Brevet FR2442703A1 — publié le 19800627

L'invention a trait un dispositif perfectionné de tronçonnage de bois ou matériau similaire et plus particulièrement à une installation permettant un tronçonnage à la continue, sans temps morts et ce, avec une grande précision et a vitesse elevée. Le tronçonnage ou sciage en travers, intervient à tous les stades de la transformation du bois, que ce soit en scierie pour la mise à longueur des planches et des chutes de délignage, en charpente et menuiserie industrielle pour l'élimination des défauts, la mise a longueur fixe ou marchande, en fabrication d'emballages et surtout de palettes, etc.. D'une manière générale, les machines de tronçonnage comporte un poste de coupe fixe, ce qui oblige à bloquer le bois pendant l'opération de tronçonnage proprement dite, avec en conséquence - des temps morts qui réduisent les cadences de sortie par rapport aux vitesses d'alimentation, - des erreurs de longueur dues l'inertie lors du freinage et du blocage du bois, - des systèmes d'entrainement, de freinage et de blocage complexes, - des capacités limitées en fonction du diamètre de la lame de coupe, d'où l'obligation d'avoir plusieurs bâtis pour différentes gammes de section. Par ailleurs, en amont, le traçage des défauts est la plupart du temps réalisé manuellement, ou à la rigueur semi-automatisé, mais nécessite toujours une main d'oeuvre hautement spécialisée et une manutention pénible. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé de tronçonnage perfectionné, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre, qui surmonte les inconvénients des techniques antérieures et permet de travailler des vitesses élevées, avec grande précision, et ce sans temps morts. D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé de tronçonnage, c'est-à-dire de découpe en travers d'éléments, par exemple de bois, qui consiste à alimenter la matière à tron çonner, puis à la couper transversalement, et enfin, à évacuer les éléments tronçonnés, qui se caractérise par le fait que ces opérations sont réalisées en continu, sans arrét dans l'alimentation et l'évacuation de la matière. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comporte, montés sur un bâti commun - un ensemble d'alimentation, - un poste de tronçonnage ou de coupe, - et des moyens d'évacuation de la matière tronçonnée et des déchets et il se caractérise par le fait qu'il comporte des moyens de commande permettant, d'une part, d'alimenter et d'évacuer la matière tronçonnée en continu, sans arrêt, ni temps morts, et, d'autre part, de provoquer le déplacement des organes de découpe à la fois verticalement et horizontalement dans le sens d'avance de la matière pendant l'opération de coupe proprement dite, puis leur retour en arrière pendant la période d'évacuation de l'élé- ment tronçonné et l'avance simultanée d'une longueur déterminée de matière à tronçonner. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris gracie à l'exemple de réalisation donné ciaprès à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de côté d'une installation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue détaillée de l'ensemble de commande des déplacements de l'organe de coupe. Dans la suite de la description, l'invention sera décrite pour une installation dans laquelle le tronçonnage est réalisé au moyen de deux scies circulaires montées en opposition, mais il est évident que lton ne sort pas du cadre de l'inventionsen utilisant toutes variantes équivalentes, par exemple en réall- sant une installation ne carp(#tantqu'une seule scie circulaire ou en effectuant le tronçonnage au moyen d'un autre élément qu'une scie circulaire tel que disque de tronçonnage, chaîne de sciage... D'une manière générale, une installation conforme à l'invention est constituée essentiellement d'un ensemble d'alimentation, d'un poste de lecture, d'un poste de tronçonnage et de moyens d'évacuation. L'alimentation des pièces à tronçonner peut être réalisée de différentes manières, en fonction des opérations précédentes et de l'implantation de l'usine, par exemple en bout directement ou à partir d'un dépileur avec tapis d'alimentation interposé. Dans la forme de réalisation illustrée, cette alimentation est réalisée de manière automatique, par exemple à partir d'une déligneuse ou de n'importe quel dispositif en sortie de scierie. Les pièces sont amenées au poste de tronçonnage par un tapis roulant, dont la largeur est avantageusement comprise entre 300 et 500 min, et dont la longueur correspond au moins à celle des pièces les plus longues. La vitesse de ce tapis est de préférence synchronisée avec celle de la tronçonneuse. Conformément à l'invention, il est souhaitable que cette vitesse assure une alimentation continue de la tronçonneuse, ce qui permet un rendement optimum. Le poste de tronçonnage proprement dit conforme à l'invention, comporte essentiellement un poste de lecture à l'entrée, relié à des moyens de contrôle et de commande électroniques ayant pour fonction essentielle de détecter le début et la fin de la planche, ainsi que de commander le tronçonnage proprement dit. Ce poste de lecture peut éventuellement permettre la lecture des défauts et leur élimination automatique, sans traçage manuel préalable, la coupe à longueurs fixes et l'arrêt lorsque les quantités programmées ont été atteintes, la coupe alternée de différentes longueurs et épaisseurs, la coupe à longueur marchande, la commande de tri en longueur et éventuellement en qualité, la commande d'un dispositif ultérieur de fabrication automatique, par exemple de confection de palettes. Conformément à l'invention, le poste de tronçonnage est piloté par un poste de lecture relié à un ensemble électronique permettant le tronçonnage en marche des pièces de section variable, par synchronisation parfaite des mouvements d'avance de bois, et d'avance et de montée de lames. Eventuellement, il peut comporter des dispositifs de présélection en fonction de différents paramètres : diamètre de lame, hauteur et épaisseur de bois, vitesse d'avance, travail à exécuter... De manière simple, l'ensemble de commande électronique relié au poste de lecture peut entre constitué par un microprocesseur recevant ses instructions de différentes têtes situées dans ledit poste de lecture. Ce système peut également éventuellement être relié à une imprimante, voire même à un ordinateur de gestion existant, ce dernier n'intervenant pas bien entendu dans le pilotage de la machine. Concernant les moyens d'évacuation, ceux-ci peuvent être con çus en fonction des opérations ultérieures et être constitués par exemple, par un tapis roulant convoyant des pièces directement sur un trieur ou vers un dispositif ultérieur de fabrication, tel fabrication de palettes etc.. Dans le cas d'un tapis roulant, ce dernier peut être conçu pour permettre la mise sur chant automatique. Dans le cas d'un trieur de longueur ou de qualité, le choix de la position d'éjection est effectué directement par le poste de lecture de la tronçonneuse, ce qui élimine toute commande électronique séparée sur le trieur proprement dit. Ce dispositif peut, de manière simple, être constitué par un bâti supportant un tapis roulant entraîné par un moteur indépendant, ou de préférence par le moteur d'entraînement de la tron çonneuse, une prise de force étant d'origine prévue à cet effet dans ce cas en sortie de machine. De cette façon, on obtient une synchronisation parfaite des pièces identifiées par le poste de lecture avec leur position sur le tapis. L'éjection desdites pièces peut avantageusement être réalise par des vérins pneumatiques dont la sortie est commandée par le poste de lecture. Bien entendu, la longueur du tapis et le nombre de poste d'éjection, ainsi que leur écartement seront fonction des besoins. Enfin, pour permettre un écartement suffisant des pièces, la vitesse d'avance du tapis d'évacuation sera de préférence supérieure à celle de la tronçonneuse et en général, supérieure d'au moins 2 Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, l'ensemble d'alimentation et les moyens d'évacuation ne sont représentés que partiellement par mesure de simplification. L'installation de tronçonnage conforme à ce mode de réalisati est constituée essentiellement de deux bâtis superposés, le b ti inférieur 1 et le b ti supérieur 2. Le b ti inférieur 1 supporte - le moteur principal 3 et diverses transmissions, - des moyens d'entraînement 4, 5 permettant respectivement l'alimentation et l'évacuation en continu de la matière à tron çonner, - un ensemble de tronçonnage inférieur 6 constitué essentiellement par une scie circulaire dont la commande et les déplacement conformément à l'invention seront décrits plus en détail ultérieur ment, - des moyens 30-40 supportant les pièces en amont (moyens 30) et en aval (moyens 40) de la lame inférieure, - divers organes complémentaires, tels qu'arrivée d'électricité, d'air comprimé, orifices d'évacuation des sciures. Le bâti supérieur 2 supporte - des éléments de maintien de la matière à tronçonner constitués par des cylindres presseurs 7, 8, respectivement d'alimentation et d'évacuation, - éventuellement les têtes de lecture, la centrale électronique, et le tableau de commande (non représentés), - un dispositif de tronçonnage supérieur 9, identique au dispositif inférieur 6 constitué comme ce dernier essentiellement par une scie circulaire et dont la commande conformément à l'invention sera également décrite plus en détail ultérieurement. Ce dispositif de tronçonnage supérieur est de préférable réglable en hauteur par rapport à la surface de travail, par exemple au moyen de crémaillères. De manière connue, les bâtis sont solidarisés par des cornières ou équivalents permettant le passage vers la partie supérieure des différentes commandes, telles que courroie crantée de transmission, câbles électriques, tuyauteries d'air comprimé... Des éléments de protection latéraux, à l'entrée et en sortie sont prévus et permettent également de réduire le niveau de bruit. Conformément à l'invention, l'ensemble d'alimentation, les moyens de tronçonnage et les moyens d'évacuation de la matière tronçonnée sont associés à des moyens de commande permettant d'effectuer la coupe en continu sans arrêt de la matière. Comme dit précédemment, dans le mode de réalisation illustré, la découpe est obtenue au moyen de deux ensembles situés l'un à la partie inférieure (ensemble 6), l'autre à la partie supérieure (ensemble 9) de la machine. Ces ensembles travaillent alternativement et sont disposés en sens inverse. Il ressort, qu'en fonctionnement normal, on provoque d'une part, un déplacement longitudinal de l'ensemble de tronçonnage dans le sens de l'avance de la matière, à la même vitesse que celle-ci, et d'autre part, un déplacement vertical de la lame lors de la coupe proprement dite, et par ailleurs, des déplacements inverses permettant de rétracter la lame et de la remettre en position de départ pour une nouvelle coupe, la matière à tron çonner continuant à se déplacer pendant ces opérations. Bien entendu, ils doivent également être entraînés en rota tion pendant ces opérations. Pour celà, le moteur principal 3, fixé au bâti inférieur, moteur qui, dans le cas présent, est un moteur à vitesse variable, dont la puissance est fonction de l'importance de l'installation, comporte deux arbres de sortie 10,11 qui, par l'intermédiaire de poulies et courroies crantées et d'arbres de transmission, provoquent respectivement, l'entralnement de deux dispositifs à came 12, 13 (voir figure 2) provoquant le déplacement longitudinal des organes de coupe 6, 9. Par ailleurs, également par l'intermédiaire de jeux de poulies et de courroies, le moteur principal 3 commande l'entraînement des cylindres d'alimentation 4 et des cylindres d'évacuation 5. De cette manière, on obtient un synchronisme parfait de tous les mouvements d'avance de la matière à couper, des lames 6, 9 et des accessoires éventuels. Chaque ensemble de sciage supérieur et inférieur comporte essentiellement un moteur 14, 15 permettant l'entraSnement en rotation des lames 6, 9 par l'intermédiaire d'une liaison télescopique constituée d'un arbre cannelé 16, 17 et de deux cardans 18, 19, 20, 21. Les lames 6, 9 sont montées de manière connue, sur des broches 22, 23, le diamètre de ces lames étant choisi en fonction des travaux à réaliser. La broche 22, 23 supportant chacune des lames 6, 9 est fixée sur un boîtier 26, 27 muni de glissières assurant le guidage vertical pendant la montée et la descente des lames 6, 9. Bien entendu, la course verticale des lames est réglable pour tenir compte des différents diamètres de lame possible et des sections de bois, afin qu'elles ne ressortent que de la valeur nécessaire. Deux vérins double effet, fixés de chaque côté du boîtier 26 ou 27, d'une part sur la broche 22, 23 et d'autre part, sur un chariot coulissant 24 ou 25 assurent la montée et la descente de chaque ensemble broche. Par ailleurs, un chariot coulissant longitudinalement au moyen de douilles sur deux arbres de guidage fixés sur le bâti ou dispositifs similaires, permet le déplacement longitudinal dans le sens de l'avance du bois, ainsi que le retour de l'ensemble de coupe. Ce déplacement longitudinal de l'ensemble de coupe est obtenu, ainsi que celA est montré plus en détail à la figure 2, par un dispositif à came 12, 13, constitué essentiellement d'une came entraînée en rotation par la transmission principale donnée par le moteur 3 au moyen d'un arbre cannelé permettant le coulissement. Cette came entraîne directement le chariot 24, 25 sur lequel est monté le boitier porte-broche. Les ensembles cames 12, 13 sont dans cet exemple de réalisation munis d'une plaque horizontale, reliée d'un côté à la came par une fourchette et de l'autre à la tige d'un vérin double effet.Cette plaque coulisse sur un guide supérieur et est munie à la partie inferieum d'une butée perpendiculaire au sens de déplacement permettant l'indexation des positions de début et fin de course du chariot par contact avec les tétons ce la grille d'indexation. La grille d'indexation à la partie inférieure est munie de tétons commandés par pistons depuis la centrale de commande, un seul téton pouvant sortir à la fois. Enfin, les moyens d'alimentation et d'évacuation du bois avant et après tronçonnage comportent des dispositifs mobiles de soutien 30, 40, constitués à l'arrière de la lame inférieure 6, par une pluralité de barres formant un tapis, ces barres effectuant le même mouvement de va et vient que la lame 6, et à l'avant, par un autre tapis de barres mobiles effectuant un mouvement de translation autour d'un cadre mobile. La partie arrière 30 coulisse avec la broche inférieure, la partie avant 40 effectuant un mouvement de rotation dans le sens d'avance de la matière à tron çonner. Les barres étant reliées entre elles par des fixations rigides, deux tiges fixées sur le boîtier de la lame supérieure indexent le passage de cette dernière. Bien entendu, l'installation conforme à l'invention comporte des moyens d'alimentation en air comprimé et les vérins utilisés aussi bien pour le déplacement des lames 6, 9 que le déplacement des cames sont de préférence des vérins à double effet munis d'amortisseurs et sont commandés depuis la centrale de commande par l'intermédiaire de distributeurs et d'électro-vannes. Par ailleurs, l'ensemble est également associé à des moyens d'alarme et d'arrêt conventionnels, et comportent les dispositifs de sécurité correspondants. Le fonctionnement d'une telle installation est le suivant. Le moteur principal étant en route, la matière à tronçonner est ali mentée entre les cylindres 4 et est maintenue entre ceux-ci par l'intermédiaire des cylindres presseurs 7. Lorsque la longueur à laquelle cette matière doit être tronçonnée a été débitée, les lames 6, 9 entraînées en rotation par l'intermédiaire des moteurs 14, 15 reçoivent, d'une par, un déplacement longitudinal en synchronisme avec le déplacement de ladite matière, ce déplacement étant obtenu par les dispositifs à cames 12, 13, ainsi qu'un mouvement vertical (montée pour la lame 6, et de baisse pour la lame 9) obtenu par l'intermédiaire des vérins latéraux. En fin de coupe, les lames sont rétractées et les dispositifs à came provoquent leur retour en arrière.Pendant ce retour, une autre longueur de matière à tronçonner est avancée, tandis que la matie3 préalablement coupée est évacuée, ceci en continu et sans arrêt de la matière à tronçonner. Un tel dispositif peut fonctionner de façon autonome, dans la mesure où il possède des éléments de détection, de calcul et de commande lui permettant d'effectuer les opérations les plus complexes sans assistance extérieure. L'ensemble de commande dans ce cas doit comporter des éléments permettant de remplir les fonctions suivantes - détection d'arrivée de bois, cette détection pouvant comporter un poste de lecture de défauts et servant à contrôler les début et fin de planches, le signal servant de référence de départ pour le comptage, - fin de coupe obtenue par exemple par un micro contact dont le signal donne l'autorisation d'effectuer la coupe suivante et pouvant également être utilisé pour la commande de dispositifs ultérieurs tels que trieur de longueur, - vitesse linéaire pouvant être commandée automatiquement en fonction du temps de coupe affiché, - détection d'erreurs de programme dans le cas où les données sont erronées ou impossibles à exécuter par les ensembles, de manière à bloquer les fonctions avance et tronçonnage et déclencher un système d'alerte, - montées et descentes des lames, également contrôlées pour permettre le calcul de la vitesse d'avance et déclencher l'alarme en cas d'anomalie, - indexation des cames permettant de régler l'avance ou le retard des lames, ainsi que leur blocage axial, - enfin, des moyens de contrôle d'aspiration des sciures constitués par exemple par un pressostat monté sur la gaine d'aspiration et travaillant en dépression, de manière à contrôler le bon fonctionnement du dispositif d'aspiration pour éviter les bourrages, assurer le refroidissement des lames et provoquer l'arrêt de la machine en cas d'anomalie. Par rapport aux dispositifs antérieurs, le dispositif de tron çonnage selon l'invention permet de travailler à vitesse élevée, pouvant atteindre 120 mètres par minute, et avec précision sans temps morts ni arrêt. De par sa conception, le dispositif de tronçonnage selon l'invention permet une précision de coupe de l'ordre du millimètre et permet de ce fait de substantielles économies de matière première, surtout lorsqu'il est utilisé en coupe dite préférentielle ("débit sur liste") et lors de l'élimination de défauts puisque seules les parties réellement défectueuses sont éliminées, ce qui n'est pas le cas de tous les autres dispositifs automatiques connus, à cause des inconvénients inhérents à ces dispositifs tels que ceux exposés au quatrième paragraphe de la page 1 de la description. REVE## ICATI ONS 1/ Procédé de tronçonnage qui consiste a alimenter la matière à tronçonner, puis à la couper et enfin, à évacuer les éléments tronçonnés, caractérisé par le fait que ces opérations sont réalisés en continu, sans arrêt dans l'alimentation et l'évacuation de la matière. 2/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, qui comporte, monté sur un bâti commun - un ensemble d'alimentation, un ou deux postes de tronçonnage ou de coupe, - et des moyens d'évacuation de la matière tronçonnée, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de commande permettant, d'une part, d'alimenter et d'évacuer la matière tronçonnée en continu, sans arrêt, ni temps morts, et d'autre part, de provoquer le déplacement des organes de coupe, à la fois verticalement et horizontalement dans le sens de l'avance de la matière pendant l'opération de coupe proprement dite, et par ailleurs, des déplacements inverses permettant de rétracter la lame et de la remettre en position de départ pour une nouvelle coupe, la matière à tronçonnée continuant à se déplacer pendant ces opérations. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les organes de découpe sont constitués par une ou par deux scies circulaires montées en opposition. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le poste de tronçonnage proprement dit comporte un poste de lecture a l'entrée, relié à des moyens de contrôle et de commande ayant pour fonction essentielle de détecter le début et la fin de la planche, ainsi que de commander le tronçonnage proprement dit. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la vitesse d'avance des moyens d'évacuation est supérieure à la vitesse d'avance des moyens de découpe. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que chaque ensemble de sciage, supérieur et inférieur, comporte essentiellement un moteur permettant l'entrainement en rotation des lames par l'intermédiaire d'une liaison télescopique constituée par exemple d'un arbre cannelé et de deux cardans, les broches supportant chacune des lames étant fixées sur un boîtier muni de glissières assurant le guidage vertical pendant la montée et la descente des lames, le déplacement communiqué par deux vérins à double effet fixés de chaque côté du bâti du boîtier, d'une part sur la broche et d'autre part, sur un chariot coulissabt guidé, longitudinalement sur deux arbres ou dispositifs similaires fixés sur la bâti, le déplacement longitudinal du chariot de l'ensemble de découpe étant obtenu par un dispositif à came entraîné en rotation par la transmission principale donnée par le moteur au moyen d'un arbre cannelé permettant le coulissement. 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation et d'évacuation de bois avant et après tronçonnage comportent des dispositifs mobiles de soutien constitués en amont de la lame inférieure par une pluralité de barres formant tapis, ces barres effectuant le même mouvement de va et vient que la lame et en aval par un autre tapis de barres mobiles effectuant un mouvement de translation autour d'un cadre mobile.