comprises a second detection means
  • FIG. 5 represents a third exemplary embodiment in which the system comprises a third detection means
  • Figure 6 illustrates an example of an optimized trajectory of a packet unloaded by a system according to the invention.
  • FIG. 3 represents a package unloading system (also called a depalletization system) 10 according to a first embodiment of the invention.
  • the depalletization system 10 comprises a lifting table 11 on which is placed a container 2 which is in this example a pallet.
  • the container 2 may however be different from a pallet, for example a crate, a roll, a tray, ... etc.
  • the container 2 comprises a set of packages 3 arranged as shown in FIG. 3.
  • the packages 3 are, for example, packages. They can be heterogeneous as shown in Figure 3, but they can also be partially or totally homogeneous in other examples not shown.
  • the system 10 comprises a depalletizing robot (not shown) similar to the robot 4 of FIG. 1 and which comprises a gripper similar to the gripper 5.
  • the system also comprises a first detection means which is in this example three-dimensional (3D) 13, which can comprise one or more elements such as a 3D camera (for example time-of-flight, stereoscopic or laser triangulation), a scanner 3D, or any other similar means.
  • a 3D camera for example time-of-flight, stereoscopic or laser triangulation
  • a scanner 3D or any other similar means.
  • the first detection means 13 comprises a 3D camera and a stereoscopic camera.
  • This first detection means 13 has a field of view covering at least the packets placed above the container 2, that is to say the top packets of the set of packets 3 (one can speak of a layer higher in the case of packages of homogeneous shape).
  • the first detection means 13 is arranged above the lifting table 11 and at a certain height thereof so as to allow the gripper of the robot to take the packages 31.
  • the first detection means 13 comprises a 3D camera offset with respect to the vertical axis of the table so as to avoid having areas of shadow when the gripper of the robot is at- above the table and approaches a package 31 to be unloaded.
  • the system 10 further comprises a computer control means, not shown in the drawings, to which the robot 4, the first detection means 13 and the lifting table 11 are connected.
  • the first detection means 13 is configured to determine the vertical positions with respect to the ground of the upper ends 33 of the top packets 31, 32 and to transmit them to the control means.
  • the control means being configured for: on the one hand, calculating a difference D1 between a position PO of the upper end 33 of a determined package 31, 32 and a vertical reference position P1 fixed with respect to the ground, and d 'on the other hand to cause the lifting table 11 to move vertically by a distance equal to the distance D1.
  • FIG. 4 represents an exemplary embodiment in which the unloading system 100 is similar to the system of FIG. 3, but it further comprises a second detection means 14 also connected to the control means and the field of view of which covers at least the top packages 31, 32 of the set of packages 3.
  • This second detection means 14 is for example positioned at the same location as the first detection means 13.
  • Said second detection means 14, (for example a 2D camera) is configured to make it possible to discriminate the contours of neighboring packets 31, 32.
  • the lifting table is moved by D1, a 2D camera takes one or more photos to determine the contours of the targeted packet following the detection carried out previously by the first means 13.
  • This determination of the contours is all the more precise when the 2D camera has an optimal working area (around the focal length) which includes the vertical reference position P1 and when the upper face of the targeted package (to be unloaded) is positioned at this height from the ground following the displacement of the table of D1.
  • the gripper 5 is of a type known per se, for example comprising a set of actuatable suction cups to suck the package to be unloaded.
  • the suction cups of the gripper 5 can be actuated individually and can be controlled so as to activate only those which come into contact with the targeted package. This makes it possible to avoid disturbing the position of adjacent packages and consequently avoids pressure losses and consequently to control the seizure of packages.
  • the second detection means 14 is connected to an artificial neural network (designated in FIG. 4 by “A1”) to allow the system, via a learning process, to further control the discrimination of the contours of the packets. .
  • A1 an artificial neural network
  • control means comprises a database fed by a learning process with data making it possible to distinguish a packet or a set of packets having an unusual position and / or orientation. For example, when a package is tilted the system may not recognize it. To allow its recognition, learning is carried out by presenting such a position to the first and / or to the second detection means and by associating it with an image of the package as known by the system. This type of learning can be carried out for unusual packet orientations, new packet types or peculiarities of certain packets (stains, presence of adhesive tapes, labels, slight deformations, ... etc) which can prevent the system from recognizing just the package. According to a variant, images taken by the first and the second detection means can be crossed or associated to allow this recognition.
  • the system can recognize the situation by referring to its database. For example, the system is able to recognize that a package is tilted or misoriented and as a result the gripper will also be tilted or reoriented to grab it.
  • FIG. 5 represents another exemplary embodiment in which the system 1000 is similar to the system 100 of FIG. 4 but further comprises a third detection means 15 also connected by computer to the control means.
  • the third detection means 15 is for example a 3D camera. It can be positioned laterally so that its field of view covers, at least, the bundle 31 to be unloaded before it is moved vertically and at least immediately after it leaves the bundle of bundle 3.
  • the horizontal viewing axis of the third detection means 15 can be positioned at the level of the vertical reference position P1.
  • the third detection means 15 makes it possible to detect the moment when the lower end 34 of this packet 31 exceeds the upper end 33 'of the second highest pack 32 (that is to say a play between these two ends 34, 33 'is detected by the third detection means 15).
  • the information is transmitted to the computer control means which stops the vertical movement of the gripper 5.
  • the robot then moves the packet towards the reception area 6. In this way the vertical displacement of the gripper 5 after taking a packet 31 is limited to the displacement necessary to ensure that the package 31 does not risk colliding with another package during its movement. Limiting this vertical displacement therefore makes it possible to further reduce the time required for the robot to move a package.
  • the third detection means makes it possible to measure the height h of the package taken by the gripper as soon as its lower end 34 is detected.
  • the information on the height h can be used by the checking facility to check the information it has in its database if it is available. It can also be used to better define the trajectory of the package during its movement by the robot to the reception area 6. This makes it possible, on the one hand, to reduce the time of movement by the robot, and on the other hand to reduce the risk of impact on the package upon removal. Indeed, knowing the height of the package makes it possible to accurately estimate the vertical position above the reception area 6 to which the robot must bring the package before depositing it.
  • FIG. 6 illustrates an example of an optimized trajectory 17 of a package unloaded by the system described above, from the moment of its grasping by the gripper 5 until the moment of its deposit on a conveyor 6.
  • the optimized trajectory 17 is compared to the typical trajectory 7 in Figure 1.
  • the vertical position of the conveyor 6 can also be adjusted to further control the trajectory of the robot and to reduce the cycle time.
  • the systems described above with reference to Figures 3 to 5 can be used for container loading with packages arriving at the reception area.
  • the configuration of the first, second and / or third detection means, as well as the configuration of the control means are adapted.
  • the overall implementation remains similar.
  • the unloading system described above can be implemented to unload a container comprising a set of packages 3, for example, with some or all of the following steps:
  • the first detection means 13 determines the vertical positions relative to the ground of the upper ends (faces) 33, 33 ’of the top packages 31, 32 and transmits them to the control means.
  • the way to determine its positions is for example by returning an image of the relief observed by a 3D camera with colors indicating the altitude not from the ground of each packet seen by this camera,
  • the control means from the data received from the first detection means 13, determines a target packet to be unloaded, according to pre-established criteria, for example the target packet can be determined as the packet 31 having the upper end 33 the highest of all 3. Then:
  • the control means calculates a difference D1 between the initial position PO of the upper end 33 of the targeted package 31 and a vertical reference position P1 fixed with respect to the ground.
  • the difference D1 is calculated between the end upper 33 'of the second highest package 32 and the vertical reference position P1, then
  • control means instructs the lifting table 11 to move it vertically by a distance equal to the distance D1.
  • the first detection means 13 and / or the second detection means 14 take one or more images at this new position of the table to determine the contours of the packet to be unloaded and to discriminate it from its neighbors.
  • the gripper grasps the package 31 to be unloaded and lifts it a certain distance until its lower end 34 exceeds the upper end 33 'of the second highest package 32.
  • This distance can be either calculated from data known by the system on the dimensions of the packages 31, 32, is determined following a detection of a clearance by the third detection means 15 (detection that the lower end 34 of the package 31 exceeds the end upper 33 'of the second package 32).
  • the control means calculates the height h (distance between upper face 33 and lower face 34) of the package 31 taken by the gripper 5, and determines the minimum distance from the reception area 6 with which the package can reach the above this area for removal.
  • the above steps can be used in part or in full, in reverse order and / or with adaptations so that the packages are seized in the reception area 6 by the gripper, moved up to the top of the container to be placed in an order, a location and / or a height, determined by the detection means or means or the control means.
  • a step of pre-positioning the table in height relative to the ground can be envisaged, for example, to allow the first detection means, in the case of unloading, to accurately detect the vertical positions of the upper ends. packages or, in the case of a load, to detect the bottom of the container.

Abstract

L'invention concerne un système et procédé de chargement et/ou déchargement de paquets (31, 32) comprenant : - une table élévatrice (11) mobile suivant un axe vertical (ZZ') et agencée pour recevoir un contenant (2), - un premier moyen de détection (13) couvrant les paquets de dessus (31, 32), - un robot (4) muni d'un préhenseur (5), - un moyen de contrôle informatique connecté au premier moyen de détection (13) et à la table élévatrice (11), ledit premier moyen de détection (13) étant configuré pour déterminer les positions des paquets et les transmettre au moyen de contrôle, le moyen de contrôle étant configuré pour : - calculer un écart (∆1) entre l'extrémité supérieure (33) d'un paquet déterminé (31, 32) et une position verticale de référence (P1) prédéterminée, et - faire déplacer verticalement la table élévatrice (11) d'une distance égale à l'écart (∆1).

Description

TITRE : SYSTEME ET PROCEDE DE PALETISATION ET DEPALETTISATION
Domaine technique de l’invention
L’invention porte sur un système et un procédé, automatisés de chargement et/ou de déchargement de paquets, également appelé système de palettisation/dépalettisation. Un tel système est par exemple applicable au domaine de la logistique.
Les systèmes connus mettent en oeuvre un robot pour déposer ou enlever, dans un certain ordre, un ensemble de paquets.
Un paquet peut être tout type d’objet de forme régulière susceptible d’être transporté dans un contenant, par exemple en forme d’une boite cubique ou cuboïde ou encore sous forme d’une unité d'emballage, telle qu’un ensemble de sacs ou de bouteilles soudés les uns aux autres par un film plastique.
Un contenant peut être, par exemple, une palette, un roll ou une caisse.
La figure 1 représente un exemple connu d’un système de dépalettisation 1 dans lequel le contenant 2, ici une palette, comprend un ensemble 3 de paquets 31 arrangés en couches superposées. Un robot 4 muni d’un préhenseur 5 est agencé pour venir au contact avec un paquet 31. Ainsi, le préhenseur 5 saisit le paquet 31 , par exemple par aspiration, puis le déplace jusqu’à une zone de réception 6, tel qu’un convoyeur, et le dépose.
Lorsqu’il s’agit d’un chargement (ou palettisation), les étapes réalisées par le robot 4 sont inversées, par exemple, le robot 4 prend des paquets 31 de la zone de réception pour les déposer dans un certain ordre sur ou dans le contenant 2. La figure 2 représente, à titre d’exemple, la trajectoire 7 du préhenseur 5 et du paquet 31 décrits ci-dessus. Cette trajectoire comprend trois étapes :
Etape 1 : le préhenseur 5 du robot 4 saisie le paquet 31 , puis le remonte jusqu’à un niveau de dégagement sécurisé pour s’assurer que lors du dégagement du paquet 31 celui-ci ne percute pas un autre objet qui se trouverait sur son chemin ;
Etape 2 : le paquet 31 est déplacé jusqu’au-dessus du convoyeur 6 ; puis
Etape 3 : le préhenseur 5 du robot 4 redescend avec le paquet 31 jusqu’au niveau du convoyeur et dépose le paquet 31.
Il en résulte de ce fonctionnement plusieurs problèmes, tels que : - des temps de cycle longs, qui sont en particulier dus au fait que les mouvements verticaux à répétition ne sont pas optimaux pour un robot poly-articulé qui nécessite de mettre en rotation les moteurs gérant ses déplacements un temps de traitement important à la prise et à la dépose d’un paquet, qui sont deux actions pour lesquelles la vitesse et l’accélération sont réduites afin de limiter le risque de choc avec le paquet. des problèmes liés au fait que les dimensions des objets doivent être connues d’avance et répertoriées dans une base de données ou bien que les objets présentent des dimensions et masse connues. Ainsi, lorsque les paquets sont de formes et dimensions hétérogènes, les systèmes connus ne sont pas adaptés à un chargement ou déchargement sans risque de détérioration.
Des problèmes similaires peuvent, par ailleurs, être rencontrés dans le cas d’une palettisation.
La présente invention a donc pour objectif de proposer un système de palettisation et/ou de dépalettisation permettant de régler au moins une partie des problèmes mentionnés ci-dessus. Résumé de l’invention
A cet effet, selon un premier aspect, l’invention porte sur un système de déchargement de paquets, comprenant :
- une table élévatrice mobile par rapport au sol suivant un axe vertical et agencée pour recevoir un contenant comprenant un ensemble de paquets, présentant chacun une extrémité supérieure, une extrémité inférieure et une hauteur correspondant à la différence entre lesdites extrémités,
- un premier moyen de détection, par exemple 3D, dont le champ de détection couvre au moins les paquets de dessus dudit ensemble de paquets,
- un robot, par exemple multiaxial, muni d’un préhenseur configuré pour saisir un paquet du contenant, le soulever d’une distance déterminée et le déplacer jusqu’à une zone de réception pour le déposer dans ladite zone de réception,
- un moyen de contrôle informatique connecté (relié informatiquement) au premier moyen de détection d’une part et à la table élévatrice d’autre part, ledit premier moyen de détection étant configuré pour déterminer les positions verticales par rapport au sol des extrémités supérieures des paquets de dessus (c’est-à-dire la hauteurs par rapport au sol de la face supérieures de chaque paquet visible par le dessus) et les transmettre au moyen de contrôle, ledit moyen de contrôle étant configuré pour : calculer un écart suivant ledit axe vertical de la table entre une position initiale de l’extrémité supérieure d’un paquet déterminé et une position verticale de référence, prédéterminée en fonction d’une plage de détection de profondeur du premier moyen de détection et/ou des positions suivant l’axe vertical auquel le préhenseur est apte de saisir un paquet, - faire déplacer verticalement la table élévatrice d’une distance égale à l’écart, et déterminer une distance verticale minimale avec laquelle le préhenseur doit soulever le paquet pour permettre un déplacement sécurisé vers la zone de réception tout en gardant la table à hauteur fixe.
Par « position verticale », on entend une hauteur par rapport au sol, selon une projection sur l’axe vertical ZZ’.
La position verticale de référence peut par exemple correspondre à la position de saisie de paquets par le préhenseur.
Par extrémité supérieure et extrémité inférieure d’un paquet, nous désignons respectivement la face supérieure et la face inférieure d’un paquet. Le paquet, peut être par exemple un colis présentant une forme régulière, par exemple cubique ou cylindrique. Il peut également avoir une forme irrégulière, mais doit présenter au moins une surface permettant une saisie par le préhenseur, par exemple une face supérieure globalement plane pouvant présenter une inclinaison, par rapport aux deux plans horizontaux, de 20°.
Une plage de détection de profondeur désigne une plage selon l’axe vertical ZZ’ dans laquelle le premier moyen de détection est apte à fournir avec une résolution acceptable un relief montrant les différences de hauteurs des paquets.
Selon un exemple de réalisation, lorsque le premier moyen de détection est une caméra 3D, ladite plage peut être définit par une distance suivante l’axe ZZ’ à partir du plan focal de la caméra, par exemple la plage peut être de +/- 35 cm du plan focal, soit une plage de 70 cm.
Dans le système selon l’invention, pour un paquet déterminé, auquel le premier moyen a détecté la position verticale de son extrémité supérieure, le système calcule l’écart entre la position de cette extrémité supérieure et la position verticale de référence et fait ensuite déplacer verticalement la table élévatrice d’une distance égale à cet écart. En conséquence, l’extrémité supérieure dudit paquet se retrouve déplacée au niveau de la position verticale de référence. Le paquet peut être par exemple déterminé comme le paquet suivant à décharger par le système de déchargement. Dans ce cas, au fur et à mesure du déchargement du contenant, le robot muni d’un préhenseur saisie le paquet à une hauteur fixe par rapport au sol.
Grâce à cette configuration, au fur et à mesure que le contenant qui comprend les paquets est déchargé, celui-ci monte d’une distance correspondant à l’écart entre le prochain paquet à saisir et la position verticale de référence qui est dans ce cas également la position de saisie du préhenseur. La conséquence est que le robot n’est plus contraint de réaliser des mouvements vers le fond du contenant pour saisir les paquets des couches inférieures et remonter jusqu’à une hauteur de dégagement. Ainsi, l’amplitude des mouvement verticaux réalisés par le robot pour saisir les paquets à décharger est réduite, ce qui permet d’optimiser la trajectoire du robot et de réduire de manière significative le temps nécessaire au déchargement d’un paquet. De plus, il n’est pas nécessaire de faire une rotation de la table comme c’est le cas de certains systèmes connus de l’état de la technique.
Avantageusement, le système peut être configuré pour que le paquet à saisir par le préhenseur et à décharger soit systématiquement le paquet le plus haut. L’avantage de cette configuration est que la course du mouvement vertical du préhenseur est réduite.
Avantageusement, la position verticale de référence peut correspondre à la position de saisie de paquets par le préhenseur.
Avantageusement, la position verticale de référence peut être une distance focale du premier moyen de détection 3D. Le premier moyen de détection peut par exemple comprendre une ou plusieurs caméras 3D. Lorsque la position verticale de référence correspond à la distance focale d’au moins l’une d’elles, l’information transmise au moyen de contrôle concernant la forme et/ou l’orientation du paquet est plus précise. Ceci résulte en une saisie plus précise du paquet par le préhenseur. En conséquence l’intégrité du paquet est préservée. Avantageusement, le premier moyen de détection peut comprendre une caméra 3D, par exemple stéréoscopique, configurée pour prendre une ou plusieurs photos lorsque la table élévatrice est déplacée de l’écart calculé comme décrit ci-dessus. Dans ce cas, l’extrémité supérieure du paquet ciblé est positionnée au niveau de la position verticale de référence.
Ceci est particulièrement avantageux lorsque la zone optimale de travail (autour de la distance focale) de ladite caméra coïncide avec la position verticale de référence. En effet, dans ce cas, la caméra prend des photos de haute résolution ce qui permet d’obtenir une valeur plus précise de la position, l’orientation et de la superficie de la face supérieure du paquet. Par exemple, pour certaines caméra 3D la zone optimale de travail peut être de +/- 10 cm de la distance focale.
Dans d’autres configurations, la caméra stéréoscopique peut être remplacée par d’autres types de caméras 3D avec des avantages similaires à ceux décrits ci-dessus.
Selon une réalisation de l’invention, le premier moyen de détection peut être agencé au-dessus de la table élévatrice et à hauteur de celle-ci pour permettre une bonne couverture des paquets et de la table élévatrice par son champ de vision.
Avantageusement, le premier moyen de détection est décalé latéralement d’une distance « d » par rapport à l’axe vertical de la table élévatrice, ladite distance « d » est déterminée pour éviter que la caméra soit cachée par le préhenseur et lui faire donc de l’ombre lorsqu’il s’approche du contenant pour saisir un paquet. Ceci permet donc d’améliorer d’avantage la précision lors de la prise d’un paquet.
Avantageusement, le moyen de contrôle est configuré pour déterminer une distance verticale minimale avec laquelle le préhenseur, doit soulever un paquet saisi du contenant avant son déplacement vers la zone de réception pour assurer un déplacement sans collision avec un paquet voisin. Cette configuration est particulièrement avantageuse, car elle ne nécessite pas de baisser la table pour permettre un déplacement sécurisé du paquet vers la zone de réception. En conséquence, le temps de cycle de déchargement est optimisé.
Ladite distance verticale peut par exemple être déterminée par comparaison de la position verticale de l’extrémité supérieure dudit paquet saisi, sa hauteur et la position verticale de l’extrémité supérieure du paquet voisin le plus haut (déterminée par le premier moyen de détection) se trouvant entre le paquet saisi et la zone de réception.
Avantageusement, le système peut comprendre un deuxième moyen de détection, ledit deuxième moyen de détection étant configuré pour discriminer de paquets adjacents.
Le deuxième moyen de détection peut être une caméra 2D, ou 3D, par exemple positionnée adjacente au premier moyen de détection.
Le fait de discriminer les paquets entre eux permet d’améliorer la précision. Par exemple, cela est avantageux lorsque des paquets adjacents peuvent être confondus par le premier moyen de détection, par exemple, lorsque deux paquets ont la même hauteur et/ou ne sont pas suffisamment espacés l’un de l’autre.
Avantageusement, le moyen de contrôle comprend une base de données alimentée par un processus d’apprentissage avec des données permettant de distinguer un paquet ou un ensemble de paquets ayant une caractéristique (exemple : une position et/ou une orientation) non habituelle.
Par position ou orientation non habituelle on entend des paquets présentant, par exemple, une inclinaison, ou une orientation inhabituelle des paquets collés l’une à l’autre, des paquets présentant un phénomène d’ombre dû à une trop grande différence de hauteur.
Par ailleurs, le moyen de contrôle peut comprendre un processeur de réseau de neurones artificiels configuré pour permettre le processus d’apprentissage.
Ceci permet d’améliorer continuellement les capacités de discrimination des paquets adjacents par le système et en conséquence augmenter la précision lors de la saisie par le préhenseur. La précision lors de la saisie est importante, en effet, le préhenseur peut comprendre un ensemble d’éléments de saisie, par exemple par aspiration, ces derniers peuvent être commandés indépendamment l’un de l’autre. Une bonne précision est requise, car l’activation d’un élément (par exemple une ventouse) sans qu’il soit entièrement en contact avec le paquet peut avoir comme conséquence une perte de pression ce qui risque de conduire à une chute du paquet.
Avantageusement, le système peut comprendre en outre un troisième moyen de détection, latéral, agencé de sorte que son champ de détection couvre le paquet saisi dans sa position initiale et dans sa position soulevée (c-à-d juste avant son déplacement vers la zone de réception). Le troisième moyen de détection peut être un moyen de détection 2D ou 3D, par exemple une caméra 2D ou une caméra 3D.
Avantageusement, le troisième moyen de détection peut être agencé suivant un axe perpendiculaire à l’axe de la table élévatrice, par exemple son axe peut être confondu avec la position verticale de référence.
Avantageusement, le troisième moyen de détection peut être agencé à une hauteur fixe.
Avantageusement, le moyen de contrôle peut être configuré pour coopérer avec ledit troisième moyen de détection pour déterminer la distance verticale minimale avec laquelle le préhenseur doit soulever un paquet avant son déplacement vers la zone de réception.
De manière encore plus avantageuse le troisième moyen de détection peut être agencé du coté de la zone de réception, par exemple sur un convoyeur.
Ce troisième moyen de détection présente l’avantage de pouvoir détecter la clairance verticale (jeu entre l’extrémité inférieure du paquet pris par le préhenseur et l’extrémité supérieure du deuxième paquet le plus haut), c’est à dire détecter que le paquet pris par le préhenseur est décollé de l’ensemble de paquets. Ceci permet d’une part de mesurer la hauteur du paquet avec précision, et d’autre part de vérifier qu’il n’y a aucun paquet adjacent plus haut que la limite inférieure du paquet saisi qui pourrait le gêner lors de son déplacent vers la zone de réception. Ainsi, le paquet peut être dégagé en toute sécurité sans devoir monter jusqu’à un niveau maximum préétabli comme c’est le cas des système connus.
En outre, la mesure de la hauteur du paquet permet d’estimer avec précision la hauteur à laquelle le paquet se positionne au-dessus de la zone de réception avant sa dépose (par exemple, la distance entre la face inférieure du paquet 31 et le tapis ou rouleaux d’un convoyeur). En conséquence, la dépose de paquets sur la zone de réception est d’avantage maîtrisée et précise protégeant ainsi l’intégrité du paquet.
Selon une caractéristique optionnelle, la zone de réception, est agencée à une position verticale par rapport au sol, déterminée de sorte que la trajectoire du robot soit optimisée en réduisant les mouvements verticaux du préhenseur. Par exemple, elle peut être à la même hauteur que la position verticale de référence.
Avantageusement, la position verticale de la zone de réception peut être variable de sorte à garder une trajectoire optimisée du paquet. Par exemple, la zone de réception peut être baissée pour recevoir un colis présentant une hauteur importante, ou à l’inverse remontée pour recevoir un colis ayant une faible hauteur.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un système de chargement de paquets comprenant :
- une table élévatrice mobile par rapport au sol suivant un axe vertical et agencée pour recevoir un contenant à charger avec un ensemble de paquets, présentant chacun une extrémité supérieure, une extrémité inférieure et une hauteur correspondant à la différence entre lesdites extrémités,
- un premier moyen de détection dont le champ de détection couvre le contenant et lorsque des paquets sont déposées sur le contenant, au moins les paquets de dessus dudit ensemble de paquets, - un robot muni d’un préhenseur configuré pour saisir un paquet d’une zone de réception, le déplacer jusqu’au contenant et le déposer,
- un moyen de contrôle informatique connecté au premier moyen de détection d’une part et à la table élévatrice d’autre part, ledit premier moyen de détection étant configuré pour déterminer les positions verticales par rapport au sol des extrémités supérieures des paquets couvert par le champ de détection et les transmettre au moyen de contrôle, le moyen de contrôle étant configuré pour : d’une part, calculer un écart suivant ledit axe vertical de la table entre une position initiale de l’extrémité supérieure d’un paquet déterminé et une position verticale de référence prédéterminée en fonction d’une plage de détection de profondeur du premier moyen de détection et/ou des positions suivant l’axe vertical auquel le préhenseur est apte de déposer un paquet, et d’autre part, faire déplacer verticalement la table élévatrice d’une distance égale à l’écart.
Comme le système de chargement selon l’invention est similaire au système de déchargement décrit ci-dessus, avec une adaptation pour que la finalité soit un chargement au lieu d’un déchargement de paquets, les caractéristiques décrites ci-dessus en rapport avec le système de déchargement s’appliquent également en totalité ou en partie à ce système de chargement.
Notons que le déplacement vertical de la table peut être en montée comme à la baisse. Par exemple, dans le cas d’un chargement, la table sera baissée au fur et à mesure que le contenant est chargée et inversement, lors d’un déchargement, la table est montée au fur et à mesure que le contenant est déchargé. Toutefois, le système peut ajuster automatiquement la position de la table à la baisse même dans le cas d’un déchargement, et inversement monter la table lors d’un chargement, par exemple pour faciliter le positionnement du préhenseur.
Le système selon l’invention peut également comprendre, au moins dans le cas d’un chargement, un quatrième moyen de détection communiquant avec le moyen de contrôle et agencé de sorte que son champ de vision couvre la zone de réception (au moins partiellement). Ce quatrième moyen de détection est, par exemple, configuré pour détecter les dimensions de paquets arrivant à cette zone de réception dans un ordre inconnu et/ou avec des dimensions inconnues. Ceci permettra au système de déterminer en temps réel leur agencement sur ou dans le contenant.
Ces optimisations permettent d’améliorer la qualité et la rapidité des opérations en d’optimisant la trajectoire du robot. En conséquence, on évite la casse d’objets fragiles contenus dans les paquets et on réduit le temps nécessaire à la dépose ou à la prise ce qui permet d’améliorer d’avantage le débit de chargement / déchargement.
Selon un autre aspect, l’invention porte également sur un procédé de chargement et/ou de déchargement d’un contenant. Ledit procédé se caractérise en ce qu’il met en oeuvre le système selon l’une quelconque des combinaisons de caractéristiques décrites ci-dessus.
Brève description des figures
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquelles :
[Fig.1 ] la figure 1 représente un système de dépalettisation connu de l’état de la technique ;
[Fig.2] la figure 2 représente une trajectoire typique d’un paquet déchargé par un système de dépalettisation connu ;
[Fig.3] la figure 3 représente un exemple de réalisation d’un système selon l’invention comprenant un moyen de détection ; [Fig.4] la figure 4 représente un deuxième exemple de réalisation dans lequel le système comprend un deuxième moyen de détection ;
[Fig.5] la figure 5 représente un troisième exemple de réalisation dans lequel le système comprend un troisième moyen de détection ;
[Fig.6] la figure 6 illustre un exemple de trajectoire optimisée d’un paquet déchargé par un système conforme à l’invention.
Description détaillée
La figure 3 représente un système de déchargement de paquets (appelé également système de dépalettisation) 10 selon un premier exemple de réalisation de l’invention.
Le système de dépalettisation 10 comprend une table élévatrice 11 sur laquelle est déposé un contenant 2 qui est dans cet exemple une palette. Le contenant 2 peut toutefois être différent d’une palette, par exemple une caisse, un roll, un plateau, ...etc.
Le contenant 2 comprend un ensemble de paquets 3 disposés comme montré par la figure 3. Les paquets 3 sont par exemple des colis. Ils peuvent être hétérogènes comme montré sur la figure 3, mais ils peuvent aussi être partiellement ou totalement homogènes dans d’autres exemples non illustrés.
Le système 10 comprend un robot de dépalettisation (non représenté) similaire au robot 4 de la figure 1 et qui comprend un préhenseur similaire au préhenseur 5.
Le système comprend également un premier moyen de détection qui est dans cet exemple tridimensionnelle (3D) 13, qui peut comprendre un ou plusieurs éléments tels qu’une caméra 3D (par exemple à temps de vol, stéréoscopique ou à triangulation Laser), un scanner 3D, ou tout autre moyen similaire.
Dans un exemple de réalisation, le premier moyen de détection 13, comprend une caméra 3D et une caméra stéréoscopique. Ce premier moyen de détection 13 présente un champ de vision couvrant au moins les paquets disposés au-dessus du contenant 2, c’est- à-dire les paquets de dessus de l’ensemble de paquets 3 (on peut parler d’une couche supérieure dans le cas de paquets de forme homogène).
Dans l’exemple de la figure 3 le premier moyen de détection 13 est disposé au-dessus de la table élévatrice 11 et à une certaine hauteur de celle-ci de sorte à permettre au préhenseur du robot de prendre les paquets 31 .
Dans un autre exemple de réalisation non représenté, le premier moyen de détection 13 comprend une caméra 3D décalée par rapport à l’axe vertical de la table de sorte à éviter d’avoir des zones d’ombre lorsque le préhenseur du robot est au-dessus de la table et s’approche d’un paquet 31 à décharger.
Le système 10 comprend en outre un moyen de contrôle informatique, non montré sur les dessins, auquel sont connectés le robot 4, le premier moyen de détection 13 et la table élévatrice 11 .
Le premier moyen de détection 13 est configuré pour déterminer les positions verticales par rapport au sol des extrémités supérieures 33 des paquets de dessus 31 , 32 et les transmettre au moyen de contrôle. Le moyen de contrôle étant configuré pour : d’une part, calculer un écart D1 entre une position PO de l’extrémité supérieure 33 d’un paquet déterminé 31 , 32 et une position verticale de référence P1 fixe par rapport au sol, et d’autre part à faire déplacer verticalement la table élévatrice 11 d’une distance égale à l’écart D1 .
La figure 4 représente un exemple de réalisation dans lequel le système 100 de déchargement est similaire au système de la figure 3, mais il comprend en outre un deuxième moyen de détection 14 également connecté au moyen de contrôle et dont le champ de vision couvre au moins les paquets de dessus 31 , 32 de l’ensemble de paquets 3. Ce deuxième moyen de détection 14 est par exemple positionné au même endroit que le premier moyen de détection 13. Ledit deuxième moyen de détection 14, (par exemple une caméra 2D) est configuré pour permettre de discriminer les contours de paquets voisins 31 , 32. Par exemple, la table élévatrice est déplacée de D1 , une caméra 2D prend une ou plusieurs photos pour déterminer les contours du paquet ciblé suite à la détection réalisée précédemment par le premier moyen 13. Cette détermination des contours est d’autant plus précise lorsque la caméra 2D a une zone optimale de travail (autour de la distance focale) qui inclue la position verticale de référence P1 et lorsque la face supérieure du paquet ciblé (à décharger) est positionnée à cette hauteur du sol suite au déplacement de la table de D1 .
Ceci a donc pour avantage de permettre au système de reconnaître avec précision les contours du paquet à saisir par le préhenseur 5 et en conséquence de bien positionner ce dernier pour éviter tout erreur de préhension.
Le préhenseur 5 est d’un type connu en soit, par exemple comprenant un ensemble de ventouses actionnables pour aspirer le paquet à décharger.
Avantageusement, les ventouses du préhenseur 5 sont actionnables individuellement et peuvent être contrôlées de sorte à activer uniquement celles qui rentrent en contact avec le paquet ciblé. Ceci permet d’éviter de perturber la position des colis adjacents et en conséquence évite d’avoir des pertes de pression et en conséquence de maîtriser la saisie des paquets.
Avantageusement, le deuxième moyen de détection 14 est relié à un réseau de neurones artificiels (désigné dans la figure 4 par « Al ») pour permettre au système, via un processus d’apprentissage, de maîtriser d’avantage la discrimination des contours des paquets.
Avantageusement, le moyen de contrôle comprend une base de données alimentée par un processus d’apprentissage avec des données permettant de distinguer un paquet ou un ensemble de paquets ayant une position et/ou une orientation non habituelle. Par exemple, lorsqu’un colis est incliné le système peut ne pas le reconnaître. Pour permettre sa reconnaissance, un apprentissage est réalisé en présentant une telle position au premier et/ou au deuxième moyen de détection et en l’associant avec une image du colis telle que connue par le système. Ce type d’apprentissage peut être réalisé pour des orientations inhabituelles des paquets, de nouveaux types paquets ou des particularités de certains paquets (des taches, présence rubans adhésifs, étiquettes, déformations légères, ...etc) qui peuvent empêcher le système de reconnaître simplement le paquet. Selon une variante, des images prises par le premier et le deuxième moyen de détection peuvent être croisées ou associées pour permettre cette reconnaissance.
Grâce à cette base de données, lorsqu’une situation inhabituelle se présente, le système peut reconnaître la situation en se référant à sa base de données. Par exemple, le système est capable de reconnaître qu’un paquet est incliné ou mal orienté et en conséquence le préhenseur sera également incliné ou réorienté pour le saisir.
La figure 5 représente un autre exemple de réalisation dans lequel le système 1000 est similaire au système 100 de la figure 4 mais comprend en outre un troisième moyen de détection 15 également relié informatiquement au moyen de contrôle.
Le troisième moyen de détection 15 est par exemple une caméra 3D. Il peut être positionné latéralement de sorte que son champ de vision couvre, au moins, le paquet 31 à décharger avant qu’il soit déplacé verticalement et au moins juste après qu’il ait quitté l’ensemble de paquet 3.
Avantageusement, l’axe de vision horizontal du troisième moyen de détection 15 peut être positionné au niveau de la position verticale de référence P1.
Lorsqu’un paquet 31 , par exemple le paquet présentant l’extrémité supérieure 33 la plus haute de l’ensemble de paquets 3, est saisie par le préhenseur 5, le troisième moyen de détection 15 permet de détecter le moment où l’extrémité inférieure 34 de ce paquet 31 dépasse l’extrémité supérieure 33’ du deuxième paquet le plus haut 32 (c’est-à- dire un jeu entre ces deux extrémités 34, 33’ est détecté par le troisième moyen de détection 15). L’information est transmise au moyen de contrôle informatique qui stoppe le déplacement vertical du préhenseur 5. Le robot déplace ensuite le paquet vers la zone de réception 6. De cette manière le déplacement vertical du préhenseur 5 après la prise d’un paquet 31 est limité au déplacement nécessaire pour s’assurer que le paquet 31 ne risque pas d’entrer en collision avec un autre paquet lors de son déplacement. La limitation de ce déplacement vertical permet donc de réduire d’avantage le temps nécessaire au robot pour déplacer un paquet.
En outre le troisième moyen de détection permet de mesurer la hauteur h du paquet pris par le préhenseur dès que son extrémité inférieure 34 est détectée. L’information sur la hauteur h peut être utilisée par le moyen de contrôle pour vérifier l’information dont il dispose dans sa base de données dans le cas où celle-ci est disponible. Elle peut également être utilisée pour mieux définir la trajectoire du paquet lors de son déplacement par le robot jusqu’à la zone de réception 6. Ceci permet d’une part de réduire le temps de déplacement par le robot, et d’autre part de réduire le risque de choc sur le paquet à la dépose. En effet, la connaissance de la hauteur du paquet permet d’estimer avec précision la position verticale au-dessus de la zone de réception 6 à laquelle le robot doit amener le paquet avant de le déposer.
La figure 6 illustre un exemple de trajectoire optimisée 17 d’un paquet déchargé par le système décrit ci-dessus, à partir du moment de sa saisie par le préhenseur 5 jusqu’au moment de son dépôt sur un convoyeur 6. La trajectoire optimisée 17 est comparée à la trajectoire 7 typique de la figure 1 . Avantageusement, la position verticale du convoyeur 6 peut également être ajustée pour maîtriser d’avantage la trajectoire du robot et réduire le temps de cycle.
Selon d’autres exemples de réalisation non illustrés, les systèmes décrits ci-dessus en référence aux figures 3 à 5 peuvent être utilisé pour un chargement de contenant avec des paquets arrivant jusqu’à la zone de réception. Dans ce cas, la configuration des premier, deuxième et/ou troisième moyens de détection, ainsi que la configuration du moyen de contrôle, sont adaptés. Néanmoins la mise en oeuvre globale reste similaire.
Le système de déchargement décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre pour décharger un contenant comprenant un ensemble de paquets 3, par exemple, avec une partie ou la totalité des étapes suivantes :
1 ) le contenant 2 chargé avec l’ensemble de paquets 3 est déposé sur la table élévatrice 11 ,
2) le premier moyen de détection 13 détermine les positions verticales par rapport au sol des extrémités (faces) supérieures 33, 33’ des paquets de dessus 31 , 32 et les transmet au moyen de contrôle. La manière de déterminer ses positions est par exemple en renvoyant une image du relief observé par une caméra 3D avec des couleurs indiquant l’altitude pas rapport au sol de chaque paquet vu par cette caméra,
3) le moyen de contrôle, à partir des données reçu du premier moyen de détection 13, détermine un paquet cible à décharger, selon des critère préétablis, par exemple le paquet cible peut être déterminé comme le paquet 31 présentant l’extrémité supérieure 33 la plus élevée de l’ensemble 3. Ensuite :
- le moyen de contrôle calcule un écart D1 entre la position initiale PO de l’extrémité supérieure 33 du paquet ciblé 31 et une position verticale de référence P1 fixe par rapport au sol. Selon une variante d’exécution, l’écart D1 est calculé entre l’extrémité supérieure 33’ du deuxième paquet le plus élevé 32 et la position verticale de référence P1 , puis
- le moyen de contrôle donne instruction à la table élévatrice 11 pour la faire déplacer verticalement d’une distance égale à l’écart D1.
4) le premier moyen de détection 13 et/ou le deuxième moyen de détection 14 prennent une/des images à cette nouvelle position de la table pour déterminer les contours du paquet à décharger et le discriminer de ses voisins.
5) Ensuite, le préhenseur saisi le paquet 31 à décharger et le soulève d’une certaine distance jusqu’à ce que son extrémité inférieure 34 dépasse l’extrémité supérieure 33’ du deuxième paquet le plus haut 32. Cette distance peut être, soit calculée à partir de donnée connue par le système sur les dimensions des paquets 31 , 32, soit déterminée suite à une détection d’un jeu par le troisième moyen de détection 15 (détection que l’extrémité inférieure 34 du paquet 31 dépasse l’extrémité supérieure 33’ du deuxième paquet 32).
6) Le moyen de contrôle calcule la hauteur h (distance entre face supérieure 33 et face inférieure 34) du paquet 31 pris par le préhenseur 5, et détermine la distance minimale par rapport à la zone de réception 6 avec laquelle le paquet peu arriver au-dessus de cette zone pour la dépose.
7) Le robot déplace alors le préhenseur muni du paquet 31 selon la trajectoire calculée par le moyen de contrôle, et le dépose dans la zone de réception 6.
Pour procéder au chargement d’un contenant les étapes ci- dessus peuvent être utilisées en partie ou en totalité, dans un ordre inversé et /ou avec des adaptations de sorte que les paquets soient saisis dans la zone de réception 6 par le préhenseur, déplacées jusqu’au-dessus du contenant pour être déposées dans un ordre, un emplacement et ou une hauteur, déterminées par le ou les moyens de détections ou le moyen de contrôle. Optionnellement, une étape de pré-positionnement de la table en hauteur par rapport au sol peut être envisagée, par exemple, pour permettre au premier moyen de détection, dans le cas d’un déchargement, de détecter avec précision les positions verticales des extrémités supérieures des paquets ou, dans le cas d’un chargement, de détecter le fond du contenant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (10 ; 100 ; 1000) de déchargement de paquets (31 , 32) comprenant :
- une table élévatrice (11 ) mobile par rapport au sol suivant un axe vertical (ZZ’) et agencée pour recevoir un contenant (2) comprenant un ensemble de paquets (3), présentant chacun une extrémité supérieure (33), une extrémité inférieure (34) et une hauteur (h) correspondant à la différence entre lesdites extrémités (33, 34),
- un premier moyen de détection (13) dont le champ de détection couvre au moins les paquets de dessus (31 , 32) dudit ensemble de paquets (3),
- un robot (4) muni d’un préhenseur (5) configuré pour saisir un paquet (31 , 32) du contenant (2), le soulever d’une distance déterminée et pour le déplacer jusqu’à une zone de réception (6) et le déposer dans ladite zone de réception (6),
- un moyen de contrôle informatique connecté au premier moyen de détection (13) d’une part et à la table élévatrice (11 ) d’autre part, ledit premier moyen de détection (13) étant configuré pour déterminer les positions verticales par rapport au sol des extrémités supérieures (33) des paquets de dessus (31 , 32) et les transmettre au moyen de contrôle, le moyen de contrôle étant configuré pour : calculer un écart (D1 ) suivant ledit axe vertical (ZZ’) de la table (11 ) entre une position initiale (PO) de l’extrémité supérieure (33) d’un paquet déterminé (31 , 32) et une position verticale de référence (P1 ) prédéterminée en fonction d’une plage de détection de profondeur du premier moyen de détection et/ou des positions suivant l’axe vertical (ZZ’) auquel le préhenseur est apte de saisir un paquet (31 , 32), et faire déplacer verticalement la table élévatrice (11) d’une distance égale à l’écart (D1), et déterminer une distance verticale minimale avec laquelle le préhenseur doit soulever le paquet pour permettre un déplacement sécurisé vers la zone de réception tout en gardant la table élévatrice à hauteur fixe.
2. Système de déchargement selon la revendication 1 , dans lequel la position verticale de référence (P1) correspond à la position de saisie de paquets par le préhenseur (5) et/ou à une distance focale du premier moyen de détection (13).
3. Système de déchargement selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le premier moyen de détection (13) comprend une caméra 3D configurée pour prendre une ou plusieurs photos lorsque la table élévatrice (11) est déplacée de l’écart (D1) calculé.
4. Système de déchargement selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen de contrôle est configuré pour déterminer une distance verticale minimale (D2) par rapport à l’axe de la table (Z) avec laquelle le préhenseur (5) doit soulever un paquet (31) saisi du contenant (2) avant son déplacement vers la zone de réception (6) pour assurer un déplacement sans collision avec un paquet voisin (32).
5. Système de déchargement (100) selon l’une des revendications précédentes, comprenant un deuxième moyen de détection (14), ledit deuxième moyen de détection étant configuré pour discriminer les contours de paquets adjacents (31 , 32).
6. Système de déchargement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de contrôle comprend une base de données alimentée par un processus d’apprentissage avec des données permettant de distinguer un paquet ou un ensemble de paquets présentant au moins une caractéristique non habituelle.
7. Système de déchargement (1000) selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant en outre un troisième moyen de détection (15), latéral, agencé de sorte que son champ de détection couvre le paquet saisi (31 ) dans sa position initiale et dans sa position soulevée.
8. Système de déchargement selon la revendication 7, dans lequel le troisième moyen de détection (15) est configuré pour suivre le déplacement vertical du paquet par le préhenseur (5) et détecter quand l’extrémité inférieure (34) dudit paquet (31 ) est au-dessus des extrémités supérieures (33’) des autres paquets de l’ensemble.
9. Système de chargement de paquets (31 , 32) comprenant :
- une table élévatrice (11 ) mobile par rapport au sol suivant un axe vertical (ZZ’) et agencée pour recevoir un contenant (2) à charger avec un ensemble de paquets (3), présentant chacun une extrémité supérieure (33), une extrémité inférieure (34) et une hauteur (h) correspondant à la différence entre lesdites extrémités (33, 34),
- un premier moyen de détection (13) dont le champ de détection couvre le contenant et lorsque des paquets sont déposées sur le contenant, au moins les paquets de dessus (31 , 32) dudit ensemble de paquets (3),
- un robot (4) muni d’un préhenseur (5) configuré pour saisir un paquet (31 , 32) d’une zone de réception (6), le déplacer jusqu’au contenant (2) et le déposer,
- un moyen de contrôle informatique connecté au premier moyen de détection (13) d’une part et à la table élévatrice (11 ) d’autre part, ledit premier moyen de détection (13) étant configuré pour déterminer les positions verticales par rapport au sol des extrémités supérieures (33) des paquets (31 , 32) couvert par le champ de détection et les transmettre au moyen de contrôle, le moyen de contrôle étant configuré pour : d’une part, calculer un écart suivant ledit axe vertical (ZZ’) de la table (11 ) entre une position initiale de l’extrémité supérieure (33) d’un paquet déterminé (31 , 32) et une position verticale de référence prédéterminée en fonction d’une plage de détection de profondeur du premier moyen de détection et/ou des positions suivant l’axe vertical (ZZ’) auquel le préhenseur est apte de déposer un paquet (31 , 32), et d’autre part, faire déplacer verticalement la table élévatrice (11) d’une distance égale à l’écart.
10. Procédé de chargement et/ou déchargement d’un contenant (2), caractérisé en ce qu’il met en oeuvre un système selon l’une quelconque des revendications précédentes.
PCT/EP2020/080399 2019-10-29 2020-10-29 Systeme et procede de paletisation et depalettisation WO2021084009A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20796823.1A EP4051609A1 (fr) 2019-10-29 2020-10-29 Système et procédé de palétisation et dépaléttisation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1912151A FR3102468B1 (fr) 2019-10-29 2019-10-29 Systeme et procede de paletisation et depalettisation
FRFR1912151 2019-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021084009A1 true WO2021084009A1 (fr) 2021-05-06

Family

ID=70804624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/080399 WO2021084009A1 (fr) 2019-10-29 2020-10-29 Systeme et procede de paletisation et depalettisation

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4051609A1 (fr)
FR (1) FR3102468B1 (fr)
WO (1) WO2021084009A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113602724A (zh) * 2021-08-19 2021-11-05 东莞盟大集团有限公司 平面仓库物料堆放位置三维精确定位方法及系统
CN114229489A (zh) * 2021-11-12 2022-03-25 江西绿萌科技控股有限公司 机器人卸垛方法、装置、卸垛机器人及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08301449A (ja) * 1995-04-28 1996-11-19 Murata Mach Ltd ピッキングシステム
JPH11333770A (ja) * 1998-03-20 1999-12-07 Kobe Steel Ltd 積荷位置姿勢認識装置
CN104670912A (zh) * 2015-02-03 2015-06-03 徐州德坤电气科技有限公司 一种基于数字总线的小u形管抓取排序码放系统
US20170137236A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Transporting apparatus and transporting method
US20190016543A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-17 Symbotic Canada, Ulc Apparatus and method for building a pallet load
EP3453656A1 (fr) * 2017-09-07 2019-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Appareil de déchargement et procédé de déchargement
US20190263603A1 (en) * 2015-12-31 2019-08-29 Roi Industries Group, Inc. D/B/A Roi Machinery & Automation, Inc. Compact palletizer including a skeleton, subassembly, and stretch wrap system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08301449A (ja) * 1995-04-28 1996-11-19 Murata Mach Ltd ピッキングシステム
JPH11333770A (ja) * 1998-03-20 1999-12-07 Kobe Steel Ltd 積荷位置姿勢認識装置
CN104670912A (zh) * 2015-02-03 2015-06-03 徐州德坤电气科技有限公司 一种基于数字总线的小u形管抓取排序码放系统
US20170137236A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Transporting apparatus and transporting method
US20190263603A1 (en) * 2015-12-31 2019-08-29 Roi Industries Group, Inc. D/B/A Roi Machinery & Automation, Inc. Compact palletizer including a skeleton, subassembly, and stretch wrap system
US20190016543A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-17 Symbotic Canada, Ulc Apparatus and method for building a pallet load
EP3453656A1 (fr) * 2017-09-07 2019-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Appareil de déchargement et procédé de déchargement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113602724A (zh) * 2021-08-19 2021-11-05 东莞盟大集团有限公司 平面仓库物料堆放位置三维精确定位方法及系统
CN114229489A (zh) * 2021-11-12 2022-03-25 江西绿萌科技控股有限公司 机器人卸垛方法、装置、卸垛机器人及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
FR3102468B1 (fr) 2022-07-01
EP4051609A1 (fr) 2022-09-07
FR3102468A1 (fr) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2552812B1 (fr) Procede et dispositif de transfert de decoupes pour boites d'emballage
US11840411B2 (en) Vision-assisted robotized depalletizer
EP3227189B1 (fr) Dispositif et procédé d'empilage de colis de tailles différentes
WO2021084009A1 (fr) Systeme et procede de paletisation et depalettisation
WO2010067190A2 (fr) Procede et installation de distribution de produits pour leur conditionnement
EP3519306B1 (fr) Procede de chargemement automatise d'une caisse avec des objets au moyen d'un robot prehenseur
FR2976561A1 (fr) Distributeur de flancs a plat.
EP0761578B1 (fr) Dispositif er procédé de palettisation
FR2995596A1 (fr) Procede de palettisation et dispositif de mise en oeuvre du procede
WO2014080137A1 (fr) Dispositif et procede de placement d'une decoupe pour boites d'emballages avec depilage vertical et tapis de transfert
EP3828107B1 (fr) Installation de tri d'articles tels que colis ou paquets avec un système de contrôle de position des articles par détection de contour
EP3383597A1 (fr) Procede et installation permettant de constituer un lot de pieces a partir de pieces situees dans des zones de stockage differentes
WO2023126080A1 (fr) Procédé de tri de colis pour alimenter un convoyeur d'injection depuis un convoyeur d'alimentation rétractable et installation de tri de colis pour la mise en œuvre d'un tel procédé
FR3055890A1 (fr) Dispositif et procede de groupage et de transfert de caisses palettes de produits tries en lots
FR2987826A1 (fr) Dispositif et procede de groupage de produits tries en lots a haute cadence
US20240132304A1 (en) Vision-assisted robotized depalletizer
FR3056569A1 (fr) Procede de chargemement automatise d'une caisse avec des objets au moyen d'un robot prehenseur
EP1318075B1 (fr) Procédé et dispositif de calibrage et de conditionnement de fruits à faible temps de conservation
FR2665149A1 (fr) Procede de protection d'un plan de pose de charges et dispositif de mise en óoeuvre du dit procede.
EP3257795A1 (fr) Fourniture de decoupes
FR3056568A1 (fr) Procede de chargemement automatise d'une caisse avec des objets au moyen d'un robot prehenseur
FR2812857A1 (fr) Procede et dispositif de calibrage et de conditionnement de fruits a faible temps de conservation
FR3018511A1 (fr) Procede pour depiler des objets stockes sur un support et dispositif associe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20796823

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020796823

Country of ref document: EP

Effective date: 20220530