EP0072310A1 - Système de tri à grand débit - Google Patents

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EP0072310A1
EP0072310A1 EP82401450A EP82401450A EP0072310A1 EP 0072310 A1 EP0072310 A1 EP 0072310A1 EP 82401450 A EP82401450 A EP 82401450A EP 82401450 A EP82401450 A EP 82401450A EP 0072310 A1 EP0072310 A1 EP 0072310A1
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conveyor
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sorting
path
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EP0072310B1 (fr
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Pierre Jeanjean
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C3/00—Sorting according to destination
    • B07C3/02—Apparatus characterised by the means used for distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C3/00—Sorting according to destination
    • B07C3/02—Apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C3/08—Apparatus characterised by the means used for distribution using arrangements of conveyors
    • B07C3/082—In which the objects are carried by transport holders and the transport holders form part of the conveyor belts

Definitions

  • the present invention relates to a high throughput sorting system. It finds an application in the sorting of isolated loads, in particular postal sorting.
  • An isolated load sorting system includes a conveyor composed of a series of object carriers (eg buckets or trays), which can dump their contents into selected receptacles.
  • object carriers eg buckets or trays
  • Two types of conveyors are generally used: straight line conveyors, with receptacles on each side, but whose return strand is not used for sorting, and closed-loop conveyors, also known as carousels .
  • the conveyor Whatever the shape of the conveyor, it is supplied by one or more loading devices, also called injectors, which receive the objects to be sorted by a transport path which guides the flow of objects.
  • loading devices also called injectors
  • the object of the invention is precisely to propose a sorting system having a high throughput while using a relatively slow conveyor.
  • the objects instead of directing the entire flow of objects to be sorted on an injector and then effecting the distribution in the various receptacles situated along the conveyor, the objects are sorted according to the invention according to their nature and their destination to direct them to different injectors, so that the locations that appear to the right of the injectors are available to the maximum.
  • This optimization is obtained by adjusting the partial flows obtained after the preliminary sorting and according to the particular characteristics of the sorting system used, as will be seen more clearly below with the aid of examples.
  • the document FR-A-2 387 697 describes a sorting installation which comprises a conveyor along which are arranged groups of receptacles and loading stations.
  • the loading stations receive objects which have not been sorted beforehand, that is to say intended, as a whole, for all the receptacles, the probability that the objects go here or there being the same for the four stations. .
  • there is a pre-sorting device which supplies the injectors in articles intended only for the following receptacle.
  • the invention therefore relates to a sorting system of high-speed objects comprising a conveyor along which are arranged groups of receptacles capable of receiving some of the objects carried by the conveyor, at least two loading devices of this conveyor, these devices being supplied with objects to be sorted by an arrival path, characterized in that the arrival path of the objects to be sorted is provided with a pre-sorting device which feeds several partial paths each leading to a conveyor loading device, this pre-sorting being such that the objects transported by each partial path are completely discharged into the receptacles arranged between the loading device supplied by this path and the device disposed directly downstream relative to the movement of the conveyor.
  • the objects transported by the path 11 are directed to an injector I 11 which loads the conveyor 5 at this location and which is followed, downstream, by a group P of
  • the objects transported by the path 12 are directed to a second injector I 12 which loads the conveyor upstream of a group of receptacles R.
  • the efficiency of a system like the one in figure 1 is an increasing function of the probability lity, for an injector, to find before him a free object holder on the carousel. The best performance is obtained if all the test objects presented in front of an injector are free.
  • An injector can load at most C objects per unit of time. The following two relationships must therefore be satisfied:
  • the throughput of the sorting system has therefore been doubled thanks to the arrangement adopted.
  • the system of FIG. 2 represents, for example, a sorting system with two arrival lanes each provided with a pre-sorting device.
  • the first, of flow F 1 has the same references as in FIG. 1 (with however a partial flow noted (r 1 + r 2 ) F 1 on the path 12).
  • the operation of this system is as follows.
  • the flow pF 1 which passes through the path 11 is discharged into the group P which follows the injector I 11 .
  • the flow (r 1 + r 2 ) F 1 which passes through the path 12 is partially discharged (r 1 F 1 ) in the group R 1 , the remaining part (r 2 F 1 ) passing in front of the injectors I 21 and I 22 and discharging into the group R 2 which follows.
  • the partial flow pF 2 which passes through the path 21 discharges into the group P, which immediately follows the injector I21 .
  • the flow which passes through the path 22 is partly discharged (r2F2) in the group R 2 .
  • the remaining part (r l F 2 ) passes in front of the injectors I 11 and I 12 and is discharged into the group R 1 which follows.
  • the parts p F 1 and p F 2 are routed to the injectors I 11 and I 21 .
  • the parts r 1 F 2 and r 2 F 1 represent the fraction of the object carriers occupied immediately before, respectively, the injectors I 11 and I 12 , and the injectors I 21 and I 22 .
  • FIG. 3 The configuration of FIG. 3 is precisely intended to ensure that each injector finds in front of it all the free object carriers. This result is obtained by practicing on all the objects a sorting in three separations, giving rise to three partial paths 11, 12 and 13 for the first arrival path and 21, 22, 23 for the second.
  • a grouping device 31 joins the paths 13 and 23 in a single path 32 directed towards an injector 132.
  • a grouping device 33 joins the paths 12 and 22 in a single path 34 directed towards an injector I 34 .
  • the operation of the device of Figure 3 is as follows. On the F 1 objects taking the path 10, pF 1 are directed to I 11 , r 1 F 1 to I 34 and r 2 F 1 to I 32 . The same operation is done on the F 2 objects taking path 20.
  • the injector I 34 ultimately, processes r 1 (F 1 + F 2 ) objects, and the injector I 32 , r 2 (F 1 + F 2 ) objects.
  • the arrival path 10 is separated into three partial paths 11, 12 and 13 leading to three injectors I 11 , I 12 and I 13 with flows pF 1 , qF 1 and rF 1 .
  • Each injector receives the fraction of the flow which must be discharged between this injector and that which is arranged immediately downstream, in the direction of movement of the conveyor.

Landscapes

  • Branching, Merging, And Special Transfer Between Conveyors (AREA)

Abstract

Système de tri d'objets à grand débit dans lequel le chemin d'arrivée (10) des objets à trier est muni d'un dispositif de tri préalable (15) qui alimente plusieurs chemins partiels (11, 12) aboutissant chacun à un dispositif (I11, I12) de chargement d'un convoyeur (5). Application au tri de charges isolèes, notamment au tri postal.

Description

  • La présente invention a pour objet un système de tri à grand débit. Elle trouve une application dans le tri de charges isolées, notamment le tri postal.
  • Un système de tri de charges isolées comprend un convoyeur composé d'une suite de porte-objets (godets ou plateaux par exemple), pouvant déverser leur contenu dans des réceptacles sélectionnés.
  • Deux types de convoyeurs sont généralement utilisés : les convoyeurs en ligne droite, avec des réceptacles de chaque côté, mais dont le brin de retour n'est pas utilisé pour le tri, et des convoyeurs en boucle fermée, désignés aussi sous le terme de carrousels.
  • Quelle que soit la forme du convoyeur, celui-ci est alimenté par un ou plusieurs dispositifs de chargement, appelés aussi injecteurs, qui reçoivent les objets à trier par un chemin de transport qui guide le flux des objets.
  • Dans les systèmes de tri connus le débit du système est égal à celui du convoyeur, qui est fixé par la vitesse de celui-ci. Pour augmenter le débit du système, on augmente donc la vitesse du convoyeur. Or, cette vitesse ne peut dépasser certaines limites, liées au volume et au poids des objets. Au-delà de ces limites, des difficultés apparaissent, notamment pour réaliser les fonctions suivantes :
    • - chargement du convoyeur au vol,
    • - déchargement des objets dans un réceptacle donné, l'effet balistique de l'objet quittant le convoyeur étant source de fausses directions,
    • - conservation de l'intégrité de l'objet projeté à grande vitesse,
    • - limitation de la consommation d'énergie nécessaire à l'entraînement du convoyeur,
    • - insonorisation du système.
  • Le but de l'invention est justement de proposer un système de tri possédant un grand débit tout en utilisant un convoyeur relativement lent. A cette fin, au lieu de diriger la totalité du flux des objets à trier sur un injecteur et d'effectuer ensuite la répartition dans les différents réceptacles situés le long du convoyeur on effectue selon l'invention un tri préalable des objets selon leur nature et leur destination pour les orienter vers des injecteurs différents, de telle sorte que les emplacements qui se présentent au droit des injecteurs soient disponibles au maximum. Cette optimisation s'obtient par le réglage des flux partiels obtenus après le tri préalable et selon les caractéristiques particulières du système de tri utilisé, comme on le verra mieux par la suite à l'aide d'exemples.
  • Le document FR-A-2 387 697 décrit une installation de tri qui comprend un convoyeur le long duquel sont disposés des groupes de réceptacles et des postes de chargement. Dans cette installation, les postes de chargement reçoivent des objets non préalablement triés, c'est-à-dire destinés, dans leur ensemble, à tous les réceptacles, la probabilité pour que les objets aillent ici ou là étant la même pour les quatre postes. Contrairement à cette disposition, dans l'installation de l'invention il existe un dispositif de tri préalable qui permet d'alimenter les injecteurs en objets destinés uniquement au réceptacle qui suit.
  • De façon précise, l'invention a donc pour objet un système de tri d'objets à grand débit comprenant un convoyeur le long duquel sont disposés des groupes de réceptacles aptes à recevoir certains des objets portés par le convoyeur, au moins deux dispositifs de chargement de ce convoyeur, ces dispositifs étant alimentés en objets à trier par un chemin d'arrivée, caractérisé en ce que le chemin d'arrivée des objets à trier est muni d'un dispositif de tri préalable qui alimente plusieurs chemins partiels aboutissant chacun à un dispositif de chargement du convoyeur, ce tri préalable étant tel que les objets véhiculés par chaque chemin partiel sont totalement déchargés dans les réceptacles disposés entre le dispositif de chargement alimenté par ce chemin et le dispositif disposé directement en aval par rapport au déplacement du convoyeur.
  • Les caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels :
    • - la figure 1 illustre schématiquement un système de tri muni selon l'invention d'un dispositif de tri préalable,
    • - la figure 2 illustre un système de tri comprenant deux dispositifs de tri préalable,
    • - la figure 3 illustre un système de tri dans lequel des flux partiels sont regroupés avant chargement du convoyeur,
    • - la figure 4 illustre un système à convoyeur linéaire.
  • Le système représenté sur la figure 1 comprend un convoyeur 5 en forme de carrousel, un chemin 10 d'arrivée d'objets à trier (flux F), lequel est séparé en deux chemins partiels 11 et 12 (de flux respectifs pF et rF avec p + f = 11 grâce à un dispositif de tri préalable 15. Les objets véhiculés par le chemin 11 sont dirigés vers un injecteur I11 qui charge le convoyeur 5 à cet endroit et qui est suivi, en aval, d'un groupe P de réceptacles. Les objets véhiculés par le chemin 12 sont dirigés vers un second injecteur I12 qui charge le convoyeur en amont d'un groupe de réceptacles R.
  • Pour étudier le fonctionnement d'un tel système, ainsi que les variantes qui seront décrites ultérieurement, et pour définir les conditions d'optimalisation du débit, il sera fait usage de deux notions :
    • - la "capacité" C du convoyeur, qui est mesurée par le nombre de porte-objets qui défilent pendant l'unité de temps devant un observateur (en pratique devant un dispositif d'introduction des objets) ;
    • - le "débit" nominal Q du système de tri, qui est mesuré par le nombre d'objets triés par le système quand le traitement des objets s'effectue de façon parfaite à la vitesse maximale de tous les éléments du système.
  • Le rendement d'un système tel que celui de la figure 1 est une fonction croissante de la probabilité, pour un injecteur, de trouver devant lui un porte-objet libre sur le carrousel. Le meilleur rendement est obtenu si tous les porte-objets se présentant devant un injecteur sont libres.
  • C'est précisément ce résultat que permet d'obtenir l'invention grâce à l'utilisation de deux injecteurs non indépendants, l'un traitant les objets qui ont été écartés de l'autre. Autrement dit, on opère un tri préalable sur l'ensemble des objets. Les objets, en proportion p, qui sont destinés aux séparations du groupe P, sont aiguillés vers l'injecteur I11' les objets restants, en proportion r, (p + r = 1) et destinés aux séparations du groupe R, sont aiguillés vers I12. Les réceptacles du groupe P sont placés entre I11 et I12, de sorte que tous les porte-objets sont déchargés avant de se présenter devant I12. Le même résultat est obtenu pour I11 en disposant les réceptacles du goupe R en aval de I12, par exemple sur le brin de retour.
  • Un injecteur peut charger au plus C objets par unité de temps. Il faut donc que les deux relations suivantes soient satisfaites :
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
  • La solution sera optimale si :
    Figure imgb0003
  • Ce qui entraîne :
    Figure imgb0004
  • On a, dans ce cas :
    Figure imgb0005
  • Le débit du système de tri a donc été doublé grâce à la disposition adoptée.
  • Naturellement, le dispositif de la figure 1 peut être reproduit plusieurs fois le long du convoyeur pour traiter plusieurs flux d'objets indépendants. Le système de la figure 2 représente, par exemple, un système de tri à deux voies d'arrivée munie chacune d'un dispositif de tri préalable. La première, de flux F1, porte les mêmes références que sur la figure 1 (avec toutefois un flux partiel noté (r1 + r2)F1 sur le chemin 12). La seconde voie comprend un chemin d'arrivée 20 (de flux F2) séparé en deux chemins partiels 21 et 22 (de flux pF2 et (r1 + r2) F2 avec p + r1 +r2 = 1), reliés à deux injecteurs I21 et I22.
  • La particularité du système de la figure 2, outre le fait qu'il comprend un double système d'introduction, est que l'un des groupes de séparation, en l'occurrence le groupe P, se retrouve deux fois, ce qui correspond à l'hypothèse d'un fort trafic correspondant à ce groupe.
  • Le fonctionnement de ce système est le suivant. Le flux pF1 qui transite par le chemin 11 se décharge dans le groupe P qui suit l'injecteur I11. Le flux (r1 + r2) F1 qui transite par le chemin 12 se décharge pour une part (r1F1) dans le groupe R1, la part restante (r2F1) passant devant les injecteurs I21 et I22 et se déchargeant dans le groupe R2 qui suit. De même, le flux partiel pF2 qui transite par le chemin 21 se décharge dans le groupe P, qui suit immédiatement l'injecteur I21. Le flux qui transite par le chemin 22 se décharge pour une part (r2F2) dans le groupe R2. La part restante (rlF2) passe devant les injecteurs I11 et I12 et se décharge dans le groupe R1 qui suit.
  • Les flux FI et F2 étant de même nature on a :
    Figure imgb0006
    soit
    Figure imgb0007
    et
    Figure imgb0008
  • Les parts p F1 et p F2 sont aiguillées vers les injecteurs I11 et I21. Les parts r1 F2 et r2 F1 représentent la fraction des porte-objets occupés immédiatement avant, respectivement, les injecteurs I11 et I12, et les injecteurs I21 et I22.
  • Les flux traités par les 4 injecteurs doivent satisfaire aux conditions suivantes :
    Figure imgb0009
  • Trois cas sont à examiner
    Figure imgb0010
  • Les quatres conditions sont satisfaites de façon optimale si :
    Figure imgb0011
    Figure imgb0012
  • qui admet comme solution
    Figure imgb0013
    Figure imgb0014
    Figure imgb0015
  • Pour p donné (et par suite pour r1 + r2 donné), la solution est optimale si :
    Figure imgb0016
  • Elle s'écrit
    Figure imgb0017
  • La solution r = 0 correspond à la duplication de toutes les séparations.
  • Figure imgb0018
  • On a le système
    Figure imgb0019
    Figure imgb0020
  • qui admet comme solution
    Figure imgb0021
    Figure imgb0022
    Figure imgb0023
  • Pour p donné la solution est optimale si r1= r2 = r
  • Elle s'écrit :
    Figure imgb0024
  • La solution r = 0,5 est identique à la configuration A 1
    Figure imgb0025
  • La solution s'écrit immédiatement à partir de l'un quelconque des deux cas précédents
    Figure imgb0026
  • La solution est optimale si r1 = r2 = 0,25.
  • On a dans ce cas
    Figure imgb0027
  • Si l'on dessine les graphes Q/C = f (r) correspondant aux deux cas précédents, on constate que la présente solution est représentée par un point de rebroussement à l'extrémité de deux arcs d'hyperbole. Il apparaît alors que la présente solution est très sensible à toute variation des flux de trafic entre P1 et l'ensemble (R1, R2).
  • Bien que le débit nominal obtenu avec la configuration de la figure 2 ait été augmenté, le gain peut paraître décevant au regard de la complexité du système. La raison en est que, en moyenne, un porte- objet sur trois se trouve occupé devant chacun des quatre injecteurs.
  • La configuration de la figure 3 a justement pour but de faire en sorte que chaque injecteur trouve devant lui tous les porte-objets libres. Ce résultat est obtenu en pratiquant sur l'ensemble des objets un tri en trois séparations, donnant naissance à trois chemins partiels 11, 12 et 13 pour le premier chemin d'arrivée et 21, 22, 23 pour le second. Un dispositif de regroupement 31 réunit les chemins 13 et 23 en un chemin unique 32 dirigé vers un injecteur 132. De même, un dispositif de regroupement 33 réunit les chemins 12 et 22 en un chemin unique 34 dirigé vers un injecteur I 34.
  • Le fonctionnement du dispositif de la figure 3 est le suivant. Sur les F1 objets empruntant le chemin 10, pF1 sont aiguillés sur I11, r1F1 sur I34 et r2F1 sur I32. La même opération est faite sur les F2 objets empruntant le chemin 20. L'injecteur I34, en définitive,traite r1 (F1 + F2) objets, et l'injecteur I32, r2 (F1+ F2) objets.
  • Le système doit satisfaire aux 4 inégalités suivantes :
    Figure imgb0028
    Figure imgb0029
    Figure imgb0030
    Figure imgb0031
  • L'optimum sera atteint si l'on a, à la fois :
    Figure imgb0032
    Figure imgb0033
  • Ce qui entraîne :
    Figure imgb0034
    Figure imgb0035
    Figure imgb0036
  • Si toutes ces conditions sont satisfaites, on a
    Figure imgb0037
  • Le débit a donc été quadruplé.
  • La solution mise en oeuvre dans la configuration de la figure 3 est également applicable à un système utilisant un convoyeur en ligne. Il suffit pour cela d'ouvrir le carrousel immédiatement en amont de l'injecteur I11. Ce principe peut d'ailleurs être généralisé en remplaçant le tri en deux séparations par un tri n séparations, suivies de n injecteurs placés en amont de n groupes de réceptacles à trafics égaux. La figure 4 donne, à titre d'exemple, le schéma d'un système linéaire où n = 3, et dont le débit nominal Q est égal à 3C. Dans le cas illustré, le chemin d'arrivée 10 est séparé en trois chemins partiels 11, 12 et 13 conduisant à trois injecteurs I11, I12 et I13 avec des flux pF1, qF1 et rF1. Chaque injecteur reçoit la fraction du flux qui doit être déchargée entre cet injecteur et celui qui est disposé immédiatement en aval, dans le sens du mouvement du convoyeur.

Claims (5)

1. Système de tri d'objets à grand débit comprenant un convoyeur (5) le long duquel sont disposés des groupes de réceptacles (P, R) aptes à recevoir certains des objets portés par le convoyeur, au moins deux dispositifs de chargement de ce convoyeur, ces dispositifs étant alimentés en objets à trier par un chemin d'arrivée (10), caractérisé en ce que le chemin d'arrivée (10) des objets à trier est muni d'un dispositif de tri préalable (15) qui alimente plusieurs chemins partiels (11, 12) aboutissant chacun à un dispositif de chargement (I11, I12) du convoyeur, ce tri préalable étant tel que les objets véhiculés par chaque chemin partiel sont totalement déchargés dans les réceptacles disposés entre le dispositif de chargement alimenté par ce chemin et le dispositif disposé directement en aval par rapport au déplacement du convoyeur.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux chemins d'arrivée d'objets (10, 20) séparés chacun par deux dispositifs de tri préalable (15, 25) en deux chemins partiels (11, 12, 21, 22) et quatre dispositifs de chargement (I11, I12, I21, I22) alimentés par les quatre chemins partiels.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le convoyeur est du type en carrousel à boucle fermée et est associé à quatre groupes de réceptacles (P, R1, P, R2) dont deux sont identiques (P), l'un placé directement en aval d'un injecteur (I11) correspondant au premier chemin d'amenée (10) et l'autre en aval d'un injecteur correspondant au second chemin d'amenée (20).
4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de regroupement (31, 33) des objets véhiculés par des chemins partiels provenant de chemins d'arrivée différents, chacun de ces moyens de regroupement alimentant un dispositif de chargement (I32, I34).
5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convoyeur est du type en ligne.
EP19820401450 1981-08-06 1982-08-02 Système de tri à grand débit Expired EP0072310B1 (fr)

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FR8115273 1981-08-06
FR8115273A FR2510910A1 (fr) 1981-08-06 1981-08-06 Systeme de tri a grand debit

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EP0072310A1 true EP0072310A1 (fr) 1983-02-16
EP0072310B1 EP0072310B1 (fr) 1986-03-26

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EP19820401450 Expired EP0072310B1 (fr) 1981-08-06 1982-08-02 Système de tri à grand débit

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DE (1) DE3270109D1 (fr)
DK (1) DK344082A (fr)
FR (1) FR2510910A1 (fr)

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