Brevet FR2499452A1 — publié le 19820813

- 1 - L'invention concerne une méthode et des moyens pour réa- liser, à partir d'un dessin coté, des éléments en bois assem- blés dans un même plan, particulièrement destinés aux char- pentes et bâtiments industrialisés, cette application n'étant pas limitative. La technique la plus courante, utilisée jusqu'à présent, consiste à dessiner sur une surface ou table de traçage, en grandeur nature, la structure à assembler par tous moyens con- nus d'assemblage. Selon ce tracé, on réalise un modèle ser- vant de gabarit pour la fabrication répétitive de cette struc- ture. Une amélioration de cette technique consiste à définir par calcul la longueur et les angles de chaque élément à as- sembler, ainsi que les coordonnées des points de jonction. Lorsque l'on utilise pour l'assemblage des connecteurs métalliques, les moyens connus pour enfoncer ceux-ci dans le bois sont soit des presses à plateaux, soit des presses à rouleaux. D'autre part, on utilise pour faciliter la manutention des éléments une fois assemblés, des releveurs mécaniques ou hydrauliques. L'invention a pour but de supprimer les inconvénients des systèmes connus, de proposer un procédé de fabrication rationnel, précis, rapide et facile à mettre en oeuvre. L'idée essentielle de l'invention consiste à utiliser une table mobile en acier, circulant sur un train de rouleaux motorisés, à quadriller la surface de cette table, à repérer et numéroter les points d'intersection des lignes de qua- drillage disposées à égale distance parallèlement et perpen- diculairement l'une de l'autre, sur toute la largeur et tou- te la longueur de celle-ci. Ce réseau quadrillé et référencé à l'échelle naturelle, est reproduit à une échelle moindre sur un plan transparent juxtaposable sur le plan d'ensemble définissant la structure à réaliser. Cette méthode part de l'idée que seul le tracé des zones de jonction, communément appelées "noeuds", est utile pour l'assemblage d'une structure. A l'aide du plan quadrillé et transparent, on choisira une zone carrée ou rectangulaire déterminée par 4 points réfé- -2- rencés, dans laquelle se trouve un "noeud" que lon souhai- te reproduire sur la table de traçage. On déterminera de préférence par calcul la mesure de l'abcisse et de l'ordonnée du point de (enetiol du noeud par rapport aux 4 points de rf4renc.. En partant du point de jonctior, on réalise un dessin, rentrant de préférence dans un cadre a frmat A4. en choi- sissant pour ce faire une échelle de r-duction, par exemple 1 sur 3, en se rapprochant le plus possible de l'échelle na- O10 turelle, pour que la précision du dessin soit aussi grande que possible. Ce dessin établi, et indiquant avec précision les qua- tre points référencés, correspondant à ceux de la table de traçage, sera reproduit, à ltaide d'une photocopieuse par exemple, sur un support transparent. L'image agrandie du dessin sera ensuite projetée à l'échelle naturelle à l'aide d'un projecteur, par exemple un rétro-projecteur utilisant une lentille de Fresnel, avec une précision optimum de l'image. La projection de l'image, pour éviter les distorsions, sera perpendiculaire à la surface de la table, et on agira sur la distance focale du projecteur pour obtenir l'échelle d'agrandissement souhaitée. Ce projecteur mobile au-dessus de la table sera dépla- cé sur un plan parallèle au plan de cette table, et l'opéra- teur fera coYncider les 4 coins référencés du dessin proJeté avec les quatre points portant la même référence de la table. Aussi bien la distorsion que l'agrandissement peuvent être corrigés et on obtiendra une grande exactitude de l'ima- 33 ge projetée à l'échelle grandeur nature, lorsque les 4 réfé- rences du dessin se juxtaposeront sur les 4 références cor- respondantes de la table. La table sera de préférence munie de trous taraudés à chaque point de jonction, référencé, ces trous servant à la fixation de pièces de positionnement des éléments à assembler. Après mise en place des éléments et des connecteurs à enfoncer,.la table mobile est introduite entre deux trains de rouleaux sans fin, l'un inférieur, l'autre supérieur, le supérieur étant entouré d'un tapis métallique sans fin. - 3 - Ce tapis métallique circule par l'intermédiaire du train de rouleaux sur une surface inclinée de l'avant vers l'arrière, par lequel on obtient une compression régulière entre deux surfaces. A la sortie de la presse, la structure est dégagée au- tomatiquement au fur et à mesure de l'avancement de la table à l'aide d'un volet incorporé dans celle-ci, et conduite sur un train de rouleaux. Ce train de rouleaux comporte des bras de levage qui, articulés sur un chariot latéral, transportent les structu- res et les empilent en position verticale ou inclinée les unes à côté des autres, le déplacement de ce chariot étant commandé par deux chaînes sans fin actionnées par un moto- réducteur-frein indépendant de ce chariot. L'invention pourra être bien comprise à l'aide du cor- plément de description qui suit, ainsi que des dessins an- nexés, décrivant et illustrant l'un des modes préférentiel de réalisation de l'invention et ne comportant bien entendu aucun caractère limitatif. La figure 1 de ces dessins est une coupe schématique en perspective d'une machine selon l'un des modes préféren- tiel de mise en oeuvre du procédé. La figure 2 est une vue perspective schématique d'un dispositif de projection. La figure 3 est une vue schématique en perspective et en coupe éclatée d'un dispositif d'empilage. Sur la figure 1, on a montré une vue en coupe schéma- tique d'une machine à enfoncer les connecteurs. La table d'assemblage en acier (1) circule sur un train de rouleaux (2), actionné par un ensemble de pignons, chat- nes, motoréducteurs (3). Les éléments à assembler avec les connecteurs sont maintenus par des pièces de positionnement fixés sur la table (1) à l'aide de trous taraudés (4) dont est munie la table sur toute sa surface et à intervalles ré- guliers, par exemple 10 cm. Un bâti rigide (5) comporte plu- sieurs trains de rouleaux reliés par des maillons (6). Ces trains de rouleaux (6) sont actionnés par des pignons (7) et (8) et circulent sur une table rigide en acier (9). Des trains de rouleaux (10) identiques aux trains (6) sont ac- train de tionnés par un/pignons(11), ces trains circulant sur une _ 4 table rigide (12) solidaire d'un sommier (13) règlable en hauteur et orientable grâce aux colonnes de règlage (14). La table (12), inclinable, est prolongée par des surfaces incurvées (15) servant de chemins de roulement aux trains (10). Un tapis métallique (16), formé d'éléments en acier parallépipédiques et articulés, reliés entre eux par des broches cylindriques, recouvre le train de rouleaux (10). Un trnin do rouilonix (17) nnnlo,Iln na trn,i, sl" rt'.,,oni, (2) est actionné par un dispositif identique au disposi- tif (3) décrit. Le fonctionnement de la machine est le suivant: Les éléments à assembler étant placés dans les pièces de positionnement, l'opérateur met en mouvement simultanément les trains de rouleaux (2) (17) (6) (10). La table (1) s'en- gage sous le tapis (16) quVcomprime progressivement les con- necteurs lors de leur passage. Les fortes pressions sont transmises par les trains de rouleaux (6) (17) aux tables (9) (12), absorbées par le bâti (18). L'inclinaison de la table (12) déterminera l'amplituNde de la compression. Elle sera en général de l'ordre de 3 cm sur une longueur de pression de 150 cm. Sur la figure 2, on a montré un dispositif utilisant un rétro-projecteur (19) se déplaçant selon un plan horizon- tal au-dessus de la table d'assemblage (1). Le portique (20) se déplace sur un rail (21) disposé de chaque côté de la ta- ble (1) et comporte un chariot (22) pour le déplacement dans le sens de la largeur de la table. Ce chariot (22) comporte un chariot (23) support du rétro-projecteur (19), assurant le déplacement en dernière approche de celui-ci. L'ensemble est réalisé en profilés légers et les ga- lets sont montés sur roulements à billes, afin d'obtenir un positionnement manuel et sans effort du projecteur. Les rails (21) sont prolongés au-delà de la table, afin de déplacer le portique (20) en dehors de la zone de travail, lorsque le travail de positionnement des noeuds est effectué. L'opérateur se sert des repères (4) matérialisés sur la table, et les fait correspondre avec les repères du dessin (24) fixé sur la plage de travail du. projecteur (19). -5- Pour faire coincider les 4 repères de la table avec ceux du dessin projeté, l'opérateur agit sur la tige de dé- placement (25) du projecteur, et éventuellement sur la manet- te de règlage (26) de la distance focale du projecteur, celle ci déterminant l'échelle de l'image. En agissant sur l'angle de renvoi du miroir (27), on peut corriger une éventuelle dis torsion de l'image, qu'il est aisé de déceler lorsque les points de repère ne se juxtaposent pas tous très exactement. Le règlage effectué, et l'exactitude du positionnement vérifié, l'opérateur fait coulisser un poids (28), situé à la base de la tige de déplacement (25), poids qui, en venant s'appuyer sur la table (1), immobilise le projecteur (19), et par voie de conséquence le dessin projeté. Celui-ci servira de guide à l'opérateur pour la mise en pla- ce des moyens de positionnement, tous les détails nécessai- res pouvant Itre reproduits sur celui-ci avec une grande pré- cision. Une grande visibilité sera atteinte en peignant la ta- ble (1) de couleur blanche ou claire, formant écran. GrAce à la maniabilité du dispositif, l'opérateur peut passer rapidement d'un noeud de la structure à l'autre. La figure 3 est une vue perspective schématique écla- tée représentant le dispositif d'empilage automatique des structures assemblées. La table (1), à la sortie de la machine à enfoncer (18), est entrainée par le train de rouleaux (17). Immédiatement au-dessus de ce train de rouleaux et dans un plan parallèle à celui-ci, se trouve un autre train de rouleaux qui vient reprendre la structure disposée sur la table (1), celle-ci se séparant de la table par l'action d'un volet (29) articulé perpendiculairement à la table (1). Ce volet (29) est comman- dé par un galet (30) qui se soulève au moment de l'avancement de la table (l) par l'action d'un plan incliné (31). Une bu- tée, munie d'un fin de course, située à l'extrémité du train de rouleaux (17),actionne des bras (45) disposés tout le long d'une poutre (33) articulée sur deux paliers (34) et dont la rotation est commandée par un motoréducteur (35). Lorsque les bras (45) ont 'une position d'environ 700 par rap- port à l'horizontale, le chariot (36) circulant sur deux ga- lots bandages (37) avance perpendiculairement au sens de 249945-- -6- marche de la table (1). L-avancement est obtenu par un mo- toréducteur (38) lui-m&me commandé par un fin de course si- tué sur l'axe du bras (33)9 Le 1moor4dlcteur (3n actionne un arbre (39) sur lequel zon clavet6s deux pil.ncn3 entrai- nant deux chatnes sans fin d) Ce dx caes.an3 fúin (40) se trouvent de part et dautre des deux bras {32) et sont rendues solidaires du chariot (3) par deux pièces de fixation (41). L'extrémité de chaque bras (32) est elle-même guidée par un galet (42) circulant à l.tintérieur d'un profi- lé (43) solidaire du brti du train de rouleaux (17). Un pal- peur (44), en venant en contact avec les 3tructures déjà em- pilées, assure le retour du chariot (36) et le retour en po- sitien normale des bras (43). A titre d'exemple, et pour donner une indication de per- formanco que l'on peut obtenir, la table ayant une vitesse d'avancement de 1 m/sec., une opération d'enfoncement d'une structure sera réalisée en moins de 40 secondes. Bien entendu, cette description n'a aucun caractère res- trictif, ehaque caractéristique pouvant étre combinée avec des moyens connus d'assemblage, d'enfoncement et de manipula- tion des structures, sans pour celà sortir du champ d'appli- cation de l'invention et de son domaine de protection. Finalement, et quels que soient les modes de réalisation adoptés, l'invention présente un certain nombre d'avantages parmi lesquels on peut citer ceux resumés par les points sui- vants: - le traçage d'une structure s'effectue rapidement, avec fa- cilité et sans risques d'erreur, - le positionnement des éléments de la structure à assembler ne nécessite plus des pièces lourdes et volumineuses à dé- placer à chaque changement de modèle, grâce à lemploi d'un dessin projeté et de tables d'assemblage en acier munies de trous taraudées, l'enfoncement de connecteurs métalliques s'effectue d'une manière très rapide, selon un processus continu et entre deux surfaces droites, ce qui assure un enfoncement optimum à l'aide.de connectours-les plus usuellement usitéset les moins coûteux, - 7- - l'empilage automatique des structures est aisé gr&ce au dispositif proposé, et les empilages sont évacués facile- ment à l'aide de moyens de manutention classiques, tels que chariots élévateurs, - par l'adjonction de une ou plusieurs tables et de trains de rouleaux en amont et en aval de la machine, on obtient un rendement très élevé de l'ensemble, mime si les séries répétitives des structures à assembler sont courtes et variées, - par l'archivisation et le classement des dessins trans- parents des structures, la mise en oeuvre d'une commande est très rapide et d'une précision invariable. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage de structures en bois, carac- térisé en ce qu'il consiste à: Projeter une image sur une table d'assemblage mobile, positionner cette image par rap- port à un réseau de repères référencés sur cette table, uti- iser cette image pour positionner les pièces de maintien des éléments à assembler, exercer sur la table en déplacement une compression progressive entre deux surfaces, évacuer et empiler automatiquement les structures assemblées. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit dans la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il com- porte une table d'assemblage mobile, un projecteur se dépla- çant le long de cette table et perpendiculairement à celle- ci, une presse à compression progressive constituée de deux trains de rouleaux sans fin motorisés et d'un tapis métalli- que sans fin, une machine à empiler comportant un chariot latéral et des bras de levage. 3. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que le projecteur se déplace sur un portique le long de la table d'assemblage et qu'il est supporté par un chariot rè- glable en hauteur par rapport à la table, en déplacement sur ce portique, la distance focale de la projection étant règlable ainsi que l'angle de projection, par déplacement de la distance et modification de l'angle du miroir d'un rétro-projecteur. 4. Dispositif selon revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la table d'assemblage comporte sur sa surface un réseau quadrillé et référencé, quatre points de ce réseau formant une surface carrée ou rectangulaire étant juxtapo- sables aux quatre points d'une image projetée. 5. Dispositif selon revendication 4, caractérisé en ce que la table d'assemblage est en acier, supportée par des trains de rouleaux motorisés et munie sur toute sa surface de trous taraudés disposés de préférence aux intersections du réseau quadrillé et référencé. 6. Dispositif selon revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la table d'assemblage se déplace entre deux trains de rouleaux motorisés sans fin et un tapis métallique sans fin. -9- 7. Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que le tapis métallique sans fin est règlable par rap- port à la table mobile de même que son inclinaison d'avant en arrière, par l'intermédiaire de colonnes filetées. 8. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que deux ou plusieurs tables sont disposées l'une derrière l'autre, sont soit indépendantes, soit interconnectables. 9. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que la machine à empiler comporte un chariot d'évacua- tion circulant sur deux roues non guidées et sur la sur- face de travail de l'aire d'assemblage. 10. Dispositif selon revendication 9, caractérisé en ce que l'avance et le retour du chariot est assuré par deux chatnes sans fin disposées de part et d'autre du cha- riot, solidaires dans leur mouvement, disposées en travers des trains de rouleaux supportant les structures à empiler, le lien avec le chariot étant assuré par deux bras dont les extrémités circulent dans des rails dans lesquels sont disposées les deux chaines sans fin.