Brevet FR2461559A1 — publié le 19810206

La présente invention concerne un procédé pour débiter par usinage des troncs d'arbres en produits en bois usinés sur toutes leurs faces, tels que planches et bois équarri, dans lequel on aplanit les troncs d'arbres sur les quatre faces et on enlève à la fraise les arêtes à angle droit et on détache au moins deux planches latérales sur deux faces opposées par une découpe à la scie. On peut parvenir à approcher dans une large mesure de la section originelle circulaire du tronc d'arbre, c'est- à-dire à avoir une utilisation aussi importante que possi- ble du bois, en débitant un tronc d'arbre par des coupes perpendiculaires en planches présentant une arête, plan- ches qui ont une largeur différente que l'on dresse ensuite à l'équerre. Pour ce faire, il est cependant nécessaire de mettre chaque planche individuellement à l'équerre, ce qui est lié à une dépense relativement importante, en par- ticulier lorsque l'on souhaite disposer d'une simple auto- matisation du processus de mise à l'équerre. Il est connu, en ce qui concerne Les troncs d'arbres préparés par usinage avant de les débiter en planches et/ou en billes équarries, de rendre d'abord les quatre faces planes et d'enlever sur les arêtes subsistantes par frai- sage des copeaux à angle droit. Sur les deux faces oppo- sées du tronc d'arbre, on enlève ensuite à la scie une planche latérale par découpe perpendiculaire. La portion restante du tronc d'arbre, de section rectangulaire qui, autant que possible, ne doit plus présenter d'arêtes, peut ensuite être débitée à la scie en planches et/ou en billes équarries. Il est vrai que ce procédé connu permet un déroulement du travail largement automatisé, mais l'utilisation du bois n'est cependant pas optimale étant donné que les plana- ges de la face supérieure et de la face inférieure du tronc d'arbre doivent être relativement importants ou être pris en considération afin qu'il subsiste encore des arêtes sur le tronc d'arbre et qu'après avoir détaché les planches latérales sur deux faces du tronc, il se forme des planches qui doivent être mises à l'équerre. La présente invention a en conséquence pour but de fournir un procédé du genre indiqué ci-dessus, grâce au- quel il soit possible de parvenir, avec un déroulement du travail largement automatisé, à une utilisation optimale du bois, c'est-à-dire que la portion de la surface des produits en bois sciés-soit aussi grande que possible sur la section globale du tronc. Le procédé, conforme à l'invention, pour débiter des troncs d'arbres pour débiter des troncs d'arbres par usinage en produits en bois usinés sur toutes les faces, tels que des planches et du bois équarri, dans lequel les troncs d'arbres sont aplanis sur les quatre faces et les arêtes sont éliminées par fraisage à angle droit, o l'on détache des planches sur deux faces opposées au moins, par découpes à la scie est caractérisé en ce qu'il comporte successivement les étapes selon lesquelles, a) on aplanit deux faces opposées (la, lb) du tronc d'ar- bre (1), b) on fait tourner le tronc d'arbre (1) de 90 autour de son axe longitudinal, c) on aplanit les deux faces opposées (lc, Id) du tronc d'arbre (1), d) on enlève partiellement par fraisage les quatre arêtes (le, lf, lg, lh), e) on détache chaque fois entre une élimination par frai- sage d'arêtes supérieures et inférieures une planche latérale (Li, lk) par au moins une coupe perpendicu- laire à la scie, f) on fait tourner le tronc d'arbre (1) de 90 autour de son axe longitudinal, g) on enlève complètement par fraisage les quatre arêtes subsistantes (le, lf, lg, lh), h) on détache à chaque fois, entre une élimination d'arê- tes supérieures et inférieures par fraisage, une planche latérale (11, lm) par au moins une coupe perpendiculaire à la scie. En faisant tourner deux fois le tronc d'arbre, il s'avère possible de préparer des planches latérales sur les quatre faces du tronc d'arbre afin d'avoir une meil- leure utilisation du bois, faces qui sont cependant usi- nées préalablement en éliminant les arêtes par fraisage, si bien qu'elles ne présentent plus d'arêtes et qu'il n'est plus nécessaire de procéder à une mise à l'équerre. Avec le procédé selon la présente invention, on arrive donc à un compromis entre des exigences contradictoires permettant d'une part une utilisation du bois aussi im- portante que possible et, d'autre part, un déroulement du travail automatisé dans une large mesure. Selon un mode de réalisation du procédé de l'in- vention, entre les étapes c) et d)-ou entre ces étapes du procédé et les étapes ir et gi, on mesure, cndque fois, les faces latérales opposées (lc, ld, ou la, lb) et en fonction de ces résultats de mesure, on effectue un ré- glage en hauteur des outils de fraisage pour éliminer les arêtes par fraisage (étapes d ou g du procédé). L'invention a également pour objet un dispositif avantageux pour la mise en oeuvre des processus néces- saires pour faire tourner le tronc selon le procédé de la présente invention. Un tel dispositif, approprié pour la mise en oeu- vre des étapes b) et f) du procédé de l'invention, com- prenant un dispositif de transport du tronc et un disposi- tif de retournement situé dans un châssis de la machine, comporte un dispositif de retournement comprenant au moins deux bras de préhension capables de venir serrer les deux faces latérales opposées du tronc d'arbre, lesdits brasdepré- hension étant montés de façon orientable sur un cadre re- posant sur un châssis de machine pivotant autour de l'axe longitudinal du tronc d'arbre. Dans un mode de réalisation, les bras de préhen- sion sont munis de cylindres capables d'être actionnés. Les bras de préhension peuvent être articulés notam- ment à l'aide d'au moins une unité de cylindre à piston ac- tionnée par pression. Selon une variante de réalisation du dispositif de l'invention, le cadre tournant est une couronne pivotante disposée dans un châssis de machine, dans au moins trois rouleaux de guidage. La présente invention sera plus amplement expliquée dans ce qui va suivre à l'aide d'un exemple de mise en oeuvre qui est représenté sur les planches de dessins annexées sur lesquels: - la figure 1 représente, d'une façon simplifiée, vue en plan, une installation d'usinage d'un tronc d'arbre-sur toutes les faces, entièrement automatisée, - la figure 2 représente une vue de côté simplifiée d'un dispositif de retournement utilisé dans l'installation se- lon la figure 1, - la figure 3 représente le dispositif de retournement de la figure 2, vue de face, - la figure 3a est une vue partielle selon la figure 3, en une position au cours du processus de retournement, - la figure 4 représente un tronc d'arbre en coupe, pour expliquer les processus successifs d'usinage du procédé se- lon l'invention et - la figure 5 représente un tronc d'arbre en coupe, similaire à celle de la figure 4, mais ou deux planches latérales ont été détachées sur chaque face. Un tronc d'arbre 1 parcourt l'installation en ligne droi- te indiquée à gauche sur la figure 1, dans le sens de la flèche P, c'està-dire, sur ce dessins de bas en haut. Les processus d'usinage s'effectuent aux stations particulières de l'installation, et les coupes du tronc d'arbre qui en ré- sultent sont représentées à côté, à chaque fois. Tout d'abord, on enlève par fraisage deux faces laté- -rales la et lb du tronc, à l'aide des têtes de fraisage 3 d'une machine à profiler 2. Ensuite, le tronc 1 est saisi dans un dispositif de retournement 4 par des cylindres de préhension 5 et il est retourné de 90 autour de son axe longitudinal. Sur un dispositif de transport qui n'est pas représenté sur la figure 1 et qui parcourt l'ensemble de l'installa- tion, le tronc d'arbre 1 parvient dans une seconde machine à profiler 6 ayant des têtes de fraisage 7 o sont également aplanies les deux autres faces opposées lc et ld du tronc d'arbre 1. Des arêtes le, lf, lg ou lh subsistent à cha- fois entre les faces latérales la, ld, lb et lc. Le tronc d'arbre 1, aplani sur ses quatre faces, ar- rive ensuite dans une station de mesure 8, dans laquelle ses deux faces latérales lc et ld sont mesurées. Les dis- positifs de mesure 9 ne sont indiqués que sur la figure 1; à cet égard il peut s'agir par exemple de caméras à réseau. Des têtes de fraisage 11 sont montées dans une sta- tion d'usinage 10 suivante, avec des axes de rotation per- pendiculaires, pour enlever partiellement les arêtes le, lf, lg et lh. Le réglage en hauteur de ces têtes de frai- sage, s'effectue en fonction des résultats de mesure fournis par le dispositif de mesure 9, de sorte que, sur les faces latérales ld et lc, il ne subsiste plus aucun reste des arêtes de bois. Immédiatement après, dans la station d'usi- nage 10, des scies circulaires doubles 12, montées avec des axes de rotation horizontaux, découpent des planches latérales li et lk sur les deux faces latérales ld et lc.En- fin, on fait tourner de 900 autour de son axe longitudinal le tronc d'arbre 1, dans un dispositif de retournement 14 qui correspond, quant à sa conception, au dispositif de retournement 4. Dans cette position, une mesure des faces latérales la et lb s'effectue dans une station de mesure 15 qui, quant à sa conception, est analogue à celle de la station de mesure 8. Le résultat de la mesure ainsi obtenu sert à nouveau au réglage en hauteur des têtes de fraisage 16, pour enlever ce qui reste encore des arêtes de bois, le, lf, lg et lh dans une station d'usinage 17, constituée de la même façon que celle de la station d'usinage 10 et qui comprend également deux paires de soies circulaires 18, 19 avec des axes de rotation horizontaux, avec lesquelles on détache des planches latérales il et lm sur les faces latérales la et lb. on peut supprimer la station de mesure 15, l'ensemble des mesures étant effectué à la station de mesure 8 pour toutes les faces latérales. Dans ce cas, le résultat de la mesure obtenu à la station de mesure 8 sert non seule- ment, ainsi qu'il est décrit, au réglage en hauteur des têtes de fraisage 11, mais aussi à celui des têtes de 246 1559 fraisage 16. Le dispositif de retournement 14 est représenté sur les figures 2, 3 et 3a et il correspond, quant à sa concep- tion, au dispositif de retournement 4. Le transport de l'arbre 1 s'effectue sur un lit à rouleaux d'entraînement 20. Dès que le tronc d'arbre par- vient dans la région du dispositif de retournement 14, il est saisi par des cylindres commandables 23, 24 montés sur des bras, 21, 22 d'un dispositif de préhension, sur deux faces latérales opposées. Les bras de préhension 21, 22 sont montés pivotants sur une couronne tournante 27, montée rotative à l'aide de rouleaux de guidage 26, dans un châs- sis de macnine 25. Les ueux brds dc préhension 21 22 sontre- liés pardesartculations avec une unité de cylindre à piston actionnée par pression. L'unité de cylindre à piston 28 presse les deux cylindres 23, 24 contre le tronc d'arbre 1, tandis qu'un dispositif de retournement (non représenté) fait tourner la couronne tournante 27 jusqu'à ce que le tronc d'arbre 1 ait tourné de 900 autour de son axe longi- tudinal. Enfin, le tronc d'arbre est à nouveau libéré par les cylindres 23, 24. Par rapport à là figure 3, la figure 3a représente une position intermédiaire, lors du mouvement de retour- nement. on peut voir d'après la figure 4, que la section, originellement en forme de croix, est bien utilisée dans ses régions latérales par les planches latérales Li, 1k, 11 et lm, détachées sur les quatre faces, tandis qu'il subsiste une face de section rectangulaire, pour un bois équarri que l'on peut débiter à nouveau en planches, en madriers, en billes équarries et produits similaires. D'une façon similaire à celle de la figure 4, la figure 5 indique qu'il est possible de détacher également plus d'une planche latérale sur les quatre faces, par exemple deux planches à chaque fois, ainsi qu'il est re- présenté sur la figure 5. En partant de la représentation en coupe, on peut voir que, dans ce cas, les têtes de fraisage 11 ou 16 n'enlèvent pas simplement de simples gradins rectangulaires sur le tronc d'arbre, mais à cha- que fois des gradins doubles, du fait que la planche laté- rale la plus à l'extérieur est plus étroite que celle qui suit, plus à l'intérieur. On peut reconnaître aussi d'après la figure 5 que cet étagement plus important dans la région de l'arête permet d'avoir une utilisation du bois encore meilleure, c'est-à-dire qu'avec la section de bois utilisée on s'ap- proche encore plus près de la section globalement circu- laire du tronc d'arbre. Ce type de découpage ou débitage du tronc d'ar- bre selon la figure 5 convient en particulier pour des troncs d'arbres épais dont le diamètre est supérieur à cm, allant jusqu'à 40 cm environ. Pour enlever les angles ou arêtes, les têtes de fraisage 11, 16 peuvent être sous la forme de fraises à étages ou bien l'on peut utiliser deux fraises montées à la suite ou dépla- cées entre elles. A chaque fois, on détache la planche latérale extérieure avec les scies circulaires 12, 13 ou 18, 19, tandis que, pour détacher la planche latérale interne, des scies à ruban se sont avérées être particu- lièrement appropriées en raison de leur plus grande hau- teur de coupe. REVENDICATIONS 1. Procédé pour débiter des troncs d'arbres par usi- nage en produits en bois usinés sur toutes les faces, tels que des planches et du bois équarri, dans lequel les troncs d'arbres sont aplanis sur les quatre faces et les arêtes sont éliminées par fraisage à angle droit, o l'on détache des planches sur deux faces opposées au moins, par découpes à la scie, caractérisé en ce qu'il comporte successivement des étapes selon lesquelles, a) on aplanit deux faces opposées. (e, lb) du tronc d'ar- bre (1), b) on fait tourner le tronc d'arbre (1) de 900 autour de son axe longitudinal, c) on aplanit les deux faces opposées (Ic, ld) du tronc d'arbre (1), d) on enlève partiellement par fraisage les quatre arêtes (le, 1f, lg, lh), e) on détache chque fois entre une élimination par frai- sage d'arêtes supérieures et inférieures une planche latérale (Li, lk) par au moins une coupe perpendicu- laire à. la scie, f) on fait tourner le tronc d'arbre (1) de 9Q0 autour de son axe longitudinal, g) on enlève complètement par fraisage les quatre arêtes subsistantes (le, lf, lg, lh), h) on détache à chaque fois, entre une élimination d'arê- tes supérieures inférieures par fraisage, une planche latérale (11, lm) par au moins une coupe perpendicu- laire à la scie. 2. Procédé selon la 'revendication 1, caractérisé en ce qu'entre les étapes c) et d) du procédé ou entre ces éta- pes du procédé et entre les étapes f) et g) du procédé, on mesure à chaque fois les faces latérales opposées (lc, ld ou la, lb) et qu'en fonction de ces résultats de mesure, on effectue un réglage en hauteur des outils de fraisage (11 ou 16) pour éliminer les arêtes par fraisage (étapes d ou g du procédé). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre des étapes b) et f) du procédé selon la revendication 1, avec un dispositif de transport du tronc et un dispositif de retournement si- tué dans un châssis de machine, caractérisé en ce que le dispositif de retournement (4, 14) comprend au moins deux bras de préhension (21, 22) venant presser contre deux fa- ces opposées du tronc (1) et que les bras de préhension sont montés de manière pivotante sur un cadre tournant (27) monté dans un châssis de machine (25) monté de manière ro- tative autour de l'axe longitudinal du tronc d'arbre. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bras de préhension (21, 22) sont munis de cy- lindres (23, 24) commandables. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux bras de préhension (21, 22) sont arti- culés par au moins une unité de cylindre à piston (28) ac- tionné par pression. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cadre tournant est une couronne tournante (27) disposée dans un châssis de machine (27) dans au moins trois rouleaux de guidage (26).