Brevet FR2507527A1 — publié le 19821217

La présente invention concerne une installation de découpe sélective de pièces allongées telles que planches. Dans de multiples domaines,il est nécessaire de connattre l'étant d'une surface. Or pour effectuer une telle analyse à l'aide itune machine, il faut trouver des paramètres liés à l'étant de la surface et d'en deduire des signaux utilisables. Or souvent l'appréciation de l'état d'une surface relève de critères subjectifs. De façon plus particulière, dans l'industrie du bois, par exemple dans la fabrication de lames de parquets ou autres, lorsque l'état de surface, la présence de noeuds ou de défauts constituent un élément déterminant pour le classement qualitatif du produit. -Dans certains cas, il est exclu d'accepter- des produits présentant par exemple des noeuds ou des taches. Or, comme les lames sont en général des morceaux d'une longueur relativement faible, de 60 à 80 cm, coupes dans des pièces de plus grande longueur (2 m à 3 m), il serait possible de ne pas attribuer une catégorie de qualité à l'ensemble de la pièce de bois lorsqu'une partie seulement de la pièce est défectueuse. La présente invention a pour but de créer une installation de découpe sélective de pièces allongées telles que des planches, permettant de découper automatiquement de telles pièces et classer les morceaux découpés en fonction des critères de découpe, par exemple de qualité, de longueur, etc. A cet effet, l'invention concerne une installation de découpe de pièces allongées telles que des planches, cette installation se caractérisant en ce qu'elle comporte - un moyen d'alimentation en pièces, - un moyen de détection recevant les pièces pour les analyser, - un moyen de transfert, a l'entrée du moyen de découpage, - un moyen de mise à la longueur, - un moyen de découpage, - un moyen de transfert à la sortie du moyen de découpage, - un moyen de classement et de stockage des pièces découpées, - un moyen de traitement de commande recevant les signaux du dispositif d'analyse de surface et les informations externes pour les combiner et déterminer en fonction de chaque pièce, le nombre et la longueur des parties qui peuvent y être découées en tenant compte de l'état de la surface et pour commander la synchronisation du fonctionnement des divers moyens de l'installation. Dans cette installation, il est particulièrement avantageux que le moyen de mise à la longueur se compose d'un chariot, mobile dansvla direction de défilement, portant des taquets mobiles entre une position de repos et une position de travail, position dans laquelle les taquets viennent dans le chemin des pièces introduites par le moyen de transfert, vers le moyen de transfert de sortie, et elle comporte des vérins montés en série à commande indépendante, dont les courses s'additionnent et qui règlent le déplacement et la position du -chariot-portant les taquets. En effet, ce moyen de construction légère est particulièrement efficace pour un fonctionnement à cadence élevée, En effet, au lieu de necessiter un déplacement important, le mouvement se limite à une fraction de l'ensemble du mouvement puisqu'il suffit de commander la mise en place du taquet le plus proche de la longueur voulue-(en laissant une longueur légèrement supérieure à celle-ci), puis en faisant l'appoint par la commande des vérins. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'ensemble d'une installation de découpe sélective selon l'invention - la figure 2 est un schéma de détail de la figure 1. Selon la figure 1, le dispositif de détection 12 analyse la pièce P1 pendant son défilement dans la direction Xl. Le dispositif de détection 12 détecte le bord frontal de la pièce P1 ainsi qu'éventuellement, de façon indirecte, le bord latéral c'est-à-dire l'un des bords parallèles au sens de défilement X1. La figure 1 représente schématiquement une installation de découpage de bois équipée d'un dispositif de détection pour analyser les pièces de bois à découper suivant un programme de pièces de longueurs données, tout en tenant compte des défauts d'aspect ou d'état de surface des pièces de bois. Dans l'industrie du bois, notamment du meuble ou de fabrication de parquet, il est nécessaire de couper des pièces de bois telles que des planches à des longueurs données et suivant des quantités fixées. Or le matériau de départ, les planches qui ont toutes une certaine longueur, permettent de donner plusieurs pièces, en tenant compte des défauts. Les parties entachées de défauts doivent être coupées, un programme de sélection ou d'optimisation permet de découper les planches (ou autres) en réduisant les déchets au minimum. Selon la figure 1, l'installation se compose d'un dispositif d'alimentation 11 fournissant les pièces de bois de grande longueur (2 à 3 mètres) qui doivent être découpées suivant des pièces de bois de dimensions plus petites (de tordre de 50 à 80 cm), pour donner diverses quantités de pièces correspondant à ces diverses longueurs. L'alimentation il fournit les pièces de bois au dispositif de détection 12. A la sortie du dispositif de détection 12, les pièces passent sur un dispositif de présentation 14 à ltentrée du dispositif de découpe 15. A la sortie du dispositif de découpe 15,-les pièces arrivent dans un dispositif de classement 16. L'ensemble du cheminement des pièces et des diverses opérations est commande par un dispositif de traitement et de commande, tenant compte d'un programme déterminé ainsi que d'instructions extérieures. Comme indiqué ci-dessus, puisque les directions de défilement ont une grande importance, il est nécessaire de repérer ces directions suivant les axes x et y. Le dispositif d'alimentation 11 est constitué par une trémie ou dispositif équivalent, qui distribue une à une ou suivant des groupements donnés, des pièces T au convoyeur sans fin 111. Le convoyeur sans fin 111 transporte les pièces P dans le sens de la flèche X1, pour présenter les pièces dans le dispositif de détection 12. Le dispositif de détection 12 repère la position des taches par rapport à ses deux axes de coordonnées de la pièce. Ces informations, fournies sous la forme a d'une série d'impulsions par les circuits 1 à 7 du détecteur 12, renseignent le circuit de calcul 8 pour être exploitées comme cela sera décrit ultérieurement. A la sortie du dispositif de détection, la pièce passe dans le dispositif de présentation 14. Le dispositif de présentation 14 est constitué par un tapis sans fin 141 dont le sens de déplacement Y1 est non aligné sur le sens X1 précédent. En général, la direction de défilement Y1 est perpendiculaire à la direction X1. Le tapis sans fin 141 reçoit les diverses pièces successivement, si bien que ces pièces se trouvent disposées parallèlement les unes aux autres sur le tapis 141. Ce dispositif de présentation parallèle 14 constitue un moyen de stockage ou un tampon intermédiaire, permettant d'absorber d'éventuels à coups de fonctionnement au niveau des dispositifs 10, 11, 12, en amont du dispositif de découpe 15 ou encore pour tenir compte du temps de fonctionnement variable du dispositif de découpe 14 suivant le nombre dè coupes à effectuer sur chaque pièce. Le dispositif de découpe 15 se compose d'un convoyeur d'entrée 151 constitué par un tapis sans fin. Le convoyeur d'entrée 151 défile dans le sens de la flèche X2, parallèle à la flèche X1, c'est-à-dire faisant un certain angle (perpendiculaire) à la direction Y1. Le convoyeur 141 du dispositif 14 distribue une à une les pièces au convoyeur 151 qui les déplace pour les transférer sur le convoyeur de sortie 152. Le convoyeur 152 est constitué par une bande sans fin défilant dans le sens de la flèche Y2, parallèle au sens Y1, c'est-à-dire perpendiculaire au sens X2. Pour faciliter la compréhension du fonctionnement de l'installation représentée à la figure 1, aux divers postes les pièces portent successivement les références P1, 02, P1-P33, P41-P43. Le convoyeur 151 pousse chaque pièce P2 jusqu'à ce qu'elle vienne contre l'un des taquets T1 ... T5 du dispositif de réglage 154 de la longueur de coupe LC. Le dispositif de découpe 15 comporte également un organe de découpe tel qu'une scie 153, mobile dans le sens de la double flèche Y3 dans l'intervalle entre la sortie du convoyeur 151 et l'entrée correspondante du convoyeur 152. Normalement, l'organe de découpe 153 est en position escamotée, permettant le passage de la pièce P2. Une fois que la pièce P2 est venue en butée contre le taquet TI correspondant à la longueur choisie, l'organe de découpe 153 avance et découpe la pièce P33 à la longueur LC. Puis, l'organe de découpe 153 revient en position escamotée. Comme le convoyeur 151 tourne en permanence, il pousse la suite de la piècè de bois P2, contre le taquet correspondant. Une fois la pièce P2 ainsi positionnée, l'organe de découpe 153 effectue une nouvelle découpe, etc. Les pièces P31, P32, P33 ainsi découpées sont transportées par le convoyeur 152 vers le dispositif de classement de sortie 16. Le dispositif de classement de sortie 16 se compose d'un convoyeur 161, constitué par exemple par une bande sans fin défilant dans le sens de la flèche X3, vers un autre convoyeur répartiteur 162 muni d'aiguillages 163, 164, 165. Le convoyeur 162 défile dans le sens de la flèche Y4 et les aiguillages 163, 164, 165, commandés, viennent soit dans une position parallèle à cette direction de déplacement, (aiguillages 164, 165) soit dans une position inclinée (aiguillage 163) pour retenir et guider la pièce de bois coupée, vers l'un des réceptacles 166, 167, 168. Les diverses opérations de repérage de chaque pièce, son analyse, la commande des taquets en fonction des -longueurs de coupe LC nécessaires et du nombre de pièces nécessaires pour chaque longueur de coupe en tenant compte de la position des défauts sur chaque pièce, puis le repérage des pièces ainsi découpées en vue de leur classement dans les bacs 166, 167, etc. sont des opérations commandées par le dispositif de traitement 13. Le dispositif de traitement 13 se compose d'une unité de calcul 8 reliée a' un périphérique 131 tel qu'une imprimante avec un affichage cathodique pour l'introduction des commandes de coupe c'est-à-dire du nombre de pièces découpées suivant chaque longueur. L'unité de calcul 8 est également reliée à une commande de coupe 132 qui commande le dispositif de coupe 15, c'est-à-dire la mise en place des taquets T1 et le mouvement de la scie 153. L'unité de calcul 8 agit également sur une commande de classement 133 qui commande le mouvement des aiguillages 163 ... en fonction de l'arrivée des pièces P41, P42, etc. L'unité 8 travaille suivant un programme prédéterminé et en fonction des commandes de quantités et de lon gueurs introduites par le clavier de l'imprimante 131. I1 est clair que, le programme comporte des moyens de sélection de défauts pour ne retenir que les défauts sérieux, correspondant à la mise en oeuvre d'un certain nombre d'éléments C, du capteur. Le circuit de calcul ordonne et enregistre chaque pièce et ses défauts lors de la détection dans le détecteur 2, puis calcule les coupes (longueurs) possibles en fonction de la demande et de l'état de la pièce en procédant par optimisation selon les critères du programme. Les calculs donnent des informations servant à positionner les taquets Ti et le chariot P du moyen 154 lorsque la pièce correspondante se présentera au niveau du moyen de coupe 153. Enfin ces informations servent à commander le dispositif de sortie 16 en vue du classement des pièces coupées. I1 est important que, une fois passées au niveau du dispositif de détection 12, les pièces ou les parties de pièces'(après découpe) restent dans un ordre déterminé qui ne puisse être accidentellement modifié ou embrouillé car le classement des pièces serait faux. Pour éviter de telles erreurs, certains des moyens de transfert comportent des logements recevant chacune pièce pour éviter que leur ordre ne soit désorganisé. De plus le mouvement des divers moyens de transfert est synchronisé ou commandé suivant un mouvement pas à pas. Lorsque cela n'est pas possible, le repérage se fait par le comptage des pièces à l'aide de barrières ou autres. Le dispositif de réglage 154 de la longueur de coupe LC est constitué par un ensemble de taquets Ti (T1 T5) portés par des organes de commande B1, -B5, tels que des vérins solidaires d'un chariot mobile P en forme de poutre. Ce chariot P est porté par des galets G roulant sur un rail R. Les taquets T. sont des organes mobiles soit en translation, soit en pivotement entre une position de retrait et une position de butée, un seul taquet à la fois pouvant être mis en position de butée. La translation du chariot P c'est-à-dire son mouvement dans le sens de la double-flèche X4 est commandée par des vérins V1, V2, V3 ... montés en série. Ces vérins dont l'un (V1) prend appui sur une partie fixe de l'installation, et l'autre (V3) sur le chariot P sont composés par des cylindres C1, C2, C3 ... et des pistons P1, P2, P3 ... . Le piston de chaque. vérin Pi est solidaire en translation du cylindre Ci+l directement adjacent. La course de chacun des vérins est égale respectivement à L1, L2, L3. Les taquets T1, T2 etc. sont distants les uns des autres de la distance M. Les taquets pourraient être répartis suivant des intervalles au choix, suivant une analyse de statistique. Toutefois, dans le cas le plus simple examiné ici, cette répartition est faite suivant un intervalle régulier M. Le chariot P ou plus exactement la succession de taquets T1 ... dans la direction X4 occupe une longueur correspondant à la plus grande longueur de fonctionnement de la- machine. C'est ainsi que suivant la nature des produits à découper, par exemple s'il-s1agit de-planches de bois, la longueur-totale occupée par les taquets peut être de l'ordre de 2 â 3 mètres. Les vérins V1, V2 ... étant montés en série, le mouvement des différents"vérins, c'est-à-dire leur course L1, L2, L3, s'ajoute pour ceux des vérins qui sont actionnés. Ces vérins ont en effet une commande distincte et suivant que l'on veut déplacer le chariot P et par suite les taquets Ti portés par ce chariot d'une distance L1 ou L2, on actionne le vérin VI ou V2 ou encore les vérins L1 + L2, etc. Le choix des courses Ll, L2, L3 est tel que la somme de toutes les courses correspond à la longueur de lSinter- valle M. Ainsi, en- commandant de. façon combinée l'un des taquets T. et-les vérins dont la longueur correspond à la longueur nécessaires dans l'intervalle entre deux taquets, on peut obtenir n'importe quelle longueur de coupe LC dans les limites de fonctionnement de la machine. Ce double réglage de la longueur de coupe LC est particulièrement avantageux car il évite un déplacement long d'une butée unique (cette butée aurait à se déplacer sur une longueur maximale qui, dans l'exemple choisi, serait de l'ordre de 2 à 3 mètres), Etant donné les masses en mouvement, il serait très difficile, voire impossible, de réaliser un positionnement précis et, surtout, un fonctionnement rapide, sans détériorer l'installation ou sans être obligé de surdimensionner de façon inconsidérée les pièces et le moyen de déplacement. Après avoir déterminé les coupes à effectuer sur une pièce, le circuit de calcul 8 détermine pour chaque coupe, c'est-à-dire chaque longueur LC, lequel des taquets T. est à commander ainsi que la translation éventuelle du chariot par certains des vérins V1 ... La figure 2 montre schématiquement la commande de l'avance pas à pas des transporteurs 141, 152. Pour les besoins de l'exposé, la description portera sur le transporteur 152. Le transporteur 152" se compose d'une bande sans fin passant sur des galets ou rouleaux 202 et munis de longerons 203 parallèles à l'axe des cylindres 202. On définit ainsi un intervalle ou un logement entre deux longerons 203, pour séparer les pièces, éviter que celles-ci ne se rapprochent et ne se désorganisent lors du passage sur le convoyeur 161. Une telle désorganisation serait gênant car le classement chronologique des pièces tétant plus respecté, la position -des aiguillages 163 ... serait fausse. Le cylindre d'entratnement 202, est commandé pas à pas par l'intermédiaire d'un dispositif à échappement formé par un vérin à double effet 204 qui commande un équipage 205 muni de deux taquets 206, 207 et mobile dans la direction de la double flèche Z. Ces taquets codpèrent alternativement avec une butée 208, solidaire d'un disque 210 lui-meme solidaire de l'axe du cylindre 202. Le disque 210 est entraSné en permanence par un moteur non représenté, par l'intermédiaire d'une transmission à glissement. Suivant la commande du vérin à double effet 204, c'est-à-dire le relevage ou l'abaissement de l'équipage 205 et par suite des taquets 206, 207, la butée 208 qui est en appui (suivant le sens de rotation ou d'entraînement du disque 210) peut s'échapper du premier taquet 206 et effectue un demi-tour pour venir en appui contre le second taquet 207 et ainsi de suite. REVENDICATIONS 1) Installation de découpe sélective des pièces allongées, tels que des planches, comportant un dispositif d'analyse de l'état de la surface des planches, installation caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen d'alimentation en pièces (10, 11), - un moyen de détection (12) recevant les pièces (P) pour les analyser, - un moyen de transfert (14, 15) à l'entrée du moyen de décou page (153), - un moyen de mise à la longueur (LC, 154), - un moyen de découpage (153), - un moyen de transfert (152) à la sortie du moyen de découpage, - un moyen de classement (16) et de stockage des pièces découpées, ~ un moyen de traitement de commande (13) recevant les signaux du dispositif d'analyse de surface et les informations exter nes pour les 'combiner et déterminer en fonction de chaque pièce, le nombre et la longueur des parties qui peuvent y être découpées en tenant compte de l'état de la surface et pour commander la synchronisation du fonctionnement des divers moyens de l'installation. 2) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation et de transfert des pièces allongées sont disposés les uns à la suite des autres et leur sens de défilement est tel que les pièces restent parallèles à une meme direction pendant leur déplacement dans l'installation. 3) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de mise à la longueur se compose d'un chariot, mobile (P) dans la direction de défilement (X4), portant des taquets (T.) mobiles (Bi) entre une position de repos et une position de travail, position dans laquelle les taquets viennent dans le chemin des pièces introduites par le moyen de transfert (151), vers le moyen de transfert de sortie (152). 4) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des vérins (V1 ...) montés en série à commande indépendante, dont les courses s'additionnent et qui réglent le déplacement et la position du chariot (P) portant les taquets (T1 ...). 5) Installation selon la revendication 1, caracté risée en ce que le moyen de transfert (152) à la sortie du moyen de découpage est constitué par une bande transporteuse (201) a' commande pas à pas. 6) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la commande pas à pas est constituée par une transmission à échappement (204, 206, 207, 208, 210). 7,) Installation s-elon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de classement et de stockage (16) est constitué par une bande transporteuse (162) munie de barrières (163-165) commandées et des réceptacles (166-168).