WO2026093097A1 - Dispositif et procédé de chargement d'un magasin - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif (1) de chargement d'éléments (30) plats globalement parallélépipédiques comportant quatre coins (300), une face supérieure (31) et une face inférieure (32), lesdits éléments (30) étant superposés sous la forme d'une pile (3), le chargement étant effectué par un transfert successif depuis ladite pile (3) vers un poste (2) de traitement, ledit poste (2) de traitement présentant une entrée (20) pour recevoir les éléments (30) successifs, éventuellement maintenus par un lien (90) ou similaire pour former un lot, ledit dispositif (1) comprenant au moins: - un outil (4) de préhension adapté pour soulever et déplacer lesdits éléments (30) plats depuis la pile (3) vers l'entrée (20), ledit outil (4) de préhension comprenant au moins un organe (40) de prise, - une unité (5) de contrôle configurée pour exécuter une routine de chargement de ladite entrée (20) dudit poste (2) de traitement à partir de la pile (3) d'éléments (30) plats, - un bras (6) robotisé conçu et agencé pour déplacer ledit outil (4) de préhension au moins entre la pile (3) et l'entrée (20) du poste (2), ledit outil (4) étant positionné à l'extrémité distale dudit bras (6) robotisé, le dispositif (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens (7) de détection optique, lesdits moyens (7) comprenant au moins une caméra (70) permettant de détecter pour chaque élément (30) plat à déplacer par ledit outil (4) de préhension, au moins un repère (8), ledit repère (8) se situant sur une des faces (31, 32) dudit élément (30), et en ce que - l'unité (5) de contrôle est configurée pour déterminer et/ou recevoir des coordonnées dudit au moins un repère (8) détecté et pour transmettre des instructions à des moyens de commande (60) d'un actionneur dudit bras (6) robotisé afin d'ajuster le déplacement dudit outil (4) de préhension en fonction des coordonnées dudit au moins un repère (8). L'invention concerne également un procédé de chargement et un élément (30) comprenant au moins un repère (8) sur une de ses faces (31,32).

Description

Dispositif et procédé de chargement d’un magasin

Description

Domaine Technique : La présente invention relève du domaine du conditionnement de produits par encaissage, et a pour objet, d’une part, un dispositif alimentant des plaques destinées à former des caisses cartonnées, et, d’autre part, un procédé mettant en oeuvre ce dispositif.

Dans ce domaine, les produits sont traités de façon industrielle dans des postes successifs, puis, une fois les produits terminés, ils sont envoyés pour une mise en caisse cartonnée. Ces caisses en carton sont obtenues à partir de plaques planes cartonnées, généralement appelées découpes, qui sont érigées au sein d’un moyen de formage de caisse.

Dans le domaine de l’invention, il est donc nécessaire d’approvisionner régulièrement un tel poste avec des plaques planes prédécoupées voire pré pliées, présentes sur une palette dans l’environnement du poste. Cet approvisionnement se fait généralement manuellement, par un opérateur qui doit alors être affecté audit poste, au risque qu’il charge le magasin de façon excessive pour lui permettre de travailler en parallèle sur d’autres machines.

Etat de la technique

On connaît également des solutions robotisées, par exemple un dispositif robotisé décrit dans le brevet EP3112302.

Un des problèmes posés par les solutions automatisées est que, bien qu’elles facilitent l’approvisionnement en plaques cartonnées, et qu’elles s’adaptent à différents formats, elles nécessitent un paramétrage important en amont. Notamment, il est nécessaire de renseigner le format des plaques, le schéma de palettisation, etc. En outre, les solutions existantes ne permettent pas de s’assurer de la bonne prise de toutes les plaques cartonnées. En effet, si une ou plusieurs plaques sont mal disposées sur la pile, le robot n’est pas en mesure d’adapter sa trajectoire. Il faut alors interrompre l’alimentation automatique, un opérateur doit entrer dans la zone de travail du robot et décharger lui-même la ou les plaques posant problème.

L’invention propose de manière avantageuse un dispositif de chargement de découpes et un procédé associé, permettant de s’affranchir d’un paramétrage en amont, et de s’adapter en temps réel à des défauts de positionnement des plaques ou découpes.

L’invention vise d’abord un dispositif de chargement d’éléments plats globalement parallélépipédiques comportant quatre coins, une face supérieure et une face inférieure, lesdits éléments étant superposés sous la forme d’une pile, le chargement étant effectué par un transfert successif depuis ladite pile vers un poste de traitement, ledit poste de traitement présentant une entrée pour recevoir les éléments successifs, éventuellement maintenus par un lien ou similaire pour former un lot.

Le dispositif selon l’invention comprend au moins : - un outil de préhension adapté pour soulever et déplacer lesdits éléments plats depuis la pile vers l’entrée, ledit outil de préhension comprenant au moins un organe de prise,

- une unité de contrôle configurée pour exécuter une routine de chargement de ladite entrée dudit poste de traitement à partir de la pile d’éléments plats,

- un bras robotisé conçu et agencé pour déplacer ledit outil de préhension au moins entre la pile et l’entrée du poste, ledit outil étant positionné à l’extrémité distale dudit bras robotisé.

Le dispositif selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend :

- des moyens de détection optique, lesdits moyens comprenant au moins une caméra permettant de détecter, pour chaque élément plat à déplacer par ledit outil de préhension, au moins un repère, ledit repère se situant sur une des faces dudit élément, et en ce que

- l’unité de contrôle est configurée pour déterminer des coordonnées dudit au moins un repère détecté et pour transmettre des instructions à des moyens de commande d’un actionneur dudit bras robotisé afin d’ajuster le déplacement dudit outil de préhension en fonction des coordonnées dudit au moins un repère.

Selon une caractéristique additionnelle possible, les moyens de détection sont configurés pour détecter et déterminer la position, pour chaque élément plat à déplacer par ledit outil de préhension, d’au moins un repère, ledit repère se situant sur une des faces dudit élément.

En d’autres termes, la position d’un ou plusieurs repères au sein d’un élément plat est déterminée par les moyens 7 de détection, par exemple via la caméra 70, ou par l’unité de contrôle.

Dans des modes de réalisation, au moins un repère est préalablement positionné au niveau d’un coin dudit élément plat.

Selon une caractéristique additionnelle possible, les moyens de détection optique sont configurés pour détecter et/ou déterminer la position d’au moins un repère situé sur une des faces d’un élément plat, ledit élément plat comprenant sur au moins une face quatre repères, lesdits repères étant situés chacun respectivement au niveau d’un coin et étant chacun situés à la même distance par rapport au bord extérieur dudit élément plat.

Dans des modes de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour déterminer et/ou recevoir les coordonnées du centre de l’élément plat sur la pile en fonction des coordonnées dudit au moins un repère détecté.

Dans des modes de réalisation, chaque repère consiste en un ou plusieurs caractères alphanumériques et/ou symboles et/ou représentations géométriques et/ou pictogrammes et/ou caractères Unicode.

Selon une caractéristique additionnelle possible, chaque repère est un code barre bidimensionnel à haute intensité.

Selon une variante possible, chaque repère est imprimé sur au moins l’une des faces de chaque élément plat, préférentiellement sur la face supérieure de chaque élément. Dans des modes de réalisation, le dispositif de chargement comprend des moyens de détermination de la distance relative séparant l’outil de préhension et l’élément plat à saisir.

Selon une caractéristique additionnelle possible, les moyens de détermination de la distance comportent au moins un télémètre laser solidaire de l’outil de préhension ou du bras robotisé. Dans des modes de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour transmettre des instructions aux moyens de commande de l’actionneur dudit bras robotisé pour adapter automatiquement la trajectoire de prise de l’outil de préhension en fonction des coordonnées dudit au moins un repère détecté.

Selon une caractéristique additionnelle possible, l’unité de contrôle est configurée pour transmettre des instructions aux moyens de commande pour déterminer l’orientation de l’outil de préhension pour la saisie d’un ou plusieurs éléments plats de la pile.

Dans des modes de réalisation, la caméra comprend un objectif avec focale faible et des moyens de correction de distorsion pour obtenir un champ de vue large à basse distance.

Selon une caractéristique additionnelle possible, le dispositif de chargement comprend un moyen de coupe lorsque les éléments plats sont maintenus ensemble par un lien ou similaire pour former un lot.

L’invention vise également un procédé de chargement d’éléments plats dans une entrée d’un poste de traitement, chaque élément plat étant globalement parallélépipédique et comportant quatre coins, une face supérieure et une face inférieure, ledit procédé comprenant une étape consistant essentiellement à transférer, dans ladite entrée, des éléments plats depuis une pile, et ce à l’aide d’un outil de préhension d’un dispositif de chargement.

Le procédé selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend des étapes consistant à :

- détecter au moins un repère situé sur une des faces du premier élément plat de la pile à l’aide moyens de détection optique dudit dispositif de chargement,

- traiter les données de détection à l’aide de moyens de détermination pour déterminer des coordonnées desdits repères détectés et

- ajuster le déplacement dudit outil de préhension à l’aide de moyens de commande en fonction des coordonnées dudit au moins un repère détecté.

Enfin, l’invention a aussi pour objet un élément plat globalement parallélépipédique et comprenant un bord extérieur, quatre coins, une face supérieure et une face inférieure, ledit élément étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un repère positionné sur un de ses faces.

Selon une caractéristique additionnelle possible, ledit au moins un repère consiste en un ou plusieurs caractères alphanumériques et/ou symboles et/ou représentations géométriques et/ou pictogrammes et/ou caractères Unicode. Brève description des figures : L’invention sera mieux comprise grâce à la description ci- dessous, qui se base sur des modes de réalisations possibles, expliqués de façon illustrative et nullement limitative, en référence avec les figures annexées, dans lesquelles :

- [Fig. 1 ] montre une vue d’ensemble d’un dispositif de chargement, entre un stock et une entrée d’une machine de type formeuse de caisse, les éléments étant sous forme de lots ;

- [Fig.2] montre une vue d’ensemble d’un dispositif de chargement, entre un stock et une entrée d’une machine de type formeuse de caisse, les éléments étant sous forme de lots ;

- [Fig.3] montre une vue de détail d’un outil de préhension comprenant des moyens de détection ;

- [Fig .4] schématise un exemple d’une découpe cartonnée avec quatre repères ;

- [Fig.5] schématise un exemple de prise d’une découpe cartonnée avec un repère ; [Fig.6] schématise un exemple de prise d’une découpe cartonnée avec quatre repères et

- [Fig.7] schématise un autre exemple de prise d’une découpe cartonnée avec quatre repères.

Description détaillée : Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.

L’invention vise tout d’abord un dispositif 1 de chargement d’éléments 30 plats, aussi appelés découpes ou plaques. Dans le cadre de l’invention, un élément 30 plat est globalement parallélépipédique et comprend quatre coins 300 et un bord extérieur 301 . Un élément 30 plat peut également comprendre des zones de pliure, ou des plis.

Les découpes 30 sont généralement d’un seul tenant et définissent tout ou partie de la caisse future, éventuellement avec des rabats de solidité. C’est par dépliage et pliage que les plaques 30 planes seront formées pour définir un volume d’accueil ultérieur pour les produits. Les caisses obtenues ont de façon classique un fond, normalement destiné à être horizontal, puis des côtés normalement destinés à être alors verticaux, perpendiculaire deux à deux. Le fond, voire son couvercle, à l’opposé, peut être obtenu par des rabats s’étendant à partir des côtés. Les différents éléments de la découpe 30 sont généralement fixés entre eux, par collage, bande adhésive, agrafes, ou autres, pour une meilleure stabilité.

En outre, un élément 30 plat comprend un bord extérieur 301 , une face supérieure 31 et une face inférieure 32.

Les éléments 30 plats sont superposés sous la forme d’une pile 3, généralement de façon verticale, comme visible sur les figures 1 et 2. Au sein d’une pile 3, les éléments 30 peuvent être éventuellement maintenus ensemble par un lien 90 ou similaire pour former un lot. Le dispositif 1 de chargement effectue un transfert successif d’au moins un élément 30 plat depuis une pile 3 vers un poste 2 de traitement, et plus particulièrement vers une entrée 20 dudit poste 2 de traitement.

Le poste 2 de traitement est par exemple une machine formeuse de caisses, et les éléments 30 plats sont déposés, par lot ou par unité, sur un moyen de convoyage 21 , sur un dispositif intermédiaire, non représenté, ou encore dans un magasin, non représenté.

Dans le cadre de l’invention, le dispositif 1 de chargement de découpes 30 comprend un outil 4 de préhension adapté pour soulever et déplacer les découpes 30 depuis la pile 3 vers l’entrée 20. Pour ce faire, l’outil 4 de préhension comprend un organe 40 de prise. L’organe 40 de prise est configuré pour soulever, depuis la pile 3, au niveau d’une zone de prise 400, un élément 30 plat et/ou un lot d’éléments 30 plats, regroupés et liés ensemble par un lien 90.

La figure 1 montre un exemple de réalisation dans lequel le dispositif 1 saisit des éléments 30 plats regroupés en lots et liés ensemble par un lien 90, pour les déposer sur un moyen de convoyage 21 , situé à l’entrée 20 d’un poste 2 de traitement de découpes. En outre, la figure 1 montre un bac 900, dans lequel l’outil 4 de préhension va venir déposer le lien 90 sectionné, après le dépôt des éléments 30 plats à l’entrée 20 d’un poste 2 de traitement.

A cet effet, dans des modes de réalisation, l’outil 4 de préhension comprend également un moyen de coupe 9, apte à sectionner le lien 90, et un moyen de maintien, non représenté, pour maintenir le lien 90 sectionné, afin de le déposer dans le bac 900 à déchets.

Selon une variante possible, l’outil 4 de préhension comprend un moyen de coupe 9, apte à sectionner le lien 90, et un organe, non représenté, apte à stocker les liens 90 découpés afin d’éviter une étape de dépose dans un bac 900 à déchets.

Afin d’exécuter une routine de chargement à l’entrée 20 du poste 2 de traitement depuis la pile 3 d’éléments 30 plats, le dispositif 1 comprend une unité 5 de contrôle.

L’unité 5 de contrôle pilote l’action du dispositif 1 et est éventuellement programmable pour adapter le fonctionnement du dispositif 1 de chargement au type de plaques 30. En particulier, l’unité 5 de contrôle est configurée pour déterminer la zone de prise 400 optimale pour que l’outil 4 de préhension vienne saisir, déplacer, éventuellement orienter et déposer un ou des éléments 30 plats depuis une pile 3 vers l’entrée 20 d’un poste 2 de traitement d’éléments 30. Le dispositif 1 comprend également un bras 6 robotisé, conçu et agencé pour déplacer l’outil 4 de préhension au moins entre la pile 3 et l’entrée 20 du poste 2. L’outil 4 est positionné à l’extrémité distale du bras 6 robotisé. Par bras 6 robotisé, on entend tout système de déplacement comprenant au moins trois translations et au moins une rotation. En particulier, un bras 6 robotisé à six degrés de liberté est approprié.

L’outil 4 de préhension comprend au moins un organe 40 de prise. Un organe 40 de prise est par exemple une ventouse ou encore une pince. La figure 3 montre un outil 4 de préhension comprenant une pluralité de ventouses 40 et un moyen de coupe 9.

Dans le cadre de l’invention, le dispositif 1 comprend également des moyens 7 de détection optique, représentés schématiquement en figure 3.

Dans un mode de réalisation, les moyens 7 de détection optique sont solidaires de l’outil 4 de préhension. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il permet une meilleure précision optique et permet de pouvoir réaliser un balayage au-dessus de la pile 3 et donc de détecter un seul repère 8 sur l’élément 30 plat.

Selon une variante possible, les moyens 7 de détection sont solidaires du bras 6 robotisé.

Selon une variante possible, les moyens 7 de détection sont fixés sur la palette recevant la ou les piles 3 d’éléments 30.

Les moyens 7 de détection optique comprennent au moins une caméra 70 configurée pour détecter au moins un repère 8 positionné sur la face supérieure 31 ou sur la face inférieure 32 de la découpe 30, pour chaque premier élément 30 plat de la pile 3 à soulever et déplacer par l’outil 4 de préhension.

Par premier élément 30 plat de la pile 3, on entend l’élément 30 plat qui est situé tout en haut de la pile 3 verticale, et qui sera l’élément 30 soulevé et déplacé par un organe de prise 40 de l’outil 4 de préhension, qu’il s’agisse d’un élément 30 individuel ou du premier élément 30 d’un lot.

Selon une caractéristique technique additionnelle, l’unité 5 de contrôle est configurée pour déterminer l’orientation et la position de l’élément 30 plat dans la pile 3 en fonction des coordonnées dudit au moins un repère 8, la position relative dudit repère 8 par rapport au centre 80 du carton étant connue. Par centre 80, on entend le centre géométrique dudit carton rectangulaire, soit l’intersection de ses deux diagonales. En d’autres termes, le centre 80 est le centre de symétrie de l’élément 30 plat.

En outre, les coordonnées d’un repère 8 correspondent à sa position spatiale au sein de l’élément 30 plat.

Dans des modes de réalisation, un élément 30 plat comprend au moins deux repères 8a et 8b, chacun étant respectivement situé sur un coin 300a, 300bd’un élément 30 plat, pour chaque premier élément 30 plat de la pile 3 à soulever et déplacer par l’outil 4 de préhension. En d’autres termes, chaque élément 30 plat comprend au moins deux repères 8, situés respectivement sur un coin 300, ou à proximité d’un coin 300, de préférence opposé diagonalement dudit élément 30. Préférentiellement, les au moins deux repères 8 sont situés sur la face supérieure 31 de l’élément 30 plat.

De manière préférée, les au moins deux repères 8 sont opposés diagonalement, c’est-à-dire qu’ils se situent chacun respectivement dans un coin 300, les deux coins 300 étant opposés diagonalement d’un élément 30 plat. Optionnellement, la position précise du repère 8 au sein du coin 300 est connue par l’unité 5 de contrôle.

Selon cette variante, les moyens 7 de détection sont configurés pour au moins deux repères 8, chacun des deux repères 8 étant situés respectivement dans un coin 300 opposé diagonalement. Dans ce mode de réalisation, l’unité 5 de contrôle est apte à déterminer les coordonnées desdits repères 8 et en déduire l’orientation et la position de la découpe 30 au sein de la pile 3. Ainsi, il n’est alors pas nécessaire de connaître la position relative du ou des repères 8 par rapport au centre 80 de ladite découpe 30.

Dans des modes de réalisation, un élément 30 plat comprend quatre repères 8a, 8b, 8c et 8d chacun étant respectivement situé sur un coin 300a, 300b, 300c et 300d. Les moyens 7 de détection sont aptes à détecter au moins un des quatre repères 8a, 8b, 8c et 8d et d’en déterminer les coordonnées. Le fait que l’élément 30 plat comprenne quatre repères est avantageux car cela permet de s’assurer qu’au moins un des repères 8 sera détecté par les moyens 7 de détection, quelle que soit l’orientation dudit élément 30 plat dans la pile 3.

En outre, selon une caractéristique additionnelle possible, l’unité 5 de contrôle est apte à déterminer les coordonnées desdits quatre repères 8 et en déduire l’orientation et la position de la découpe 30 au sein de la pile 3. Ainsi, il n’est alors pas nécessaire de connaître la position relative du ou des repères 8 par rapport au centre de ladite découpe 30. Plus avant, l’unité 5 de contrôle du dispositif 1 est configurée pour déterminer les coordonnées cartésiennes d’au moins un repère 8 détecté sur un élément 30 plat, et pour transmettre des instructions à des moyens de commande 60 d’un actionneur du bras 6 robotisé afin d’ajuster le déplacement de l’outil 4 de préhension.

En d’autres termes, l’unité 5 de contrôle est configurée pour :

- déterminer et/ou réceptionner les coordonnées cartésiennes des repères 8 détectés par des moyens 7 de détection via un réseau de communications et

- transmettre des instructions aux moyens de commande 60 via un réseau de communications. Selon une variante possible, les coordonnées cartésiennes du ou des repères 8, c’est-à-dire leur position, sont déterminées directement par les moyens 7 de détection. Dans ce cas, lesdits moyens 7 de détection :

- réceptionne les informations concernant les dimensions de l’élément 30 plat via un réseau de communication, les informations étant transmises par une interface 50 de commande de l’unité 5 de contrôle, et/ou

- détermine les coordonnées en millimètres du ou des repères 8 en fonction des coordonnées détectées en pixel,

- transmet lesdites coordonnées en millimètres à l’unité 5 de contrôle via un réseau de communication. Par exemple, pour ce faire, les moyens 7 de détection sont une caméra 70 dite caméra intelligente.

L’unité 5 de contrôle transmet ensuite les instructions aux moyens de commande 60 via un réseau de communication.

Les moyens de commande 60 sont un automate de commande du bras 6, physique ou virtuel. En particulier, les moyens de commande 60 reçoivent des instructions de déplacement, d’orientation et de contrôle, du bras 6 et/ou de l’outil 4 de préhension, de la part de l’unité 5 de contrôle. En d’autres termes, l’unité 5 de contrôle est configurée pour contrôler le déplacement du bras 6 via les moyens de commande 60 en fonction des coordonnées cartésiennes des repères 8 détectés sur un élément 30 plat.

Pour ce faire, il est nécessaire de convertir les coordonnées en pixel de chaque repère 8 obtenues par les moyens 7 de détection en coordonnées en millimètres (mm).

Dans des modes de réalisation, l’unité 5 de contrôle est configurée pour convertir les coordonnées en pixel de chaque repère 8 obtenues par les moyens 7 de détection en coordonnées en millimètres (mm).

Par exemple l’unité 5 de contrôle est configurée pour appliquer une méthode de calibration dite « hand-eye » permettant de convertir les coordonnées d’un repère 8, en pixel, en coordonnées en millimètres.

Selon une variante, les moyens 7 de détection sont configurés pour convertir les coordonnées en pixel de chaque repère 8 obtenues par lesdits moyens 7 en coordonnées en millimètres (mm) et par exemple pour appliquer la méthode de calibration dite « hand-eye ».

Dans des modes de réalisation, l’unité 5 de contrôle, comprend :

- une base de données et/ou une interface pour renseigner le type de repère(s) 8 à détecter et sa position relative par rapport au centre 80 d’une découpe, et/ou

- une base de données dans laquelle sont inscrits des programmes de pilotage du bras 6 robotisé et/ou du moyen 4 de préhension, et/ou

- un processeur relié à la mémoire pour appliquer les instructions des programmes et/ou

- une interface de communication reliée au processeur pour la communication au moins avec les moyens de commande 60 de l’actionneur du bras 6 robotisé.

Selon une variante possible, l’unité 5 de contrôle comprend une unité de calcul permettant de générer des instructions aux moyens de commande 60 de l’actionneur du bras 6 robotisé et/ou du moyen 4 de préhension en temps réel en fonction des coordonnées cartésiennes des repères 8 détectés et de la position relative respective de chaque repère 8 détecté par rapport au centre 80 de l’élément 30 plat.

Les moyens de commande 60 de l’actionneur agissent alors comme un contrôleur esclave asservi à l’unité 5, dite l’unité maître. Selon une caractéristique additionne, l’unité 5 est programmée pour transmettre les instructions nécessaires au bon déroulement du transfert d’un ou plusieurs éléments 30 depuis la pile 3 vers l’entrée 20 d’un poste 2 de traitement.

L’unité 5 de contrôle peut comprendre une interface 50 de commande du dispositif 1 avec une interface homme machine dédiée permettant la saisie des informations, en particulier la saisie d’informations concernant le type d’élément 30 plat, leur format notamment et/ou des informations concernant le type de repère 8 et sa position relative par rapport au centre 80 de l’élément 30 plat ou encore par rapport à un coin 300 dudit élément 30 plat. En outre, l’interface 50 est configurée pour transmettre des informations aux moyens 7 de détection.

Selon une caractéristique additionnelle possible, le dispositif 1 comprend des moyens de détermination du centre 80 de l’élément 30 plat sur la pile en fonction des coordonnées des repères 8 détectés.

Les moyens de détermination du centre 80 de l’élément 30 peuvent être intégrés aux moyens 7 de détection ou à l’unité 5 de contrôle. En d’autres termes, l’unité 5 de contrôle ou les moyens 7 sont configurés pour déterminer le centre 80 de l’élément 30 plat en fonction des dimensions de l’élément plat 30 et des coordonnées des repères 8 détectés sur ledit élément 30 plat.

Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il permet de déterminer la zone de prise 400 optimale pour saisir ledit élément 30 plat, individuellement ou sous forme de lot, et donc de déterminer la localisation de l’outil 4 de préhension, et en particulier du au moins un organe 40 de prise, en fonction dudit centre 80. En particulier, il est possible de déterminer la zone de prise 400 optimale relativement au centre 80 du carton calculé par l’unité 5 de contrôle en fonction des informations reçues par les moyens 7 de détection.

Ainsi, les moyens 7 de détermination capture au moins une image du ou des repères 8 d’un élément 30 plat. Puis, les coordonnées du ou des repères 8 sont déterminées soit directement par les moyens 7 et en particulier par la caméra 70 soit par l’unité 5 de contrôle, ladite unité 5 réceptionnant les images acquises par les moyens 7.

Les moyens 7 et/ou l’unité 5 comprennent donc des moyens de détermination des coordonnées cartésiennes d’un ou de plusieurs repères 8 d’un élément 30 plat.

De manière avantageuse, dans un mode de réalisation, les moyens de commande 60 de l’actionneur du bras 6 robotisé ajustent automatiquement le déplacement de l’outil 4 de préhension en contrôlant ledit bras 6 de telle manière que le centre de l’outil 4 de préhension soit au droit du centre 80 de l’élément 30 plat lors de la prise dudit élément 30 par l’outil 4 de préhension.

En d’autres termes, le centre de l’outil 4 de préhension est de préférence aligné selon un axe normal Z passant par le centre 80 de l’élément 30 plat. Autrement dit, dans certains modes de réalisation, le centre de la zone de prise 400 se superpose, avec le centre 80 de l’élément 30. L’élément ou le lot d’éléments 30 sont alors soulevés de manière à ce que leur poids soit réparti équitablement, sans effet de porte à faux.

Selon une variante, la zone de prise 400 est déterminée en fonction du centre 80, de manière à s’en éloigner, afin de faciliter la dépose d’un ou plusieurs éléments 30 plats au niveau de l’entrée 20.

En d’autres termes, l’unité 5 de contrôle est configurée pour ajuster automatiquement la zone de prise 400 d’un élément 30 plat en fonction des coordonnées d’au moins un repère 8 détecté, et éventuellement en fonction du centre 80 dudit élément 30.

Dans un mode de réalisation, les moyens 7 de détection sont configurés pour détecter au moins un repère 8 positionné sur chacun des quatre coins 300a, 300b, 300c, 300d de chaque élément 30 plat de la pile 3. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car, lorsque l’élément 30 comprend un repère 8 sur chaque coin 300, il est possible de détecter au moins un repère 8 quelle que soit l’orientation dudit élément 30 au sein de la pile 3. Cela facilite également le traitement de l’information par l’unité 5 de contrôle.

De préférence, les informations concernant chaque repère 8 et sa position relative par rapport au centre 80 de l’élément 30 plat sont accessibles par l’unité 5 de contrôle, via une base de données ou un serveur.

Dans des modes de réalisation possibles, le repère 8 consiste en un ou plusieurs caractères alphanumériques et/ou symboles et/ou représentations géométriques et/ou pictogrammes et/ou caractères Unicode.

De manière préférée, le repère 8 est un code barre bidimensionnel à haute intensité, aussi appelé code « data matrix ».

De manière avantageuse, chaque repère 8 d’un élément 30 plat est unique, c’est-à-dire a une représentation unique et/ou une orientation unique de manière à permettre la détermination de l’orientation de l’élément 30 plat dans la pile 3.

Selon une caractéristique additionnelle possible, chaque repère 8 préalablement positionné peut être imprimé, gravé, collé, obtenu par embossage, ou par tout autre moyen, pour figurer sur au moins une face 31 , 32, d’un élément 30. De manière préférée, chaque repère 8 est imprimé sur au moins l’une des faces 30, 31 de chaque élément 30 plat, et préférentiellement sur la face supérieure 31 de chaque élément 30. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il garantit une bonne lisibilité de chaque repère 8 et minimise ainsi les risques d’erreur dans la détermination de la zone de prise 400 optimale par l’unité 5 de contrôle.

Dans un mode de réalisation, le dispositif 1 de chargement comprend des moyens de détermination de la distance relative séparant l’outil 4 de préhension et l’élément 30 plat à saisir, c’est-à-dire le premier élément 30 plat de la pile 3. Par distance relative d, ou profondeur, on entend la distance qui sépare l’outil 4 de préhension et le premier élément 30 plat, lorsque l’outil 4 est aligné selon un axe normal Z passant par le centre 80 de l’élément 30 plat. De manière additionnelle, l’unité 5 de contrôle est configurée pour déterminer la distance relative d en fonction des informations reçues par les moyens de détermination de la distance relative d et transmettre le cas échéant des instructions aux moyens de commande 60 de l’actionneur du bras 6 robotisé.

Selon une caractéristique additionnelle possible, les moyens de détermination de la distance relative d comprennent une caméra 2D et un capteur de profondeur.

Selon une variante possible, les moyens de détermination de la distance relative d comprennent une caméra 3D.

Selon une variante possible, les moyens de détermination de la distance relative d comprennent au moins un télémètre laser 71 solidaire de l’outil 4 de préhension ou du bras 6 robotisé.

Dans un mode de réalisation, les moyens de commande 60 de l’actionneur du bras 6 robotisé adaptent automatiquement la trajectoire de prise de l’outil 4 de préhension en fonction des coordonnées du au moins un repère 8 détectés. En d’autres termes, l’unité 5 de contrôle est configurée pour transmettre des instructions aux moyens de commande 60 de l’actionneur du bras 6 robotisé, ces instructions consistant à la détermination automatique de la trajectoire de prise de l’outil 4 de préhension en fonction des coordonnées du au moins un repère 8 détecté. Selon une caractéristique additionnelle possible, les moyens de commande 60 déterminent l’orientation de l’outil 4 de préhension pour la saisie d’un ou plusieurs éléments 30 plats de la pile. En effet, selon la hauteur à laquelle se situe le premier élément 30 plat à saisir, ou encore selon son orientation au sein de la pile 3, l’outil 4 de préhension peut être orienté selon un angle compris entre -180 et 180 degrés afin de faciliter la prise dudit élément 30 plat.

Dans des modes de réalisation, les moyens 7 de détection comprennent une caméra 70, ladite caméra 70 comprenant un objectif avec focale faible ainsi que des moyens de correction de distorsion pour obtenir un champ de vue large à basse distance. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il permet d’améliorer la tolérance de détection, et de permettre une détection d’un ou plusieurs repères 8 à une faible distance.

La figure 1 montre un exemple de réalisation dans lequel les éléments 30 plats sont saisis et déplacés en lot. Ils sont donc maintenus par un lien 90.

L’élément 30 plat est globalement parallélépipédique et comprend deux grands côtés et deux petits côtés.

Le dispositif 1 de chargement saisit un lot d’éléments 30 plats depuis une pile 3 via un outil 4 de préhension monté sur un bras 6 robotisé. Au cours du transfert, l’outil 4 de préhension modifie l’orientation des éléments 30 plats afin de les déposer sur la tranche, de manière verticale et non plus horizontale, en particulier les éléments 30 plats reposent à la fin du transfert sur leur grand côté. A l’issue du transfert, le dispositif 1 dépose le lien 90 coupé dans le bac 900 à déchets. La figure 2 montre un exemple de réalisation dans lequel les éléments 30 plats sont saisis et déplacés à l’unité. En particulier, on peut voir que, avant la saisie de l’élément 30, les moyens 7 de détection sont mis en oeuvre afin de détecter au moins un repère 8 sur chaque élément 30 plat.

Suite à cette détection, les coordonnées des repères 8 sont transmises via un réseau de communication à l’unité 5 de contrôle qui va ensuite transmettre des instructions au bras 6 robotisé. Il n’est donc pas nécessaire de définir en amont la routine de transfert d’éléments 30 plats depuis la pile 3 vers l’entrée 20, l’unité 5 de contrôle transmettant des instructions en temps réel aux moyens de commande 60 du bras 6 robotisé.

Néanmoins, pour augmenter la cadence de transfert, il est également possible de stocker dans des moyens de mémoire, non représentés, de l’unité 5 de contrôle, des routines de transfert et/ou d’orientation de l’outil 4 de préhension en fonction de certains formats d’éléments 30 plats, de certains paramètres concernant l’entrée 20 et notamment sur l’orientation que doivent prendre les découpes 30 en fin de transfert, etc.

Il est également envisageable de stocker dans des moyens de mémoire des coordonnées de repères 8 en lien avec des formats de découpes 30, et en particulier la position d’un repère 8 en fonction du centre 80 d’un élément 30 plat. Pour ce faire, l’unité 5 de contrôle comprend des moyens de mémoire ou est configurée pour d’accéder en ligne à une base de données, qui contient des exemples de routine pour des formats d’éléments 30 notamment. Ainsi, l’unité 5 de contrôle, lorsqu’elle reçoit les coordonnées d’un repère 8, peut par exemple en déduire le format de la découpe 30, et, en fonction de l’orientation finale au sein de l’entrée 20, peut transmettre des instructions concernant la routine de transfert liée à ces informations.

Dans des modes de réalisation, l’unité 5 de contrôle accède en ligne, par exemple via un serveur informatique, à une base de données qui comprend les informations concernant les coordonnées de repères 8 par rapport à un format d’élément 30 plat, des routines de transfert en fonction du format de l’élément 30 plat et/ou des coordonnées des repères 8 détectés, etc. Cela est particulièrement avantageux car le repère 8 peut alors être situé, ou encore préalablement positionné, à n’importe quel endroit sur la face supérieure 31 et :ou sur la face inférieure 32.

L’invention concerne également un procédé de chargement d’éléments 30 plats dans un entrée 20 d’un poste 2 de traitement, chaque élément 30 comportant quatre coins, une face supérieure 31 et une face inférieure 32, ledit procédé comprenant une étape consistant essentiellement à transférer, dans ladite entrée 20, des éléments 30 plats depuis une pile 3, et ce à l’aide d’un outil 4 de préhension d’un dispositif 1 de chargement.

Le procédé selon l’invention se caractérise en ce qu’il comprend des étapes consistant à :

- détecter au moins un repère 8 situé sur une des faces 31 , 32 du premier élément 30 plat de la pile à l’aide moyens 7 de détection dudit dispositif 1 de chargement, - traiter les données de détection à l’aide de moyens de détermination pour déterminer des coordonnées dudit repère 8 détecté et

- ajuster le déplacement dudit outil 4 de préhension à l’aide de moyens de commande 60 en fonction des coordonnées dudit repère 8 détecté.

Dans le cadre de l’invention, il est possible de détecter un seul repère 8. Néanmoins, il est préférable que ledit repère 8 se situe sur au moins deux coins 300, et de préférence au moins quatre coins 300, car cela agrandit le champ de détection des moyens 7 de détection.

Dans des modes de réalisation, le traitement des données de détection, c’est-à-dire des repères 8 détectés, est effectué par une unité 5 de contrôle. Ainsi, l’unité 5 de contrôle :

- réceptionne les informations concernant les coordonnées du au moins un repère 8, coordonnées détectées par les moyens 7 de détection via un réseau de communications et

- transmet des instructions via un réseau de communications aux moyens de commande 60 afin d’ajuster le déplacement de l’outil 4 de préhension entre la pile 3 et l’entrée 20 du poste 2 de traitement en fonction des coordonnées détectées.

Selon une variante possible, le traitement des données de détection, c’est-à-dire des repères 8 détectés, est effectué directement par les moyens 7 de détection.

Le réseau de communication est par exemple un réseau sans fil permettant de transmettre des informations, données ou instructions entre deux terminaux. Il peut également s’agir d’un réseau filaire.

Dans des modes de réalisation, l’unité 5 de contrôle est configurée pour déterminer la zone de prise 400 optimale, en fonction des coordonnées d’au moins un repère 8, et également en fonction du format de l’élément 30 plat, et en particulier de la présence ou non de zones de pliage ou encore en fonction de la présence éventuelle d’un lien 90 de serrage.

Dans des modes de réalisation, les moyens 7 de détection sont configurés pour déterminer la zone de prise 400 optimale, en fonction des coordonnées d’au moins un repère 8, et également en fonction du format de l’élément 30 plat, et en particulier de la présence ou non de zones de pliage ou encore en fonction de la présence éventuelle d’un lien 90 de serrage.

Dans un mode de réalisation préféré, l’étape d’ajustement du déplacement comprend la détermination du centre 80 de l’élément 30 plat sur la pile en fonction des coordonnées dudit repère 8 détecté de telle manière que le centre de l’outil 4 de préhension soit au droit du centre 80 de l’élément 30 plat lors de la prise dudit élément 30 plat par l’outil de préhension.

Dans des modes de réalisation, l’unité 5 de contrôle transmet des instructions aux moyens de commande 60 via un réseau de communications pour ajuster le déplacement de l’outil 4 de préhension en contrôlant le bras 6 robotisé de telle manière que le centre de l’outil 4 de préhension soit au droit du centre 80 de l’élément 30 plat lors de la prise dudit élément 30 plat par l’outil de préhension. Dans des modes de réalisation, l’étape de détection consiste en la détection d’au moins un repère 8 comprenant un ou plusieurs caractères alphanumériques et/ou symboles et/ou représentations géométriques et/ou pictogrammes et/ou caractères Unicode.

Selon une variante possible, l’étape de détection consiste en la détection d’un repère 8 étant sous la forme d’un code barre bidimensionnel à haute intensité, aussi appelé code data-matrix. Dans des modes de réalisation, le procédé de chargement est mis en oeuvre par un dispositif 1 de chargement tel que décrit précédemment.

Dans des modes de réalisation, l’étape de détection est mise en oeuvre une seule fois, les moyens 7 effectuant une prise de vue unique de toute la pile 3 d’éléments 30 permettant de calculer l’orientation desdits éléments 30 plats en fonction du au moins un repère 8 détecté sur le premier élément 30 de la pile 3.

L’invention concerne encore un élément 30 plat, globalement parallélépipédique, comprenant quatre coins 300, un bord extérieur 301 , une face supérieure 31 et une face inférieure 32, ledit élément 30 étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un repère 8 positionné.

Dans un mode de réalisation, l’élément 30 plat comprend deux repères 8a, 8b, situés respectivement sur un coin 300a, 300b.

Selon une caractéristique additionnelle possible, lesdits deux coins 300a, 300b sont opposés diagonalement sur la même face 31 ,32 dudit élément 30 plat.

Par deux coins 300 opposés diagonalement, on entend deux coins ayant un angle interne de 90° tourné à 180° l’un de l’autre. Autrement dit, la bissectrice d’un des deux coins (de l’angle interne à 90° par rapport à l’angle interne de l’autre coin) est parallèle à celle de l’autre coin.

Selon une caractéristique additionnelle possible, le repère 8 consiste en un ou plusieurs caractères alphanumériques et/ou symboles et/ou représentations géométriques et/ou pictogrammes et/ou caractères Unicode.

La figure 4 montre un exemple illustratif d’un élément 30 plat, globalement parallélépipédique, qui comprend quatre repères 8a, 8b, 8c et 8d. Avantageusement, les repères 8 sont placés respectivement dans un coin 300a, 300b, 300c et 300d. On peut également voir représenté une zone de prise 400, déterminée en fonction du centre 80 de l’élément 30 plat. La zone de prise 400 est de préférence déterminée par l’unité 5 de contrôle et/ou par les moyens 7 de détection en fonction des coordonnées cartésiennes d’au moins un repère 8 et permet de déterminer quelle est la meilleure prise possible compte tenu de l’orientation et de la position d’un élément 30 plat dans la pile 3.

La figure 5 illustre un mode de réalisation selon lequel un élément 30 plat comprend un repère 8 situé sur sa face supérieure 31 . De manière préalable, la position relative dudit repère 8 par rapport au centre 80 dudit élément 30 plat ont été renseignés dans un écran de commande de l’unité 5 de contrôle. Suite à la détection du repère 8, l’unité 5 de contrôle a calculé les coordonnées dudit repère 8 et la zone de prise 400 optimale. Compte tenu de la position de la découpe 30, le dispositif 4 de préhension a réalisé une rotation de ladite découpe 30 pour la déposer sur son plus long côté au niveau de l’entrée 20.

La figure 6 montre un mode de réalisation dans lequel un élément 30 plat comprend quatre repères 8a, 8b, 8c et 8d, chacun desdits repères 8a, 8b, 8c et 8d étant situé respectivement dans un coin 300a, 300b, 300c et 300d de l’élément 30 plat. Le dispositif 4 détecte le repère 8a. Suite à cette détection, la zone de prise 400 est déterminée par l’unité 5 de contrôle et le dispositif 4 effectue les déplacements nécessaires pour déposer la découpe 30 au niveau de l’entrée 20.

La figure 7 illustre un mode de réalisation dans lequel on peut voir deux piles 3 d’éléments 30 plats. Les premiers éléments 30 plats respectifs de chaque pile 3 n’ont pas la même orientation. Grâce à la détection d’au moins un repère 8, le dispositif 4 est apte à effectuer les déplacements et mouvements nécessaires pour garantir une dépose desdits éléments 30 plats dans la bonne orientation au niveau de l’entrée 20.

Ainsi, l’invention permet avantageusement de piloter le chargement d’éléments 30, à l’unité ou en lot, depuis une pile 3 vers une entrée 30 d’un poste 2 de chargement, de manière fiable et automatiquement, en utilisant des repères 8 apposés sur lesdits éléments 30 plats. Il n’est alors plus nécessaire de définir en amont une routine de chargement du dispositif 1 de chargement, ledit dispositif 1 pouvant s’adapter en temps réel à l’orientation et au format des éléments 30 plats au sein de la pile 3.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (1) de chargement d’éléments (30) plats globalement parallélépipédiques comportant quatre coins (300), une face supérieure (31) et une face inférieure (32), lesdits éléments (30) étant superposés sous la forme d’une pile (3), le chargement étant effectué par un transfert successif depuis ladite pile (3) vers un poste (2) de traitement, ledit poste (2) de traitement présentant une entrée (20) pour recevoir les éléments (30) successifs, éventuellement maintenus par un lien (90) ou similaire pour former un lot, ledit dispositif (1 ) comprenant au moins :

- un outil (4) de préhension adapté pour soulever et déplacer lesdits éléments (30) plats depuis la pile (3) vers l’entrée (20), ledit outil (4) de préhension comprenant au moins un organe (40) de prise,

- une unité (5) de contrôle configurée pour exécuter une routine de chargement de ladite entrée (20) dudit poste (2) de traitement à partir de la pile (3) d’éléments (30) plats,

- un bras (6) robotisé conçu et agencé pour déplacer ledit outil (4) de préhension au moins entre la pile (3) et l’entrée (20) du poste (2), ledit outil (4) étant positionné à l’extrémité distale dudit bras (6) robotisé, le dispositif (1 ) étant caractérisé en ce qu’il comprend :

- des moyens (7) de détection optique, lesdits moyens (7) comprenant au moins une caméra (70) permettant de détecter pour chaque élément (30) plat à déplacer par ledit outil (4) de préhension, au moins un repère (8), ledit repère (8) se situant sur une des faces (31 , 32) dudit élément (30), et en ce que

- l’unité (5) de contrôle est configurée pour déterminer et/ou recevoir des coordonnées dudit au moins un repère (8) détecté et pour transmettre des instructions à des moyens de commande (60) d’un actionneur dudit bras (6) robotisé afin d’ajuster le déplacement dudit outil (4) de préhension en fonction des coordonnées dudit au moins un repère (8).

2. Dispositif (1) de chargement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le au moins un repère (8) est préalablement positionné au niveau d’un coin (300) dudit élément (30) plat.

3. Dispositif (1) de chargement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens (7) de détection optique sont configurés pour détecter et/ou déterminer la position d’au moins un repère (8) situé sur une des faces (31 , 32) d’un élément (30) plat, ledit élément (30) plat comprenant sur au moins une face (31 , 32) quatre repères (8a, 8b, 8c, 8d), lesdits repères (8a, 8b, 8c, 8d) étant situés chacun respectivement au niveau d’un coin (300) et étant chacun situés à la même distance par rapport au bord extérieur (301 ) dudit élément (30) plat.

4. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’unité (5) de contrôle est configurée pour déterminer et/ou recevoir les coordonnées du centre (80) de l’élément (30) plat sur la pile en fonction des coordonnées dudit au moins un repère (8) détecté.

5. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque repère (8) consiste en un ou plusieurs caractères alphanumériques et/ou symboles et/ou représentations géométriques et/ou pictogrammes et/ou caractères Unicode.

6. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque repère (8) est un code barre bidimensionnel à haute intensité.

7. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque repère (8) est imprimé sur au moins l’une des faces (31 , 32) de chaque élément (30) plat, préférentiellement sur la face supérieure (31) de chaque élément (30).

8. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de détermination de la distance relative (d) séparant l’outil (4) de préhension et l’élément (30) plat à saisir.

9. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de la distance (d) comportent au moins un télémètre laser (71 ) solidaire de l’outil (4) de préhension ou du bras (6) robotisé.

10. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’unité (5) de contrôle est configurée pour transmettre des instructions aux moyens de commande (60) de l’actionneur dudit bras (6) robotisé pour adapter automatiquement la trajectoire de prise de l’outil (4) de préhension en fonction des coordonnées dudit au moins un repère (8) détecté.

11 . Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’unité (5) de contrôle est configurée pour transmettre des instructions aux moyens de commande (60) pour déterminer l’orientation de l’outil (7) de préhension pour la saisie d’un ou plusieurs éléments (30) plats de la pile (3).

12. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la caméra (70) comprend un objectif avec focale faible et des moyens de correction de distorsion pour obtenir un champ de vue large à basse distance.

13. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen de coupe (9) lorsque les éléments (30) plats sont maintenus ensemble par un lien (90) ou similaire pour former un lot.

14. Procédé de chargement d’éléments (30) plats dans une entrée (20) d’un poste (2) de traitement, chaque élément (30) plat étant globalement parallélépipédique et comportant quatre coins, une face supérieure (31 ) et une face inférieure (32), ledit procédé comprenant une étape consistant essentiellement à transférer, dans ladite entrée (20), des éléments (30) plats depuis une pile (3), et ce à l’aide d’un outil (4) de préhension d’un dispositif (1 ) de chargement, procédé caractérisé en ce qu’il comprend des étapes consistant à :

- détecter au moins un repère (8) situé sur une des faces (31 , 32) du premier élément (30) plat de la pile à l’aide moyens (7) de détection optique dudit dispositif (1) de chargement,

- traiter les données de détection à l’aide de moyens de détermination pour déterminer des coordonnées desdits repères (8) détectés et

- ajuster le déplacement dudit outil (4) de préhension à l’aide de moyens de commande (60) en fonction des coordonnées dudit au moins un repère (8) détecté.

15. Elément (30) plat globalement parallélépipédique et comprenant un bord extérieur (301), quatre coins (300), une face supérieure (31 ) et une face inférieure (32), ledit élément (30) étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un repère (8) positionné sur un de ses faces (31 , 32).

16. Elément (30) plat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit au moins un repère (8) consiste en un ou plusieurs caractères alphanumériques et/ou symboles et/ou représentations géométriques et/ou pictogrammes et/ou caractères Unicode.