Brevet FR2584013A1 — publié le 19870102

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA MESURE ET LE POSITIONNEMENT D'UNE PIECE DE BOIS DANS UNE DELIGNEUSE. La présente invention concerne les machines à bois pour débiter une pièce de bois, et par exemple les déligneuses. On cherche généralement à produire des pièces de bois de formes parallélépipèdiques, dont les faces opposées sont parallèles et planes. Malheureusement, lors du séchage, le bois tend à se déformer. Il est alors nécessaire d'usiner la pièce de bois pour faire disparaitre les défauts de planéité et de parallélisme. toutefois, l'augmentation du prix des matières premières conduit à chercher à optimiser la découpe du bois pour éviter les chutes. La découpe d'une pièce de bois nécessite pour cela plusieurs phases : dans une première phase, ou phase d'analyse, on mesure la pièce de bois à débiter et on en déduit les cotes de débit compte tenu des défauts de planéité et de parallélisme. Dans une seconde phase, il faut positionner la pièce de bois et les outils de coupe tels que les toupies de délignage les uns par rapport aux autres pour assurer l'usinage selon les cotes ainsi déterminées. Les opérations de mesure, de positionnement et de réglage peuvent bien entendu être réalisées manuellement. Un objet de la présente invention est de rendre automatiques et cohérentes la phase de mesure préalable, la phase de positionnement de la pièce de bois, la phase de reglage des outils et la phase d'usinage dans une même machine à bois. Selon un autre objet de l'invention, l'automatisation de ces différentes phases améliore considérablement la sécurité, I'opérateur n'ayant plus à intervenir pendant l'usinage. Selon un autre objet de l'invention, le fonctionnement est particulièrement rapide, car la mesure est effectuée simultanément selon deux faces opposées de la pièce de bois avant l'usinage. On atteint ainsi une cadence très rapide, supérieure à 20 mètres par minute. Selon un autre objet de l'invention, on atteint une précision de mesure de l'ordre du dixième de millimètre, de sorte qu'après usinage la précision de délignage atteinte est de l'ordre du millimètre. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit un procédé comprenant une étape au cours de laquelle on mesure et on enregistre les positions successives transversales d'un premier galet de mesure, le galet étant mobile latéralement et maintenu en appui élastique contre un premier bord de la pièce de bois pendant un mouvement relatif de translation longitudinale de la pièce de bois par rapport au galet de mesure, la pièce de bois étant en appui selon son premier bord contre un guide longitudinal fixe. Selon le procédé, on mémorise au moins la position du galet de mesure la plus éloignée du guide fixe. Dans une étape ultérieure, on positionne la pièce de bois avec son premier bord en appui contre un guide latéral longitudinal réglable, le guide réglable étant décalé vers l'extérieur, par rapport au plan longitudinal de coupe d'un premier outil fixe d'usinage, selon une distance égale à la différence des positions extrêmes prises par le premier galet de mesure pendant la phase de mesure. Eventuellement, on positionne des seconds outils d'usinage pour placer leur plan de coupe longitudinal à des distances fonction des dimensions des pièces à obtenir. Selon l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend - une table support, solidaire d'un premier guide latéral et comportant une face horizontale plane sur laquelle peut coulisser la pièce de bois; - un ensemble de mesure comprenant au moins un premier galet de mesure, tourillonnant librement selon un axe de rotation vertical, le galet étant porté respectivement par un premier support mobile transversalement - des moyens pour assurer une translation longitudinale relative entre la pièce de bois et le galet de mesure et pour maintenir la pièce de bois en appui contre le guide longitudinal - des moyens pour solliciter élastiquement le premier galet de mesure contre le premier bord de la pièce de bois - des moyens pour mesurer et enregistrer les positions successives du galet de mesure. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend un guide latéral réglable, sollicité en translation transversale par des moyens de réglage commandés par les moyens de mesure de position du galet de mesure, le guide latéral réglable assurant le positionnement du premier bord de la pièce de bois relativement à une première toupie fixe de déligneuse. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un second galet de mesure portant contre le second bord de la pièce de bois. Une seconde toupie de déligneuse est réglable, sollicitée en translation transversale par des moyens de réglage en position commandés par les moyens de mesure de position des galets de mesure, pour positionner la toupie réglable relativement au second bord de la pièce de bois. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles - la figure 1 représente une vue schématique de dessus du dispositif de l'invention, avec une planche en position de délignage et une planche suivante en position de chargement - la figure 2 représente le dispositif de la figure 1 avec une planche en position de mesure ; et - la figure 3 représente le dispositif de la figure lavec une planche en position de réglage avant délignage. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le dispositif selon l'invention comprend une table support 1 comportant une face horizontale plane sur laquelle peut coulisser la pièce de bois Le dispositif comprend trois postes successifs, un poste de chargement 2, suivi d'un poste de positionnement 3, suivi enfin du poste d'usinage 4 tel qu'un poste de délignage. Les postes de chargement 2 et de positionnement 3 ont chacun une longueur supérieure à la longueur maximale des pièces de bois à usiner. Le poste de chargement 2 comprend un guide latéral longitudinal fixe 5, solidaire de la table 1, formant surface de référence pour recevoir le premier bord 6 d'une pièce de bois 7 en position de chargement. Une butée escamotable 8 définit la limite antérieure du poste de chargement 2, et le sépare du poste de positionnement 3. La pièce de bois 7 peut être ammenée en butée contre la butée escamotable 8. Dans sa portion proche de la butée escamotable 8, le poste de chargement 2 comprend en outre un galet presseur 9, à axe de rotation vertical, sollicité par un vérin 10, et destiné à être escamoté latéralement ou à venir porter contre le second bord 11 de la pièce de bois 7, tendant à presser la pièce de bois 7 contre le guide longitudinal fixe 5.Le poste de chargement 2 comprend en outre, au voisinage de la butée escamotable 8, un rouleau entratneur 12 à axe de rotation horizontal transversal, sollicité par un moteur non représenté sur les figures, le rouleau entraineur 12 étant disposé au dessus de la table 1 et étant mobile verticalement pour être éloigné et approché de la table. En position éloignée, le rouleau entraineur libère la pièce de bois 7. En position rapprochée, le rouleau entraîneur vient porter en appui élastique sur la face supérieure de la pièce de bois pour ltentratner en translation longitudinale Le rouleau entraîneur comprend des dents hélicoidsles orientées dans le sens tendant à plaquer la pièce de beis 7 contre le guide longitudinal 5. L'orientation des dents est représentée sur les figures. Dans le voisinage de la butée escamotable 8, le dispositif comprend en outre un premier galet de mesure 13 et un second galet de mesure 14. les galets de mesure 13 et 14 tourillonnent librement selon des axes de rotation verticaux, et sont portés respectivement par un premier support mobile 15 et un second support mobile 16 pouvant être déplaces transversalement par rapport au sens de défilement de la pièce de bois 7. Les axes des galets 13 et 14 de mesure sont disposés selon un plan transversal, c'est-à-dire perpendiculaire au sens longitudinal de défilement de la pièce de bois 7 ou perpendiculaire au guide longitudinal fixe 5. Les galets de mesure 13 et 14 sont sollicités en translation transversale respectivement par un premier vérin 17 et un second vérin 18.Ainsi, par actionnement des vérins, le premier galet 13 peut être appliqué élastiquement contre le premier bord 6 de la pièce de bois 7, et le second galet 14 peut etre appliqué élastiquement contre le second bord 11 de la pièce de bois 7. Des moyens de mesure 19 et 20 permettent de mesurer en permanence respectivement la position des premier galet 13 et second galet 14 de mesure. Ces moyens de mesure 19 et 20 peuvent être réalisés par tous moyens connus, et par exemple par une courroie crantée 21, dont un point est solidaire du support de galet 16, et entraînant en rotation des poulies de rappel dont l'une des poulies 22 entraine un codeur électronique 23 et 24. Les codeurs 23 et 24 sont connectés à un dispositif de mémorisation et de calcul 25. Les galets de mesure participent au maintien latéral de la pièce de bois, et sont pour cela actionnés par des vérins dont la force de pression est telle que la pression exercée par le premier galet 13 est inférieure à la pression exercée par le second galet 14. On peut par exemple prévoir un premier vérin 17 de section inférieure à la section du second vérin 18. Le poste de positionnement 3 comprend un guide latéral réglable 26, prolongeant le guide fixe 5, et dont la position peut être réglée selon un mouvement de translation transversal au moyen d'un vérin 27. Le poste de positionnement comprend en outre deux rouleaux entraîneurs 28 et 29, disposés respectivement au tiers postérieur et au tiers antérieur du poste de positionnement, de même constitution que le rouleau entraineur 12 du poste de chargement 2. Un second galet presseur 30, à axe de rotation vertical, est disposé dans la zone médiane du poste de positionnement 3, et est sollicité par un vérin 31 pour porter contre le deuxième bord 11 d'une pièce de bois et la pousser contre le guide réglable 26. Le poste de délignage 4 comprend deux toupies à axe vertical, une première toupie 32, dont l'axe de rotation est fixe, et une seconde toupie 33 dont l'axe de rotation est monté sur un chariot mobile transversalement sollicité par un vérin 34 et un codeur de vérin 35. Des rouleaux entraîneurs 36 et 37 assurent l'entraînement en translation longitudinale d'une pièce de bois 7 au regard des toupies 32 et 33. Les rouleaux entraîneurs 12, 28 et 29 sont entrainés en rotation par des moteurs commandés par un variateur de vitesse électronique. Le variateur de vitesse, non représenté sur les figures, est asservi de telle manière que la vitesse de rotation des moteurs diminue lorsque le couple d'entrainement augmente. On assure ainsi une autosynchronisation de l'entraînement des pièces de bois dans les postes de chargement 2 et de positionnement 3 par rapport à l'entraînement des pièces de bois dans le poste de délignage 4. On évite ainsi de faire patiner les rouleaux 12, 28 et 29 sur la planche lorsque celle-ci est également en contact des rouleaux 36 et/ou 37 et que les vitesses des rouleaux tendent à devenir différentes. Des moyens de commande, non représentés sur la figure, assurent l'actionnement synchronisé des vérins de positionnement des rouleaux entraîneurs, des vérins de positionnement du guige latéral réglable 26, et des vérins 10 et 31 des galets presseurs 9 et 30, en fonction des résultats de mesure et de calcul fournis par le dispositif de mémorisation et de calcul 25, et en fonction des signaux produits par un premier détecteur 38 disposé un peu avant la butée escamotable 8 et un second détecteur 39 disposé à l'entrée du poste de délignage. Le dispositif de commande peut être réalisé par tous moyens bien connus dans la technique des automatismes. Pour cette raison, on ne décrit dans la présente description que les fonctions qu'il doit réaliser, les circuits et organes qui le composent étant à la portée de l'homme de métier. Le dispositif de mémorisation et de calcul 25 est également un circuit électronique dont la réalisation est à la portée de l'homme de métier. Ainsi, ce circuit est défini dans la présente invention par ses seules fonctions. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Pendant une phase de chargement, représentée sur la figure 1, la pièce de bois 7 est posée sur la table, avec son premier bord 6 en appui contre le guide fixe 5, et avec son extrémité antérieure en appui contre la butée escamotable 8. Le rouleau entraîneur 12 est en position élevée, et le galet presseur 9 est en position de retrait. Le détecteur 38 produit un signal, envoyé au dispositif de commande, informant de la présence de la pièce de bois 7. Pendant l'usinage de la pièce de bois précédente, la pièce de bois précédente est introduite entre les toupies dans le poste de délignage 4. Le guide latéral réglable 26 est alors reculé en position de référence, c'est-à- dire en alignement avec le guide fixe 5. On actionne le second vérin 18 pour plaquer le second galet 14 contre le deuxième bord 11 de la pièce de bois, puis on actionne le premier vérin 17 pour plaquer le premier galet 13 contre le premier bord 6 de la pièce de bois et on actionne le vérin 10 pour plaquer le galet presseur 9 contre le second bord 11 de la pièce de bois. La butée 8 est alors escamotée. On abaisse le rouleau entraîneur 12. Au cours d'une second phase, représentée sur la figure 2, la pièce de bois 7 est entraînée en translation longitudinale par le rouleau entraîneur 12, puis par le rouleau entraîneur 28 et le rouleau 29. Cette seconde phase est une phase de mesure, au cours de laquelle, pendant la translation de la pièce de bois 7, les galets de mesure 13 et 14 suivent fidèlement la position des bords 6 et 11 de la pièce de bois, ces positions étant mesurées par les dispositifs de mesure 19 et 20 et enregistrées dans le dispositif de mémorisation et de calcul 25. Le détecteur 38 émet un nouveau signal lorsqu'il détecte la fin de la pièce de bois 7. Pendant la phase de mesure, le dispositif de mémorisation et de calcul 25 mémorise au moins les positions suivantes - la position du premier galet 13 la plus éloignée du guide fixe 5 - la position du second galet 14 la plus proche du guide fixe 5. A réception du signal de fin de pièce de bois, le dispositif de commande provoque le recul du galet presseur 9 et des galets de mesure 13 et 14, et le positionnement de la butée escamotable 8. Le second détecteur 39 détecte la présence du début de pièce de bois, s'assurant alors que la pièce de bois est entièrement disposée sur le poste 2. A réception du signal produit par ce second détecteur, le dispositif de commande relève les rouleaux entraîneurs 28 et 29, actionne le vérin 27 pour déplacer le guide latéral réglable 26 jusqu'à une position dans laquelle il est décalé vers l'extérieur, par rapport au plan de coupe I-I de la toupie fixe 32, d'une distance égale à la différence entre la position du premier galet 13 la plus éloignée du guide 5 et la position du guide 5. Ensuite, on provoque l'actionnement du vérin 31 pour plaquer le galet pousseur 30 contre le second bord 11 de la pièce de bois 7, repoussant la pièce de bois contre le guide latéral réglable 26.On actionne le vérin à vis 34 pour positionner la seconde toupie 33 de façon que son plan de coupe soit décalé par rapport au plan de coupe I-I de la première toupie 32 d'une distance égale à la différence entre la position du second galet 14 la plus proche du guide fixe 5 et la position du premier galet 13 la plus éloignée du guide fixe 5. On abaisse les rouleaux entraîneurs 28 et 29, qui entraînent la pièce de bois en translation vers le poste de délignage 4. Lorsque la pièce de bois a pénétré dans le poste de délignage 4 selon une longueur de 80 cm environ, on provoque le recul du guide 26 réglable par actionnement du vérin 27, pour le ramener en position initiale dans le prolongement du guide fixe 5. Le mode de réalisation représenté sur les figures permet un débit très important. I1 nécessite toutefois une longueur importante, par le fait de l'alignement des trois postes de chargement de positionnement et de délignage. Selon un autre mode de réalisation, on peut assurer le chargement et le positionnement sur un même poste, en provoquant une translation des galets de mesure 13 et 14 le long de la pièce de bois 7. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisa tion qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la mesure et le positionnement d'une pièce de bois (7) dans une machine à bois, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure au cours de laquelle on mesure les positions successives transversales d'au moins un premier (13) galet de mesure mobile latéralement et maintenu en appui élastique contre un premier (6) bord de la pièce de bois pendant un mouvement relatif de translation longitudinale de la pièce de bois par rapport aux galets de mesure, la pièce étant en appui selon son premier bord (6) contre un guide longitudinal (5) immobile, et en ce qu'on mémorise au moins la position du premier galet de mesure (13) la plus éloignée du guide longitudinal (5). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape ultérieure de positionnement au cours de laquelle on positionne la pièce de bois (7) avec son premier bord (6) en appui contre un guide latéral (26) réglable, et on décale le guide réglable vers l'extérieur, par rapport au plan longitudinal de coupe (I-I) d'un premier outil fixe d'usinage (32) selon une distance égale à la différence entre la position la plus éloignée du premier galet de mesure (13) et la position du guide fixe (5) pendant la phase de mesure. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réglage au cours de laquelle on règle des outils d'usinage mobiles (33) pour placer leurs plans de coupe longitudinaux, par rapport au plan de coupe (I-I) du premier outil (32), à des distances déterminées en fonction des dimensions des pièces à obtenir. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que - pendant l'étape de mesure, on mesure les positions successives transversales d'un premier (13) et d'un second (14) galet de mesure mobiles latéralement et maintenus en appui élastique respectivement contre un premier (6) et un second (11) bord de la pièce de bois, et on mémorise la position du premier galet de mesure (13) la plus éloignée du guide longitudinal (5) et la position du second galet de mesure (14) la plus rapprochée du guide longitudinal (5) - pendant l'étape de positionnement on positionne le guide réglable par rapport au plan longitudinal de coupe (I-I) d'une première toupie fixe de déligneuse (32) - pendant l'étape de réglage, on positionne une seconde toupie mobile (33) de déligneuse pour placer son plan de coupe longitudinal, par rapport au plan de coupe (I-I) de la première toupie (32), à une distance égale à la différence-entre la position du second galet (14) la plus proche du guide longitudinal fixe (5) et la position du premier galet (13) la plus éloignée du guide longitudinal fixe, et on entraîne la pièce de bois en défilement longitudinal entre les toupies en appui contre le guide latéral longitudinal réglable (26). 5 - Dispositif pour la mesure et le positionnement d'une pièce de bois dans une machine à bois selon le procédé de la révendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - une table support (1) comportant une face horizontale plane sur laquelle peut coulisser la pièce de bois (7) et un premier guide latéral (5), - un ensemble de mesure comportant au moins un premier (13) galet de mesure, tourillonnant librement selon un axe de rotation vertical porté par un premier (15) support mobile transversalement, - des moyens (12, 28, 29) pour assurer une translation longitudinale relative entre la pièce de bois et l'ensemble de mesure, et pour maintenir la pièce de bois en appui contre le premier guide longitudinal (5), - des moyens (17) pour solliciter élastiquement le premier galet de mesure contre le premier (6) bord de la pièce de bois, - des moyens (19), pour mesurer les positions successives du galet de mesure lors du défilement de la pièce de bois. - un dispositif de mémorisation (25) pour enregistrer les informations fournies par l'ensemble de mesure. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un guide latéral réglable (26), sollicité en translation transversale par des moyens de réglage (27) en fonction des signaux produits par le dispositif de mémorisation (25) pour positionner le premier bord (6) de la pièce de bois relativement à un premier outil (32) à position fixe. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des seconds outils (33) à position réglable, sollicités en translation transversale par des moyens de réglage (34) en position en fonction des signaux produits par le dispositif de mémorisation (25) pour positionner les seconds outils (33) à des distances déterminées en fonction des dimensions des pièces à obtenir. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que: - l'ensemble de mesure comprend un premier (13) et un second (14) galet de mesure portés respectivement par un premier (15) et un second (16) support mobiles, - des moyens (18) sollicitent élastiquement le second galet de mesure contre le second (11) bord de la pièce de bois, - des moyens (20) mesurent les positions successives du second galet (14) de mesure, - le premier outil (32) à position fixe est une première toupie de délignage, - une seconde toupie réglable (33) est sollicitée en translation transversale par des moyens de réglage (34) en position fonction des signaux produits par le dispositif de mémorisation (25) pour positionner la toupie réglable (33) relativement au second bord (11) de la pièce de bois. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la pièce de bois est entraînée en translation longitudinale par des rouleaux entraîneurs (12, 28, 29, 36, 37) à axe de rotation transversale horizontal, disposés au-dessus de la table (1), mobiles verticalement pour être éloignés et rapprochés de la table et pour porter en appui sur la face supérieure de la pièce de bois, les rouleaux entraîneurs comprenant des dents hélicoïdales orientées dans le sens tendant à plaquer la pièce de bois contre les guides longitudinaux (5, 26). 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend trois postes successifs, un premier poste (2) comportant un guide longitudinal fixe (5), une butée escamotable (8) et des galets de mesure (13, 14), un second poste (3) comportant un guide longitudinal réglable (26), et un troisième poste (4) comportant les outils (32, 33) d'usinage. 1l - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier galet presseur (9) disposé pour porter contre le second bord (11) de la pièce de bois et la pousser contre le guide fixe (5), et un second galet presseur (30), disposé pour porter contre le second bord (11) de la pièce de bois et la pousser contre le guide réglable (26), les galets presseurs étant sollicités par des vérins (10, 31). 12 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les galets de mesure (13, 14) participent au maintien latéral de la pièce de bois, et sont pour cela actionnés par des vérins (17, 18) dont la force de pression est telle que la pression exercée par le premier galet (13) soit inférieure à la pression exercée par le second galet (14).