FR2810571A1 - Dispositif et machine de prehension d'objets de petites dimensions - Google Patents

Abstract

Machine de préhension d'objets de petites dimensions disposés dans un conteneur 16 pourvu d'alvéoles, comprenant un réceptacle apte à supporter ledit conteneur 16, un cadre mobile 17 apte à pincer un bord du conteneur 16 contre le réceptacle dans une position, et un organe de saisie individuelle 9 d'un objet disposé dans une alvéole du conteneur 16.

Description

Dispositif et machine de préhension d'objets petites dimensions. La présente invention relève du domaine de la fabrication industrielle d'éléments comprenant au moins un objet de petite dimension, notamment de faible épaisseur, qui doit être saisi vue de son montage ultérieur.

Plus particulièrement, l'invention concerne le domaine des étiquettes électroniques, également appelées "Tags", destinées à être disposées dans ou sur un autre élément.

On connaît par le document WO-A-98/42488, un procédé d'inclusion d'étiquettes électroniques dans la paroi d'un objet thermo- transformé à chaud.

Toutefois, avant d'inclure une étiquette 'lectronique dans un objet moulé en matière plastique, il est nécessaire d'effectuer une opération de préhension de l'étiquette électronique ' partir de l'endroit où elle se trouve, qui peut être par exemple un récipient, pour l'amener dans une position déterminée en vue de l'opération d'inclusion. On entend ici "position déterminée", une position connue et reproductible en translation selon trois axes et en rotation également selon trois axes. De façon classique, les étiquettes électroniques peuvent être posées à la main, c'est-à-dire prises par un opérateur à partir d'un récipient ou elles se trouvent disposées en vrac et insérées dans une presse en vue du moulage par injection. Toutefois, le coût de main-d'oeuvre est élevé, la précision de positionnement est faible et la sécurité de l'opérateur n'est pas satisfaisante en raison d'un accès manuel à la presse.

Les étiquettes électroniques peuvent également être présentées dans un bol vibrant pourvu d'orifices à travers lesquels lesdites étiquettes sont susceptibles de passer. Toutefois, il existe un risque non négligeable que plusieurs étiquettes passent en même temps dans un orifice ou, à l'inverse, que plusieurs étiquettes se coincent ensemble.

A partir d'un récipient contenant les étiquettes électroniques en vrac, on peut également les introduire une par une dans un chargeur. Toutefois cette opération d'introduction est de coût élevé et le chargeur est susceptible de se bloquer en raison de la non planéité desdites étiquettes électroniques.

présente invention propose de porter remède aux inconvénients évoqués ci-dessus.

présente invention propose d'améliorer les opérations effectuées sur les étiquettes électroniques entre leur livraison dans un récipient et leur insertion dans un produit final.

Le dispositif de positionnement, selon un aspect de l'invention, est destiné à des objets de petites dimensions disposés dans un conteneur pourvu d'alvéoles. Le dispositif comprend un réceptacle apte à supporter ledit conteneur, et un cadre amovible apte à pincer un bord conteneur contre le réceptacle dans une position et à libérer ledit bord dans une autre position. Dans un mode de réalisation de l'invention, le cadre comprend une surface de pincement plane. Le réceptacle peut comprendre une surface supérieure en concordance de forme avec une surface inférieure du conteneur. La surface supérieure du réceptacle peut présenter des portions sensiblement verticales délimitant une portion centrale en saillie. surface inférieure du conteneur peut présenter portions sensiblement verticales délimitant une concavité.

conteneur peut être réalisé à partir d'une feuille mince de matériau synthétique.

Avantageusement, le cadre comprend une zone apte a entrer en contact avec une surface supérieure du conteneur, ladite zone étant en concordance de forme avec ladite surface supérieure du conteneur de façon que la position du conteneur puisse être déterminée par ledit cadre. Ladite zone peut être plane.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le cadre comprend des moyens de fixation amovibles sur le réceptacle. La machine de préhension, selon un aspect de l'invention, est destinée à des objets de petites dimensions disposés dans conteneur pourvu d'alvéoles. La machine comprend un réceptacle apte à supporter ledit conteneur, un cadre amovible apte à pincer un bord conteneur contre réceptacle dans une position, et un organe de saisie individuelle d'un objet disposé dans une alvéole du conteneur.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le receptacle et le cadre sont mobiles en translation selon au moins un axe rapport à un bâti de machine. Ledit axe peut être horizontal.

Dans un mode de réalisation de l'invention, l'organe de saisie est mobile en translation selon au moins deux axes par rapport a un bâti de la machine.L'un desdits axes peut être horizontal et l'autre vertical.

Avantageusement, la machine comprend un ensemble de test desdits objets disposés à proximité du réceptacle et solidaire en translation dudit réceptacle.

L'invention propose également un programme d'ordinateur comprenant des moyens de code programme pour commander le fonctionnement de la machine, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.

L'invention concerne également un support capable d'être lu par un dispositif de lecture de moyens de code programme qui s'y trouvent stockés qui sont aptes à commander le fonctionnement la machine, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.

L'invention est bien adaptée à la préhension d'objets de petites dimensions, par exemple de largeur de 5 à 20 mm, notamment de l'ordre de 10 mm, longueur de 5 à 20 mm, notamment de l'ordre 10 mm et de faible épaisseur, de quelques dixièmes de millimètres ' quelques millimètres et présentant une grande souplesse. En particulier, l'invention peut s'appliquer à la saisie d'étiquettes électroniques matière synthétique, telle que du PVC, qui sont de très grande souplesse.

Ces étiquettes électroniques peuvent être disposées par piles d'une dizaine dans chaque alvéole d'un conteneur en matériau synthétique mince et donc à faible tenue mécanique. Le conteneur est mince à la fois pour des raisons de coût et de masse. Il est donc difficile, à partir d'un conteneur dans lequel sont disposées plusieurs centaines d'étiquettes électroniques, de saisir lesdites étiquettes électroniques une par une et de les amener en un lieu déterminé sous une orientation déterminée. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective de la machine selon un aspect l'invention; la figure 2 est une vue de dessus en élévation du réceptacle; - la figure 3 est une vue de dessus en élévation du cadre mobile; la figure 4 est une vue de dessus en élévation d'un conteneur pour objets de petites dimensions; et la figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 4. Comme on peut le voir sur la figure 1, la machine de préhension comprend un portique stationnaire référencé 1 dans son ensemble et formé d'une base 2 reposant sur le sol ou sur un support approprié et comprenant une surface supérieure 2a horizontale, plane, pourvue de rainures parallèles 3, de deux montants latéraux 4 et d'une traverse supérieure 5 horizontale disposée entre les extrémités supérieures des montants 4, sensiblement parallèle aux rainures 3 de la base 2 et pourvue d'une glissière 6 équipée d'un actionneur 7.

La machine de préhension se complète par un support mobile 8 apte à se déplacer en translation dans la glissière 6 selon un axe parallèle aux rainures 3 de la base 2, grâce à l'actionneur 7 supporté par l'un des montants du portique 1. Le support mobile 8 comprend un élément de saisie 9 mobile en translation selon un axe perpendiculaire à l'axe de glissière et qui sera généralement vertical, tandis que la glissière 6 sera généralement horizontale et ce au moyen d'un actionneur 10 monté sur support mobile 8.

L'élément de saisie 9 est prévu pour pouvoir saisir un objet petite dimension, notamment une étiquette électronique. L'objet pourra, par exemple, être de longueur comprise entre 5 et 20 mm, de largeur comprise entre 5 et 20 mm et d'épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres ou quelques millimètres. La préhension d'un tel objet élément saisie 9, pourra être effectuée par des moyens mécaniques, magnétiques, ou encore pneumatiques, notamment à dépression.

La machine comprend, en outre, une table 11 disposée sur la surface supérieure 2a de la base 2 en étant fixée dans les rainures 3 et apte à se déplacer en translation selon un axe, généralement horizontal, perpendiculaire aux rainures 3 et perpendiculaire à l'axe de translation de l'élément de saisie 9. A cet effet, la table 11 est pourvue d'un actionneur 12, par exemple un vérin électrique, hydraulique ou pneumatique. La table 11 offre une surface supérieure plane 11a pourvue de rainures 13 permettant la fixation d'autres éléments. Sur la surface 11a, est disposé un élément de test 14 apte à vérifier le conformité des caractéristiques des objets, notamment des étiquettes électroniques, qu'il est prévu de saisir. L'élément de test 14 est fixé, par exemple au moyen de vis coopérant avec des écrous disposés dans les rainures 13. Sur la surface supérieure 1 la de la table 11, est également fixé un réceptacle 15 tel qu'illustré sur la figure 2, un conteneur 16 d'objets de petites dimensions, tel qu'illustré sur les figures 4 et 5, et un cadre 17 tel qu'illustré sur la figure 3. Le conteneur 16 et le cadre 17 recouvrent le réceptacle 15 qui n'est donc pas visible sur la figure 1. Ces trois éléments 15 à 17 sont installés sur la surface supérieure 11a de la table 11 dans une position décalée par rapport à l'élément de test 14, dans le sens de l'axe de translation de la table 11. La machine comprend, en outre, un contrôleur 18 se présentant sous la forme d'un boîtier, par exemple parallélépipédique, relié à une alimentation électrique non représentée et relié par des câbles électriques 19 au portique 1, plus particulièrement à l'actionneur 7 de la traverse 5, à l'actionneur du support mobile 8, à l'actionneur 12 de la table 11, à l'élément de test 14, et à l'élément de saisie 9, pour permettre l'échange d'informations, à savoir l'envoi d'ordre de commande du contrôleur 18 vers les éléments précités et la réception par le contrôleur 18 d'informations d'état en provenance des éléments précités. Le contrôleur 18 peut être un ordinateur. Le contrôleur 18 comprend, de façon non représentée, une ou plusieurs mémoires mortes et/ou vives, un processeur, et un programme de commande stocké dans une des mémoires et apte à être exécuté par le processeur pour commander le fonctionnement du portique 1.

Sur la figure 1, on voit que sur le contrôleur 18 est disposé un ordinateur portable 20 pourvu, de façon classique, d'un écran et d'un clavier. La présence de l'ordinateur portable 20 est optionnelle, mais s'avère utile pour l'étalonnage du fonctionnement de la machine et la visualisation de résultats de tests de fonctionnement. En fonctionnement normal, l'ordinateur 20 pourra être séparé de la machine de 'hension et utilisé à d'autres tâches.

Sur la figure 2, est illustré plus en détail le réceptacle 15 qui se présente sous la forme générale d'une plaque rectangulaire à coins légèrement chanfreinés et pourvue d'une saillie 2 également rectangulaire positionnée sensiblement à égale distance de ses côtés, tant latéraux que longitudinaux. La saillie 21 est formée sur une épaisseur de l'ordre de 5 mm, présente une surface supérieure plane 21 a et délimitée par des bords longitudinaux et latéraux 22 sensiblement verticaux.

Le réceptacle se complète par une pluralité perçages traversants 23, permettant une fixation du réceptacle 15 sur la table 11, par exemple par l'intermédiaire de vis disposées dans les perçages et prévues pour coopérer avec des écrous qui peuvent être disposés dans les rainures 13 de la surface supérieure 11a de la table 11. Ainsi, on fixe réceptacle 15 dans une position déterminée par rapport à la table 11.

Sur la figure 3, est illustré le cadre amovible 17 permet de bloquer un conteneur 16 sur le réceptacle 15. Le cadre amovible 17 se présente là encore, sous la forme d'une plaque de forme générale rectangulaire à coins légèrement chanfreinés, de longueur de l'ordre de quelques dizaines de centimètres, de largeur de l'ordre d'une dizaine de centimètres et d'épaisseur de l'ordre d'un centimètre. Une découpe 24 est prévue dans le centre de ladite plaque et située sensiblement à égale distance de ses bords tant longitudinaux que latéraux. La découpe 24 est de forme rectangulaire avec des coins arrondis 25. On précise ici que les coins arrondis 25 sont réalisés de telle façon qu'ils ne réduisent pas le rectangle qui est la forme de base de la découpe, mais au contraire l'agrandissent. A titre d'exemple, si l'arrondi est circulaire, on prévoira le cercle définissant ledit arrondi passe par l'intersection du bord longitudinal et du bord latéral, ou passe à l'extérieur.

Le cadre amovible 17 est également pourvu de perçages traversants et lisses 26. Certains de ces perçages 26 sont prévus à des emplacements correspondant des perçages filetés du réceptacle 15, de façon qu'au moins deux vis puissent être disposées dans les perçages 26 du cadre amovible 17 et venir en prise dans le réceptacle 15 pour permettre la fixation du cadre amovible 17 sur le réceptacle 15. Avantageusement, on prévoira des vis avec des filets à forte pente pour permettre un vissage extrêmement rapide. Sur les figures 4 et 5, est illustré un exemple d'un conteneur 16 pour étiquettes électroniques. Le conteneur 16 se présente sous la forme d'une plaque rectangulaire de dimensions adaptées au cadre amovible 17 et au réceptacle 15 décrits ci-dessus et possédant un unique coin tronqué 27 permettant son repérage dans un plan horizontal, des bords latéraux 28 et longitudinaux 29 plats, et une pluralité d'alvéoles 30 disposées en matrice entre les bords 28 et 29. Les alvéoles 30 sont ici au nombre de 5x20, mais un nombre différent peut être facilement prévu. Les alvéoles 30 sont séparées entre elles par des cloisons longitudinales 31 et par des cloisons latérales 32, toutes deux d'épaisseur relativement faible, par exemple de l'ordre de 2 mm. Les alvéoles 30 possèdent une surface de l'ordre de 15x15 mm et une profondeur de l'ordre de 10 mm. Une cloison périphérique 33 est disposée entre les bords longitudinaux 28 et latéraux 29 et la matrice d'alvéoles 30. La cloison 33 est d'épaisseur de l'ordre de 5 mm et d'une hauteur par rapport aux bords longitudinaux 28 et latéraux 29 de l'ordre de 15 mm. En d'autres termes, le fond des alvéoles 30 est disposé à environ 5 mm plus haut que le plan dans lequel sont disposés les bords longitudinaux 28 et latéraux 29. La cloison périphérique 33 présente une forme générale extérieure rectangulaire avec des coins arrondis en saillie, tant par rapport à la longueur de la cloison périphérique que par rapport à sa largeur, et en concordance de forme avec la découpe du cadre amovible 17 illustrée sur la figure 3.

Ainsi, le réceptacle 15 et le cadre amovible 17 forment un dispositif de positionnement pour des objets de petites dimensions, tels que des étiquettes électroniques, disposées en piles dans les alvéoles 30 d'un conteneur 16. On vient poser un conteneur 16 rempli d'étiquettes électroniques sur un réceptacle 15, les bords longitudinaux et latéraux du conteneur 16 venant reposer sur la surface supérieure de la plaque formant le réceptacle et le fond des alvéoles 30 venant reposer sur la surface supérieure 21a de la saillie 21. La saillie 21 permet de positionner le conteneur 16 par rapport au réceptacle 15 dans un plan horizontal. positionnement satisfaisant est obtenu lors du contact sensiblement continu entre les bords 22 de la saillie 21 et la cloison périphérique 33 a proximité des bords latéraux 28 et longitudinaux 29 du conteneur 16. Puis, on vient coiffer le conteneur 16 par un cadre amovible La surface inférieure du cadre amovible vient recouvrir les bords longitudinaux 28 et latéraux 29 de ce dernier, tandis que la découpe dudit cadre amovible 17 vient entourer la cloison périphérique 33 du conteneur 16 avec concordance de forme précise entre ladite cloison périphérique et ladite découpe.

Ensuite, une fixation ferme est effectuée au moyen de vis passant dans les perçages du cadre mobile, dans les perçages des bords latéraux conteneur et dans les perçages du réceptacle.

vis constituent des moyens de fixation rapides. Toutefois a titre de variante, on pourrait envisager des moyens de fixation différents. Les vis précitées pourraient être remplacées par de simples pions ou tiges cylindriques qui pourraient prendre place dans des perçages lisses réceptacle. Ces pions pourraient être légèrement aimantés pour une meilleure fixation. On pourrait encore prévoir des doigts solidaires du cadre mobile et en saillie vers le bas pour traverser les perçages du conteneur et du réceptacle, ou encore des doigts solidaires du réceptacle en saillie vers le haut pour traverser les perçages du conteneur et du cadre mobile. L'installation du conteneur sur le réceptacle peut s'effectuer de façon manuelle. Le coin tronqué du conteneur permet un repérage facile qui peut être aidé par une marque visuelle, par exemple de couleur, prévue sur le réceptacle. L'installation du conteneur sur le réceptacle peut aussi s'effectuer de façon automatique.

Ensuite, le conteneur étant donc fixé dans le dispositif de positionnement formé par le réceptacle 15 et par le cadre amovible dispositif de positionnement lui-même installé selon une géométrie déterminée sur la table 11, l'élément de saisie 9 peut venir saisir étiquettes électroniques disposées dans les alvéoles du conteneur 16 par une.

Sur la figure 1, on voit que l'axe longitudinal du conteneur 16 parallèle aux rainures 3 de la base 2. Par déplacement de table 11 et du support mobile 8, on amène l'élément de saisie 9 au-dessus d'une alvéole 30 déterminée du conteneur 16. On descend l'élément de saisie 9 au moyen de l'actionneur 10 jusqu'à contact avec une proximité suffisante avec une étiquette électronique disposée dans ladite alvéole 30. effectue la préhension de ladite étiquette électronique. On remonte l'élément de saisie 9. On déplace le support mobile 8 et la table 11 de façon 'on amène l'étiquette électronique sur l'élément de test 14. On effectue alors le test de l'étiquette électronique.

Si ce test est satisfaisant, l'étiquette électronique peut être reprise et emmenée vers la destination prévue, c'est-à-dire vers une machine d'injection, soit au moyen de l'élément de saisie 9, soit au moyen d'un élément de saisie de ladite autre machine ou d'une machine formant interface. Si le test est négatif, l'étiquette électronique sera recupérée soit par l'élément de saisie 9, soit par l'élément de saisie de la machine formant interface et emmenée vers une zone de rebut.

De préférence, l'élément de saisie 9 assurera la reprise de l'étiquette électronique après le test sur l'élément de test 14, l'isolement automatique d'une étiquette électronique dont le test est défectueux, et la présentation en un point précis de l'espace tridimensionnel dans lequel il peut évoluer d'une étiquette dont le test de fonctionnement est satisfaisant. La commande de ces différentes étapes est assurée par un programme de commande ou programme d'ordinateur stocké dans une mémoire du contrôleur 18.

Ainsi, le dispositif de positionnement, selon un aspect de l'invention, permet à une machine du genre trois axes ou plus, de reprendre aisément objets de petites dimensions livrés dans un conteneur et ce de façon économique et rapide. La machine de préhension peut être aisément équipée moyen de test dont la géométrie reste relativement indépendante du reste de la machine.

d'autres termes, on peut monter sur des machines du même type des moyens de test différents adaptés à l'utilisation que l'on veut en faire. Cette machine réalise une fonction de déconditionnement d'étiquettes électroniques. L'étiquette électronique est extraite du conteneur dans lequel elle est emballée, puis testée avant d'être présentée dans un système externe lui aussi indépendant la machine de 'hension.

L'ensemble de la machine peut être piloté façon externe, au moyen d'une liaison soit de type informatique, par exemple RS232, soit de type analogique, par exemple de 0 à 24 volts, sera connecté au contrôleur. Le contrôleur pourra être pourvu d'une façade avec des boutons de commande pour des fonctions telles qu'arret d'urgence, remise a zéro, arrêt de la séquence en cours d'exécution, mise en route d'une séquence, etc.

A titre d'exemple, on pourra prévoir une durée de traitement d'une étiquette électronique par la machine de préhension, autrement dit durée d'une séquence complète inférieure à 10 secondes, par exemple de l'ordre de 6 secondes, avec une précision de positionnement à la présentation finale de l'étiquette électronique à la machine située en aval l'ordre de 0,05 mm. Cette machine de préhension est capable d'effectuer la préhension d'étiquettes électroniques de type ARIO xx SM/LM/DM, commercialisées par la Société GEMPLUS.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de positionnement d'objets de petites dimensions disposés dans un conteneur (16) pourvu d'alvéoles (30), caractérisé le fait qu'il comprend un réceptacle (15) apte à supporter ledit conteneur et un cadre amovible (17) apte à pincer un bord du conteneur contre le réceptacle dans une position et à libérer ledit bord dans une autre position.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait cadre comprend une surface de pincement plane.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait le réceptacle comprend une surface supérieure en concordance de forme avec une surface inférieure du conteneur.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le cadre comprend une zone apte à entrer en contact avec une surface supérieure du conteneur, ladite zone étant en concordance de forme avec ladite surface supérieure du conteneur de façon que la position du conteneur puisse être déterminée par ledit cadre.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le cadre comprend des moyens de fixation amovible sur le réceptacle.

6. Machine de préhension d'objets de petites dimensions disposés dans un conteneur (16) pourvu d'alvéoles (30), caractérisée par le fait qu'elle comprend un réceptacle (15) apte à supporter ledit conteneur, un cadre amovible (17) apte à pincer un bord du conteneur contre le réceptacle dans une position, et un organe de saisie individuelle d'un objet disposé dans une alvéole du conteneur.

7. Machine selon la revendication 6, caractérisée par le fait que réceptacle et le cadre sont mobiles en translation selon au moins un axe rapport à un bâti (1) de la machine.

8. Machine selon la revendication 6 ou 7, caractérisée par le fait l'organe de saisie est mobile en translation selon au moins deux axes par rapport à un bâti de la machine.

9. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend un ensemble de test (14) desdits objets disposé à proximité du réceptacle et solidaire en translation dudit réceptacle.