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DISPOSITIF ET PROCEDE D'INTERVENTION SUR LIGNE DE CONVOYAGE
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DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE et ART ANTERIEUR
La présente invention relève du domaine du convoyage de
produits du type bouteille, canette, flacons, ou autres, et a pour objet,
d'une
part, un dispositif d'intervention particulier, et, d'autre part, un procédé
d'intervention particulier.
Les produits concernés par les solutions de convoyage de
l'invention présentent une grande dimension plus élevée par rapport aux
autres dimensions, ce qui a pour effet de rendre les produits moins stables et
donc plus susceptibles de chuter lorsque cette grande dimension est
.. verticale. C'est le cas par exemple des bouteilles, flacons, bidons,
aérosols,
etc., qui sont normalement convoyés avec leur grande dimension orientée
verticalement. Le convoyage de produits est en particulier nécessaire pour
faire transiter les produits entre les différents postes de traitement dans
une
ligne, par exemple : fabrication, remplissage, étiquetage, encaissage, mise
sur palette, etc. Le convoyage peut aussi servir à des fonctions
d'accumulation.
Dans le domaine de l'invention, les produits sont posés
verticalement sur des convoyeurs, dont la partie supérieure forme un plan
de convoyage et dont le mouvement a pour effet d'entraîner les produits au
sein d'une ligne de convoyage dans une direction de convoyage.
Les chutes de produits peuvent être provoquées par différents
phénomènes, comme le passage d'un convoyeur à un autre par exemple, des
chocs entre produits ou avec les guides, ou encore une vitesse excessive,
etc. En outre, dans le cas de bouteilles par exemple, les produits ont
tendance à chuter car ils sont structurellement de moins en moins robustes
et de plus en plus légers. Les produits, normalement debout, sont alors
couchés sur le convoyeur.
L'arrivée d'un produit couché à un poste de traitement est bien
entendu à éviter, puisque cela peut détériorer la machine audit poste,
provoquer des arrêts, etc.
L'invention a ainsi pour objet d'améliorer l'état de la technique
de la façon décrite ci-dessus, et vise notamment à proposer une solution
permettant de façon générale d'éviter les perturbations provoquées par des
produits couchés.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
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BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
Dans le but d'attendre l'objectif précité, l'invention propose
essentiellement d'identifier et d'extraire automatiquement des produits
couchés.
L'invention a ainsi tout d'abord pour objet un dispositif
d'intervention pour ligne de convoyage de produits à convoyer debout,
c'est-à-dire avec leur grande longueur perpendiculaire au plan de
convoyage, normalement horizontal, du type bouteilles de liquide,
comprenant un module de détection, pour détecter la position des produits
au sein d'une zone de détection au niveau de la ligne de convoyage, en
particulier pour y détecter si les produits sont couchés, c'est-à-dire avec
leur
grande longueur parallèle au plan de convoyage, un module d'extraction,
pour saisir et extraire de la ligne de convoyage les produits couchés, et ce
depuis une zone d'extraction au niveau de la ligne de convoyage, ainsi que
un module de contrôle, recevant de l'information du module de détection et
pilotant le module d'extraction en conséquence.
L'invention a aussi pour objet un procédé d'intervention sur
une ligne de convoyage de produits normalement debout, pour la mise en
oeuvre d'un dispositif tel que décrit ci-dessus. Ce procédé comprend des
étapes consistant essentiellement à identifier des produits en position
couchée grâce à des mesures effectuées dans une zone de détection au sein
de la ligne de convoyage, puis à extraire, depuis une zone d'extraction au
sein de la ligne de convoyage, les candidats identifiés comme des produits
couchés.
FIGURES
La figure 1 illustre, vu de haut, une portion de ligne de
convoyage où le dispositif d'intervention est installé.
La figure 2 illustre, vu de haut, l'arrivée d'un flux de produits
dans lequel se trouvent deux produits couchés.
La figure 3 schématise le procédé de traitement lorsque le
moyen de détection comprend trois cellules de détection réparties
transversalement.
La figure 4 est équivalente à la figure 3 pour le cas où les
cellules sont, en plus, décalées longitudinalement.
MODES DE REALISATION
L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-
dessous, qui se base sur des modes de réalisations possibles, expliqués de
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façon illustrative et nullement limitative, en référence avec les figures
annexées.
L'invention a ainsi pour objet un dispositif d'intervention 1
pour ligne de convoyage de produits à convoyer debout, c'est-à-dire avec
leur grande longueur perpendiculaire au plan de convoyage, normalement
horizontal, du type bouteilles de liquide, comprenant
un module de détection 2, pour détecter la position des produits
au sein d'une zone de détection 3 au niveau de la ligne de convoyage, en
particulier pour y détecter si les produits sont couchés, c'est-à-dire avec
leur
grande longueur parallèle au plan de convoyage,
un module d'extraction 4, pour saisir et extraire de la ligne de
convoyage les produits couchés, et ce depuis une zone d'extraction 5 au
niveau de la ligne de convoyage, ainsi que
un module de contrôle 6, recevant de l'information du module
de détection 2 et pilotant le module d'extraction 4 en conséquence.
Dans le cadre d'un convoyage normal, la grande longueur du
produit est donc perpendiculaire au plan de convoyage, ce dernier étant
normalement horizontal. Bien entendu, une légère inclinaison est
envisageable pour les besoins de l'installation. La zone de détection 3 est
essentiellement définie par la portée du module de détection 2, et est donc
fixe, comme ledit module. La zone d'extraction 5 est, quant à elle,
essentiellement définie par l'amplitude de mouvement du moyen
d'extraction 4.
Deux configurations structurelles différentes sont possibles,
selon que le dispositif d'intervention 1 comprend ou non le moyen de
convoyage des produits. Ainsi, dans certains cas, le dispositif d'intervention
1 prend la forme d'un tronçon d'une ligne de convoyage s'il comprend les
convoyeurs, ou bien d'un équipement pouvant être ajouté sur une ligne de
convoyage déjà existante, par exemple comme option additionnelle sur une
ligne déjà fonctionnelle, dans le cas où il ne comprend pas de convoyeur.
En outre, le dispositif d'intervention 1 comprend
éventuellement aussi un moyen de suivi 8 de l'évolution de la position des
produits au sein de la ligne de convoyage au niveau de la zone de détection
3 et de la zone d'extraction 5, ledit moyen de suivi 8 étant relié au module
de contrôle 6. Dans les cas où le dispositif d'intervention 1 est destiné à
être
rajouté sur une ligne existante, ce moyen de suivi 8 doit naturellement être
compatible avec le convoyage en place. Dans les cas où le dispositif
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d'intervention 1 comprend lui-même les moyens de convoyage et forme
alors un tronçon de la ligne, le moyen de suivi 8 peut être davantage intégré
au convoyeur, comme sous la forme d'une unité de codage directement
intégrée aux moteurs du convoyeur, par exemple. Dans l'absolu, le moyen
de suivi 8 peut identifier l'évolution de la position du convoyeur de
différentes façons, comme par exemple par l'observation visuelle de la
progression d'un ou plusieurs repères sur le convoyeur, etc.
Comme il a déjà été évoqué, dans certains modes de réalisation,
le dispositif d'intervention 1 comprend un moyen de convoyage 7 des
produits, du type convoyeur 7, assurant leur déplacement au niveau de la
zone de détection 3 et/ou au niveau de la zone d'extraction 5, le dispositif
d'intervention 1 prenant alors la forme d'un tronçon de la ligne de
convoyage. Le moyen de convoyage 7, c'est-à-dire le convoyeur 7 de façon
générale, assure préférablement le déplacement au sein des deux zones, à
savoir de la zone d'extraction 5 et de la zone de détection 3. Dans ces
réalisations, le dispositif d'intervention 1 comprend, en outre, un moyen de
suivi 8 de l'avancement du moyen de convoyage 7, de sorte à pouvoir
suivre l'évolution de la position des produits grâce au convoyeur qu'il
comprend. Il peut s'agir par exemple d'un codeur pas à pas associé à un
arbre du moyen de convoyage 7, entraînant ou entraîné. Avantageusement,
ledit moyen de suivi 8 envoie un signal représentatif dudit avancement au
module de contrôle 6.
Le module d'extraction 4 sert à saisir les produits et les ôter du
convoyeur 7 depuis la zone d'extraction 5. Différentes réalisations sont
possibles, voire combinables au sein d'une même réalisation : le module
d'extraction 4 utilise au moins un robot articulé 9 au bout duquel se trouve
un outillage de préhension 10 de produit, et/ou le module d'extraction 4
utilise au moins une structure à guidages linéaires pour déplacer un
outillage de préhension 10 de produit, notamment à guidage linéaire du type
glissières, vis, etc. Les cinématiques servent essentiellement à déplacer un
outillage de préhension 10 de produit, à savoir l'amener suffisamment
proche des produits pour qu'il puisse les saisir, puis à les dégager du
convoyeur.
Selon une caractéristique additionnelle possible, le dispositif
d'intervention 1 comprend au moins un outillage de préhension 10 de
produit prenant la forme d'une pince pour saisir les produits à la manière
d'un étau, ladite pince étant rigide ou même déformable au niveau de ses
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mâchoires. Alternativement ou en complément, le dispositif d'intervention
1 comprend au moins un outillage de préhension 10 de produit utilisant une
ventouse, ce qui permet d'accéder aux produits uniquement par le haut.
Différentes réalisations du module de détection 2 sont
possibles. Ainsi, dans certaines réalisations, le module de détection 2
utilise
la vision pour identifier la position des produits, comme une caméra par
exemple, qui analyse visuellement un segment du flux pour une caméra
linéaire, ou encore une superficie pour une caméra classique. Dans ces cas,
le dispositif comprend notamment aussi une source lumineuse
supplémentaire pour éclairer les produits, du domaine visible ou non à
éclairant parallèlement au plan de convoyage pour fournir un éclairage
latéral ou éclairant perpendiculairement audit plan pour fournir un éclairage
par le dessus ou par le dessous, le convoyeur présentant, dans ce dernier
cas, une perméabilité au moins partielle à la lumière projetée.
La détection de produits couchés nécessite de caractériser le
flux de produits observé dans la zone de détection 3. La vision peut ainsi
être utilisée pour détecter des manques dans l'ordonnancement normal en
quinconce des produits, voir par exemple la figure 2, ou encore en repérant
une étiquette qui n'est normalement visible d'en haut que si le produit est
couché, etc. Il est aussi possible de caractériser le flux en se basant sur sa
hauteur, et donc sur la hauteur qu'occupent les produits qui le constituent.
Dans ces cas, une mesure de hauteur de produit est effectuée et le module
de détection 2 repère la partie la plus haute des produits, en particulier en
repérant l'éloignement du produit par rapport à un capteur, ou cellule de
détection 11, placé au-dessus du plan de convoyage, par ultrason, laser, ou
autre technologie compatible. Cela peut notamment être effectué en
détectant que ladite partie la plus haute se trouve à une hauteur qui
correspond à une position couchée, à une hauteur anormale, à une hauteur
qui correspond à une position debout, ou encore en quantifiant la hauteur de
la partie la plus haute des produits.
Préférablement, le dispositif d'intervention 1 comprend un
moyen d'étalonnage du module de détection 2, dont la conception peut
dépendre du type de cellule de détection 11 qu'il comprend. Ainsi, dans
certains cas, le module de détection 2 comprend au moins une cellule de
détection 11, le moyen d'étalonnage du module de détection 2 modifiant
l'éloignement de la au moins une cellule de détection 11 par rapport au plan
de convoyage sur lequel se trouvent les produits, cette modification pouvant
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notamment être manuelle ou par un actionneur. Dans d'autres cas, le moyen
d'étalonnage prend la forme d'un paramétrage de la logique de traitement
du module de détection 2 et/ou du module de contrôle 6.
Outre les variations possibles quant à la nature de la
caractéristique relevée sur le flux de produits, le phénomène exploité, les
réglages, etc., le module de détection 2 peut aussi mesurer différentes
parties du flux, à savoir mesurer instantanément une superficie du flux qui
est suffisamment grande pour détecter tout type de produit couché, soit
mesurer instantanément une tranche du flux.
Ainsi, dans certains modes de réalisation, le module de
détection 2 analyse une zone de détection 3 qui, par rapport à la direction de
convoyage 12 des produits, s'étend longitudinalement sur une distance
suffisamment élevée pour détecter instantanément un produit couché aligné
dans le sens longitudinal, et s'étend aussi transversalement, préférablement
sur toute la largeur du flux. Cela peut être réalisé par exemple avec une
caméra qui a un champ de vision dans les deux dimensions.
Alternativement, le module de détection 2 analyse une tranche du flux qui
s'étend transversalement à la direction de convoyage 12. Le flux est ensuite
caractérisé sur une superficie suffisante par calcul.
Dans certains modes de réalisation, le module de détection 2
comprend une pluralité de cellules de détection 11, réparties et éloignées
l'une par rapport à l'autre dans une direction transversale à la direction de
convoyage 12, comme le montrent les figures 3 et 4. Le module de
détection 2 comprend avantageusement un nombre suffisant de cellules de
détection 11 pour couvrir toute la largeur du flux de produit. Dans le cas
particulier de la figure 4, les cellules de détection 11 sont aussi réparties
et
écartées l'une par rapport à l'autre dans la direction de convoyage 12, ce
qui peut être utiles pour résoudre des perturbations mutuelles entre les
cellules de détection 11.
L'invention a aussi pour objet un procédé d'intervention sur
une ligne de convoyage de produits normalement debout, pour la mise en
oeuvre d'un dispositif tel que décrit ci-dessus dans toutes ses variantes.
Le procédé comprend des étapes consistant essentiellement à
identifier des produits en position couchée grâce à des mesures effectuées
dans une zone de détection 3 au sein de la ligne de convoyage, puis à
extraire, depuis une zone d'extraction 5 au sein de la ligne de convoyage,
les candidats identifiés comme des produits couchés, et ce notamment en
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assurant une synchronisation avec le déplacement des produits au sein de
ladite zone.
Dans certaines réalisations, l'étape d'extraction élimine
définitivement le produit de la ligne de convoyage. Alternativement, l'étape
d'extraction remet le produit en circulation dans la ligne de convoyage.
Le module d'extraction 4 a naturellement des limites en termes
d'amplitude et de rapidité. Ainsi, lorsque trop de produits sont couchés
et/ou que les convoyeurs dans les zones de détection 3 et d'extraction 5 sont
trop rapides, le module d'extraction 4 peut ne pas être capable d'assurer la
sortie de tous les produits. Pour éviter les problèmes que cela peut générer,
et selon une caractéristique additionnelle possible, le procédé comprend, en
outre, une étape consistant essentiellement à évaluer la capacité du
dispositif d'intervention 1 à extraire les produits avant qu'ils ne quittent
la
zone d'extraction 5, en particulier compte tenu, d'une part, de la rapidité
d'action du module d'extraction 4, et, d'autre part, du déplacement des
produits au sein de la zone d'extraction 5 et de la quantité de candidats à
traiter. Ensuite, une instruction spéciale est émise s'il est conclu à une
incapacité à extraire les produits avant qu'ils ne sortent de la zone
d'extraction 5, ladite instruction ayant par exemple pour effet de ralentir,
voire d'arrêter, le mouvement des produits au sein de la zone d'extraction 5,
de mettre en oeuvre un mécanisme d'extraction supplémentaire, ou encore
de déclencher une alarme, etc.
Dans des réalisations possibles du procédé, l'identification des
produits en position couchée se fait par vision, en repérant par exemple par
le haut des manques dans l'ordonnancement prévu en quinconce des
produits ou qui détecte une étiquette qui devrait être verticale.
Alternativement, l'identification des produits en position couchée se base
sur la hauteur occupée par les produits, plus particulièrement sur la
détection de produits dont la paroi la plus haute, par rapport à la surface
sur
laquelle le produit repose, c'est-à-dire le plan de convoyage, se trouve à une
hauteur qui correspond à une position couchée.
La détection des produits couchés nécessite de caractériser le
flux sur une superficie suffisamment grande, en particulier suffisamment
longue dans la direction de convoyage 12 et perpendiculairement à elle.
Ainsi, dans certains modes de réalisation, l'identification des produits en
position couchée se fait par une analyse instantanée d'une partie du flux
s'étendant dans la direction de convoyage 12 des produits de sorte à
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surveiller instantanément une superficie du flux de produits, en particulier
une superficie assez étendue longitudinalement pour couvrir au moins
entièrement un produit couché longitudinalement. Alternativement,
l'identification des produits en position couchée se fait par une analyse
d'une partie du flux qui en forme uniquement une section, de sorte à
surveiller instantanément le flux de produits dans une tranche de longueur
faible dans la direction de convoyage 12 des produits. Il suffit ensuite de
tenir compte non seulement des mesures effectuées, mais aussi des mesures
antérieures pour caractériser une superficie suffisante du flux. Ainsi, les
caracitéristiques de sections successives du flux sont utilisées pour
caractériser le flux de produits dans une superficie s'étendant
longitudinalement sur une longueur suffisante pour contenir au moins un
produit couché longitudinalement dans la direction de convoyage 12.
Pour éviter des perturbations entre les cellules de détection 11,
il peut être avantageux de les décaler dans la direction de convoyage 12.
Alors, en ce qui concerne le procédé, les caractéristiques de la section du
flux analysée sont déterminées par des mesures effectuées en des points
éloignés les uns des autres dans la direction de convoyage 12 des produits.
Dans le mode de réalisation particulier illustré aux figures
annexées, les produits convoyés sont du type bouteille, et sont donc
semblables à une forme qui présente, d'une part, une section de base, et,
d'autre part, une grande longueur le long de laquelle s'étend cette section de
base. A l'opposé de la base se trouve généralement le goulot de la bouteille.
La base peut être plane ou présenter des reliefs en forme de pétales, par
exemple.
En convoyage normal, les produits sont debout, et se trouvent
donc avec leur base reposant contre les convoyeurs, au niveau du plan de
convoyage, ce dernier étant essentiellement horizontal. La base est alors
horizontale, et la grande longueur verticale. La dimension de la grande
longueur du produit étant plus élevée que celles de la section de base, un
convoyage dans cette position le rend instable. Des chocs ou autre force
transversale peuvent facilement les faire chuter.
Une position de convoyage anormal est celle où les produits
sont couchés, leur grande longueur étant alors parallèle au plan de
convoyage, c'est-à-dire horizontale, leur base étant essentiellement
verticale.
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La grande longueur du produit peut alors être orientée de façon
quelconque par rapport à la direction de convoyage : parallèlement,
perpendiculairement, ou, de façon générale, tout autre angle. Il importe de
détecter un produit qui serait couché sur le convoyeur, et ce quelle que soit
son orientation par rapport à la direction de convoyage. Le procédé et les
moyens associés pour ce faire dans le cadre de l'invention sont décrits plus
loin.
Le dispositif illustré dans les figures annexées permet ainsi,
d'une part, de détecter des produits couchés, c'est-à-dire d'identifier des
candidats pour une extraction, et, d'autre part, de les extraire de la ligne
de
convoyage pour éviter qu'ils ne provoquent un arrêt ultérieurement ou ne
dégradent une machine en aval.
Le dispositif illustré comprend ainsi un module de détection 2,
qui permet d'identifier, au sein du flux de produits normalement debout, la
présence de produits couchés. Différentes technologies sont utilisables :
vision, laser, infrarouge, ultrason, etc. Le module de détection 2 travaille
donc en permanence et observe le flux de produits, de sorte à en surveiller
au moins une caractéristique qui, après traitement, permet de détecter des
produits couchés.
Le module de détection 2 est préférablement fixe et observe
donc instantanément et constamment le flux de produits dans une zone de
passage fixe, où passent les produits. Le module de détection 2 qui observe
cette zone a donc pour fonction non seulement de détecter la présence de
produits qui sont convoyés couchés, mais aussi d'en repérer la position sur
les convoyeurs, dont l'orientation par rapport à l'axe longitudinal.
L'identification de la position des produits couchés, d'une part, et les
informations quant à la vitesse de circulation des convoyeurs, d'autre part,
permettent alors de savoir où se trouvent les produits couchés, même après
être devenus hors de portée du module de détection 2.
Le module de détection 2 est donc fixe et surveille le flux de
produits au niveau d'une zone de détection 3 elle aussi fixe et où passent
tous les produits.
Le dispositif comprend aussi un module d'extraction 4, qui a
essentiellement pour fonction de saisir les produits couchés et de les
extraire de la ligne de convoyage. Préférentiellement, les produits sont
saisis unitairement. Dans la réalisation illustrée, le dispositif se base sur
un
robot à articulations au bout duquel est monté un outillage de préhension
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10. Le module d'extraction 4 saisit les produits alors qu'ils ont quitté la
zone de détection 3 et se trouvent dans une zone d'extraction 5, fixe elle
aussi.
Le robot à articulations est monté sur un châssis fixe, placé
latéralement à côté des convoyeurs. Ce châssis s'étend verticalement de
sorte que la base du robot est fixée sur un plan vertical. Le robot s'étend au-
dessus des convoyeurs, depuis sa base, montée sur une structure située à
côté d'eux. Il s'étend donc en porte à faux au-dessus de la ligne de
convoyage, depuis le côté. Ce montage permet en particulier d'éviter que la
zone d'action du robot, c'est-à-dire la zone où il peut saisir des produits
compte tenu de son amplitude de mouvement, soit diminuée par une
structure de support du robot qui serait placée au-dessus des convoyeurs et
qui bloquerait donc l'accès, pour le robot, à une partie de la surface des
convoyeurs. Dans la réalisation illustrée, un outillage de préhension 10 est
donc monté à l'extrémité d'un robot articulé. De façon alternative ou
additionnelle, un outil de préhension 10 peut être monté sur un ensemble de
guidages linéaires de directions complémentaires. Bien entendu, plusieurs
outillages de préhension 10 peuvent être prévus, à l'extrémité d'un même
moyen de déplacement du type robot articulé ou guidages linéaires, ou
encore montés sur des moyens de déplacement différents.
Le dispositif d'intervention 1 comprend aussi un module de
contrôle 6 qui a essentiellement pour fonction de piloter le module
d'extraction 4. Les informations représentatives de la position des produits
dans le flux, à savoir la localisation, au sein du flux, des produits couchés
candidats à l'extraction, sont envoyées par le module de détection 2 au
module de contrôle 6. Afin de piloter le module d'extraction 4, une
information représentative du mouvement de l'ensemble des produits au
sein de la ligne de convoyage est aussi nécessaire. En effet, le module de
contrôle 6 peut analyser le flux dans une partie fixe pour y détecter des
candidats, mais comme les produits se déplacent sous l'effet des
convoyeurs, il est nécessaire de connaître leur déplacement de sorte à
pouvoir à tout moment amener l'outillage de préhension 10 du module
d'extraction 4 là où les convoyeurs ont amené les candidats. En outre,
comme il sera décrit plus loin, la caractérisation d'une superficie suffisante
du flux de produit peut nécessiter de tenir compte de l'avance des produits.
Le module de contrôle 6 reçoit donc aussi une information
représentative de l'avancement des convoyeurs, au moins pour la zone
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d'extraction 5 et pour la zone de détection 3. Un seul convoyeur est
préférablement utilisé pour déplacer les produits au sein du dispositif
d'intervention 1 et donc à travers ces deux zones. Le module de contrôle 6
reçoit donc une information codée représentative de l'avancement de ce
convoyeur, ce qui est par exemple rendu possible en utilisant un convoyeur
entraîné par un moteur dont on peut suivre la position exacte.
Dans la réalisation illustrée, le dispositif d'intervention 1 prend
la forme d'un ensemble qui peut être rajoutée au niveau d'un tronçon d'une
ligne de convoyage, ce tronçon étant suffisamment long pour accueillir la
zone de détection 3 et la zone d'extraction 5. Le dispositif d'intervention 1
ne comprend alors pas de convoyeur lui-même, mais réutilise un convoyeur
existant sur la ligne. Dans ce genre de réalisation, comme il a été souligné
plus haut, il reste nécessaire de récupérer l'information représentative du
mouvement du convoyeur de la ligne existante. Pour ce faire, lorsque la
ligne de convoyage en est équipée et que les appareils sont compatibles, il
est possible de réutiliser le codage existant pour la position du convoyeur et
d'y connecter le module de contrôle 6. Pour les lignes où une information
représentative de la position du tapis n'est pas disponible, le dispositif
d'intervention 1 comprend lui-même un moyen de suivi 8 pour suivre
l'avancement des produits : capteur de mouvement du tapis, arbre
particulier, moteur particulier, codeur, etc.
L'avantage de la réalisation telle qu'illustrée est qu'elle peut
facilement être rajoutée sur une ligne de convoyage existante, puisqu'elle
réutilise un convoyeur existant dans ladite ligne pour, d'une part, y détecter
la position des produits, et, d'autre part, en extraire des candidats détectés
comme des produits couchés.
Un aspect important du bon fonctionnement est aussi que, lors
de l'étape d'extraction, l'outillage de préhension 10 ne soit animé que d'un
mouvement perpendiculaire au plan de convoyage. En effet, lors de l'étape
d'extraction, l'outillage de préhension 10 doit descendre à proximité du
plan de convoyage pour arriver au contact des produits couchés et les saisir.
Si, lors de cette étape, la position de l'outillage de préhension 10 n'est pas
correctement synchronisée avec celle des produits debout, ces derniers
risquent d'être heurtés par ledit outillage, ce qui pourrait provoquer des
chutes. Idéalement, lors de l'extraction du produit couché, l'outillage de
préhension 10 ne doit être animé, par rapport au convoyeur, que d'un
mouvement vertical, de sorte à éviter toute collision avec les produits
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debout. L'outillage de préhension 10 doit donc être animé, lors de l'étape
d'extraction, d'un mouvement longitudinal similaire à celui du convoyeur,
pour garantir cette fonction dite de tracking , ou de suivi de l'avance des
produits. C'est donc aussi pour cette raison que le module de contrôle 6, qui
pilote le module d'extraction 4 et donc le mouvement de l'outillage de
préhension 10, doit en permanence être informé de la position et de
l'avancement des produits posés sur le convoyeur, c'est-à-dire de la
position du convoyeur. En effet, pour des besoins de régulation de la ligne,
il est tout à fait possible de ralentir momentanément les convoyeurs, voire
de les arrêter, comme cela sera par exemple envisagé plus loin.
Comme l'outillage de préhension 10 est inséré dans le flux de
produits par le haut, il est nécessaire de s'assurer qu'il ne vienne pas en
collision avec les autres produits debout. Ainsi, l'outillage de préhension 10
a préférablement une forme allongée suffisamment fine pour être inséré
dans le flux de produits sans toucher les produits debout, autour d'un
produit couché, et ce quelle que soit la position des produits debout
environnant le produit couché à extraire. L'utilisation d'une ventouse pour
saisir les produits permet alors de saisir les produits uniquement par le
dessus, ce qui évite de devoir par exemple écarter les produits debout qui
entourent un produit couché pour passer les mâchoires d'une pince. Saisir
les produits uniquement par le dessus permet alors d'éviter de faire chuter
les produits à cause de l'outillage de préhension 10.
Le module d'extraction 4 a une certaine amplitude géométrique
d'action, compte tenu de sa construction et de son dimensionnement. Ainsi,
il lui est impossible de saisir des produits s'ils sont trop éloignés. Dans
certains cas, la capacité d'action du module d'extraction 4 peut donc être
insuffisante compte tenu du nombre élevé de produits couchés, de la vitesse
de convoyage élevée, mais aussi de l'amplitude réduite du module
d'extraction 4 et de sa rapidité de déplacement. Avantageusement, le
dispositif d'intervention 1 évalue donc, grâce aux informations fournies au
module de contrôle 6 et aux caractéristiques du module d'extraction 4, la
capacité de ce dernier à retirer tous les candidats, c'est-à-dire à extraire
chaque candidat avant qu'il ne soit plus accessible, c'est-à-dire avant qu'il
ne sorte de la zone d'extraction 5. Le module de détection 2 utilise ainsi les
informations fournies par le module de détection 2, relatives aux produits
couchés, ainsi que les informations fournies par le moyen de suivi 8 pour
suivre l'avancement des produits.
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Différents comportements peuvent être prévus s'il est conclu
que le module d'extraction 4 ne pourra pas extraire chaque produit. Il est
par exemple possible de forcer une réduction de la vitesse de convoyage
jusqu'à une valeur suffisamment faible pour que le module d'extraction 4
puisse remplir sa fonction, éventuellement jusqu'à un arrêt complet, ou
encore de mettre en oeuvre un dispositif complémentaire pour l'extraction,
de déclencher une alarme, etc.
La détection de produits couchés peut se faire de différentes
façons. Pour différencier un produit couché d'un produit debout, il est
pertinent de se baser sur la hauteur qu'occupe le produit. En effet, la
hauteur qu'occupe un produit couché est plus faible que la hauteur
qu'occupe un produit debout, compte tenu de la différence déjà évoquée ci-
dessus entre, d'une part, les dimensions de sa section de base, et, d'autre
part, la dimension de sa grande longueur. Le module de détection 2 utilise
donc de façon avantageuse cette différence de hauteur pour détecter des
produits couchés.
Plus particulièrement, le module de détection 2 détecte lorsque
la hauteur d'un produit correspond à une position couchée. Comme le
montrent les illustrations, le module de détection 2 prend essentiellement la
forme d'une traverse s'étendant au-dessus des convoyeurs, et le long de
laquelle sont disposés un ensemble de cellules de détection 11, répartis
transversalement par rapport à la direction de convoyage du flux de produit,
pour surveiller le flux sur toute sa largeur. La cellule de détection 11
fonctionne alors en repérant la paroi qui se trouve la plus proche d'elle en
direction du convoyeur. Cette paroi correspond à la partie la plus haute du
produit, à savoir, soit l'extrémité axiale du produit dans une position
debout, comme le goulot pour une bouteille, soit une paroi latérale du
produit dans une position couchée, comme un bord pour une bouteille.
Avantageusement, le module de détection 2 est paramétré pour
que la cellule de détection 11 n'envoie un signal que dans le cas où la paroi
qui se trouve en vis-à-vis d'elle en direction du convoyeur est éloignée
d'une distance qui correspond à un produit couché. Si le produit est debout,
sa paroi la plus haute est alors plus proche de la cellule de détection 11 que
pour un produit couché, et la cellule de détection 11 n'émettra pas de signal.
Le fonctionnement du module de détection 2 est donc binaire, et génère du
signal pour les cas où un produit est couché, et ne génère pas de signal dans
les cas où le produit est debout.
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Pour ce faire, on peut utiliser des cellules de détection 11
reposant sur un principe d'ultrason ou encore de laser. Les cellules de
détection 11 sont disposées à une certaine hauteur par rapport au plan de
convoyage sur lequel se trouvent les produits.
Les cellules soniques émettent un signal qui est réceptionné à
nouveau après que ce soit écoulé un temps qui dépend de la distance à
laquelle se trouve le produit en dessous, qui renvoie une partie du signal. La
valeur cible pour la cellule de détection 11 correspond alors au temps mis
dans le cas où le produit est couché, c'est-à-dire dans le cas où la paroi la
plus haute du produit se trouve à une distance du plan de convoyage qui
correspond à un convoyage en position couchée.
Le moyen de détection 2 comprend ainsi plusieurs cellules de
détection 11 réparties transversalement par rapport à la direction de
convoyage du flux de produits. Chaque cellule de détection 11 est donc
dédiée à une partie du flux dans la direction transversale. Les cellules sont
alors en nombre suffisant pour couvrir toute la largeur du flux, et de sorte
qu'un produit couché, aligné dans le sens d'avance des produits, puisse être
détecté par au moins une cellule, quelle que soit sa position entre les deux
bords du flux de produits. Idéalement, le cumul des portées des cellules de
détection 11 permet de couvrir toute la largeur du flux de produits, de sorte
à rendre la conception du moyen de détection 2 indépendante des produits
et de leurs dimensions.
L'utilisation d'une pluralité de cellules de détection 11 reposant
sur un principe d'émission et de réception d'ultrason peut toutefois générer
des problèmes d'interférences, lorsqu'elles sont disposées les unes proches
des autres, ce qui est le cas lorsque ces cellules sont réparties les unes à
côtés des autres transversalement à la direction de convoyage des produits.
La réflexion de l'onde émise par une cellule peut par exemple être
réceptionnée par une autre cellule. Afin d'éviter les perturbations entre les
cellules, il est alors proposé, non seulement de les éloigner les unes des
autres dans un axe transversal à l'avance des produits, mais aussi de les
éloigner les unes des autres dans la direction de convoyage des produits. En
éloignant suffisamment chaque cellule de celles qui en sont les plus
proches, voir figure 4, on réduit alors de façon significative les
perturbations mutuelles.
Le dispositif d'intervention 1 peut bien entendu s'adapter aux
différentes dimensions de produit possibles. En particulier, il doit être
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possible de détecter les produits couchés et ce pour différentes dimensions
de produit. Un module de détection 2 qui repose sur un principe qui
quantifie la hauteur des produits est utilisable et permet d'être
instantanément fonctionnel suite au changement de type de produit.
Cependant, c'est alors bien l'éloignement entre, d'une part, la cellule, et,
d'autre part, la paroi du produit qui en est la proche verticalement, qui
permet de détecter si le produit est couché ou debout. Il est donc important
de pouvoir adapter le principe aux produits présentant d'autres dimensions.
Ainsi, l'écartement des cellules de détection 11 par rapport au convoyeur
peut préférablement être réglable. Ainsi, le seuil de distance entre, d'une
part, la cellule, et, d'autre part, la plus proche paroi de produit, peut
rester le
même. Lorsqu'une hauteur dépassant ce seuil est détectée, le signal émis
change. L'éloignement entre les cellules de détection 11 et le tapis peut être
réglable manuellement ou par un actionneur piloté. Alternativement, le
réglage du dispositif d'intervention 1 lui-même au niveau du module de
contrôle 6 peut assurer la prise en compte d'une nouvelle géométrie de
produit, par exemple en modifiant la durée qui doit séparer l'émission et la
réception du signal ultrasonique pour déclencher un signal.
Le recours à un moyen de détection 2 essentiellement sous la
forme d'une pluralité de cellules de détection réparties transversalement au
flux permet d'observer en continu une tranche du flux de produit qui
correspond, d'une part, à la portée du moyen de détection 2 dans le sens
longitudinal et donc à la portée, dans cet axe, des cellules de détection 11
qu'il comprend, et, d'autre part, à la portée du moyen de détection 2
transversalement à l'avance des produits, et donc au cumul des portées,
dans cet axe, des cellules réparties dans cette direction transversale.
L'observation du flux, et en particulier de la hauteur des produits, se fait
donc le long d'une tranche fixe, transversale, sur toute la largeur du flux.
L'épaisseur de cette tranche observée, c'est-à-dire sa longueur dans la
direction longitudinale, correspond essentiellement aux capacités de
détection du moyen de détection 2. Dans l'absolu, une épaisseur très faible
peut aussi convenir, comme par exemple avec un moyen de détection 2
reposant sur un principe de caméra linéaire s'étendant transversalement à
l'avance des produits.
L'analyse du flux afin d'y détecter des éventuels produits
couchés doit se faire au moins sur une superficie suffisamment grande du
flux pour détecter par exemple un produit couché et orienté avec sa grande
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longueur dans la direction de convoyage du flux. L'analyse du flux pour y
détecter des produits couchés doit donc se faire non seulement sur toute la
largeur du flux, délimitée normalement par des guides, mais aussi sur une
longueur longitudinale suffisante dans la direction de convoyage des
produits. La superficie de la zone de flux à analyser pour y détecter des
candidats s'étend donc parallèlement au plan de convoyage, d'une part
transversalement à l'avance des produits et d'autre part parallèlement à
cette avance.
Le mouvement des produits et le fait qu'ils restent
normalement immobiles lors de leur déplacement à travers le dispositif
d'intervention 1 rendent possible l'obtention de données représentatives de
toute cette superficie sur la base uniquement de mesures effectuées au
niveau d'une section même très fine du flux transversale à la direction de
convoyage. Les mesures effectuées à deux instants différents au niveau de
ce segment linéaire transversal représentent en effet, dans la superficie
complète à observer, deux segments transversaux éloignés l'un de l'autre
par une distance dépendant, d'une part, de la durée qui sépare ces deux
mesures, et, d'autre part, de la distance parcourue pendant cette durée par
les produits compte tenu de la vitesse des convoyeurs. Des mesures
effectuées sur une tranche du flux et pendant une période suffisamment
longue permettent ainsi d'aboutir à une représentation de la superficie
minimale à observer pour détecter un produit qui serait couché et aligné
dans la direction de convoyage. Avec une telle capacité d'analyse, il est
donc possible d'identifier exactement les contours et l'orientation d'un
produit couché, ce qui est nécessaire pour positionner correctement
l'outillage de préhension 10 par rapport aux convoyeurs pour la phase
d'extraction.
Dans la réalisation illustrée, le module de détection 2 comprend
une pluralité de cellules de détection 11. Comme il a déjà été évoqué, il
peut être avantageux de les éloigner les unes des autres dans l'axe
longitudinal pour éviter des interférences ou perturbations réciproques.
Néanmoins, même dans ce cas-là, les caractéristiques du flux sont relevées
uniquement dans une direction transversale à l'avance des produits,
l'équivalence entre le temps séparant deux mesures et la distance qui sépare
les produits ainsi détectés permettant en effet d'aboutir ensuite à
caractériser tout le flux dans la direction longitudinale, comme il sera
expliqué en rapport avec la figure 4.
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Même en décalant longitudinalement les cellules de détection
11 qui sont réparties transversalement, le flux n'est finalement observé que
transversalement. En effet, même dans cette configuration, deux points
décalés transversalement dans le sens du flux sont détectés par deux cellules
de détection 11 différentes, et envoient des signaux décalés dans le temps
ou pas, selon l'éventuel espacement longitudinal desdites cellules, alors que
deux points décalés dans le sens du flux sont détectés par la même cellule
de détection 11 et vont générer deux mêmes signaux à des instants
différents. La caractérisation du flux dans la direction longitudinale ne
repose donc pas sur des mesures différentes, mais sur une même mesure
effectuée à des instants différents et donc pour des produits différents
compte tenu de l'avance des convoyeurs. Le flux n'est donc observé que
transversalement, et reconstitué pour la direction longitudinale sur la base
du temps qui sépare les mesures.
Le module de contrôle 6 peut ensuite, une fois qu'une
superficie suffisante du flux aura été caractérisée, soit instantanément soit
par construction progressive au fil de l'avance des produits, traiter ces
informations pour y identifier des produits couchés et leur position exacte.
Il convient ici toutefois de préciser que dans le cas particulier
d'un moyen de détection 2 comprenant une pluralité de cellules de détection
11 réparties à la fois transversalement et longitudinalement, l'étape
intermédiaire de reconstitution de données représentant tout une superficie
peut éventuellement être éliminée, et un algorithme adapté peut alors être
utilisé pour détecter les produits couchés directement à partir de ces
résultats de mesure.
Dans la pratique, la reconstitution de données représentatives
d'une superficie du flux à partir de mesures effectuées uniquement sur un
segment est expliquée de façon simplifiée et schématisée' en référence avec
la figure 3. La figure 3 schématise, dans sa partie supérieure, la superficie
du flux qui doit être observée ainsi que trois cellules de détection,
respectivement a, b et c, réparties uniquement transversalement à la
direction de convoyage, ici de bas en haut. Compte tenu de leur portée de
détection, seules trois mesures sont nécessaires pour caractériser toute la
superficie, à savoir une pour le tronçon a de la superficie complète, une
pour le tronçon 13, et une pour le tronçon y. En outre, leur portée
transversale est telle que toute la largeur du flux est couverte. La partie
basse de la figure schématise le contenu d'une mémoire qui stocke les
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données représentatives des mesures effectuées : la première ligne
correspond au tronçon a, la deuxième ligne au tronçon i3 et la troisième
ligne au tronçon y. La première colonne représente les mesures pour la
partie gauche du flux, relevées par le capteur c; la deuxième colonne
représente les mesures pour la partie centrale du flux, relevées par le
capteur b, et la partie droite représente les mesures pour la partie droite du
flux, capteur a.
Le contenu de cette mémoire est donc mis à jour, de façon
régulière, .à partir de trois mesures successives, effectuées à trois instants
différents et entre lesquels les produits ont eu le temps de cheminer du
tronçon a au tronçon 13, du tronçon f3 au tronçon O, etc. Les trois instants
de
mesure différents sont identifiés par les index 1, 2, 3. Le contenu du carré
inférieur, schématisant 9 unités de mémoire, illustre donc l'ordre dans
lequel les données sont remises à jour :
- la mesure 1 génère trois données al, b 1, cl, pour les trois
capteurs respectifs a, b et c, et ses données sont mémorisées
dans la première ligne ;
- la mesure 2 génère trois données a2, b2, et c2, stockées dans
la deuxième ligne ;
- la mesure 3 génère trois données a3, b3 et c3, stockées dans
la dernière ligne.
Les mesures suivantes génèrent un rafraichissement du contenu
de la mémoire :
- la ligne 1 prend les valeurs de la ligne 2,
- la ligne 2 prend les valeurs de la ligne 3 et
- la ligne 3 prend les valeurs d'une quatrième mesure, et ainsi
de suite pour toute nouvelle mesure.
Le contenu de la mémoire représente donc à chaque instant
l'état du flux sur une superficie bien plus grande que la portée longitudinale
des cellules de détection 11.
La figure 4 illustre le cas où les cellules de détection 11 sont
aussi décalées longitudinalement. Le principe de numérotation est le même
que pour la figure 1. L'évolution du contenu de la mémoire va alors être la
suivante : al est mémorisé lors de la première mesure, puis a2 et b2 lors de
la deuxième mesure, puis a3, b3 et c3, b4 et c4 et enfin c5. Il faut donc ici
cinq mesures successives pour créer la première image complète de la
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superficie du flux. Un principe similaire de rafraîchissement de la mémoire
est ensuite utilisé.
Ainsi, selon le principe général qui vient d'être décrit, la
reconstitution des caractéristiques d'une superficie suffisante du flux peut
se faire à partir de données mesurées par des cellules de détection 11 toutes
alignées transversalement et détectant donc instantanément un seul et même
segment du flux. Alternativement, lorsque les cellules de détection 11 sont
décalées longitudinalement, il est possible de reconstituer la superficie soit
en reconstituant au préalable le segment transversal soit en collectant et
mémorisant instantanément les données relevées, représentant alors des
sous parties de la superficie non alignées transversalement.
Des données représentatives d'une superficie du flux sont donc
disponibles pour analyse et identification de schémas prédéfinis
représentatifs de configurations prédéfinies de produit couché :
- une valeur 1 pour chaque unité de mémoire représentative
d'une colonne longitudinale peut ainsi être associé à un
produit couché dans l'axe longitudinal ;
- une valeur 1 pour chaque unité de mémoire représentative
d'un segment transversal peut être associée à un produit
couché transversalement, etc.
La détection de produit couché à partir des informations
binaires représentatives de la superficie à surveiller peut se faire en
appliquant des algorithmes qui vont analyser les données de la mémoire
afin d'y identifier des schémas prédéfinis représentatifs de situations de
produits couchés.
Grâce à l'invention, il est ainsi possible de garantir que les
éventuels produits couchés n'atteignent pas les machines suivantes,
puisqu'ils sont détectés puis sortis du flux qui arrive dans ladite machine.
Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de
réalisations particuliers, elle n'est nullement limitative de la portée de
l'invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par
substitution d'équivalents techniques ou par combinaison différente de tout
ou partie des caractéristiques développées ci-dessus.
