Brevet FR2606315A1 — publié le 19880513

La présente invention concerne les machines à couper les éléments de charpente, ces machines découpant des éléments de bois allongés pour former les entraits, les arbalétriers, les fiches, les contrefiches, etc.. . des charpentes de toit en bois. Il existe essentiellement deux types de machines connus. Dans le premier type, l'élément est maintenu fixe pendant la coupe. En revanche, dans le deuxième type de machine, l'élément de bois allongé est passé à travers la machine à l'aide de moyens se présentant généralement sous la forme d'un convoyeur, dans une direction qui est perpendiculaire à la longueur de l'élément de bois. Des paires de scies à disques opèrent sur les extrémités dudit élément afin d'y faire des coupes angulaires ou en biseau, pendant le passage à travers la machine. On remarquera que les scies à disques doivent être agencées de façon à se trouver dans des plans qui sont parallèles à la direction d'alimentation des éléments en bois et doivent rester dans de tels plans lorsqu'elles sont déplacées vers des positions d'ajustage. Il y a deux tels disques d'un côté, le côté gauche du convoyeur intervenant dans l'alimentation de la pièce de bois, et deux scies à disques du côté droit, formant une paire gauche et une paire droite. Dans chacune des pai- res, lorsque l'on doit exécuter une opération de coupe particulière, il peut être nécessaire que seulement l'un des disques fasse une coupe simple à l'extrémité de la pièce de bois; toutefois, il est fréquemment nécessaire que les deux scies coupent l'extrémité de la pièce de bois dans des plans qui sont inclinés de façon opposée, de sorte que l'extrémité de la pièce de bois est biseau- tée en direction d'un sommet. S'il est supposé que la pièce de bois est biseautée à chacune de ses extrémités, la longueur de l'élément terminé sera la distance entre les sommets des extrémités de la pièce de bois. Il est important que la longueur terminée de l'élé- ment soit précise, et il en est de même des angles du biseau à chacune des extrémités, et finalement il est nécessaire que la position de chaque sommet de la pièce de bois par rapport aux côtés de celle-ci soit maintenue de façon précise. Afin que la longueur finie de l'élément ne varie pas lorsque les scies sont ajustées, chaque paire de scies est agencée de façon à pouvoir tourner de façon réglable autour d'un axe commun, qui en fait s'étend à travers les disques de scies de chaque paire et forme une corde par rapport à chaque disque. Lorsque le disque est pivoté autour de cette corde, il n'y a ni accroissement, ni diminution de la pièce de bois, comme conséquence du pivotement des scies pour ajuster les angles des biseaux de la pièce terminée. Comme ces machines de coupe doivent être ajustées à chaque fois qu'une pièce de bois différente doit être coupée, on passe un temps considérable en réglages de la machine et bien sûr le temps de réglage est fonction du nombre (ou série) de pièces semblables qui doivent être coupées. Si la série est relativement petite, le temps de réglage est accru. On a déjà essayé de réduire le temps de réglage en automatisant les machines existantes et en les commandant par l'intermédiaire de calculateurs dans lesquels étaient introduits les différents paramètres de réglage, les scies étant ensuite ajustées automatiquement. Toutefois, de telles tentatives n'ont eu pour résultat que d'accroî- tre le coût des équipements, à cause de la complexité mécanique des mécanismes d'ajustage traditionnel des machines de coupe de ce type. La présente invention a pour objet une machine de coupe d'éléments de charpente de bois, pourvue d'un dis- positif d'alimentation desdits éléments, mais ayant une faible complexité et dont la construction mécanique est simplifiée, ce qui permet l'adaptation de la machine à une commande par calculateur. A cette fin, selon l'invention, la machine de coupe d'éléments de charpente, pourvue d'une alimentation en éléments de bois à couper, et comprenant: a) des moyens d'alimentation destinés à faire circuler des éléments de bois allongés à travers la machine selon une direction normale à la longueur desdits éléments; b) des première et seconde scies à disques gauche agen- cées de façon que leur plan soit parallèle à la direc- tion d'alimentation des pièces de bois à couper à tra- vers la machine pour permettre la coupe de biseau à l'extrémité gauche desdits éléments de bois; c) des première et seconde scies à disques droite agen- cées de façon que leur plan soit parallèle à la direc- tion d'alimentation d'un élément de bois allongé à travers la machine pour permettre la coupe de biseau à l'extrémité droite dudit élément de bois; est caractérisée en ce que chacune des scies à disques du côté gauche et du côté droit est montée de façon à pou- voir pivoter autour d'un axe qui lui est propre et qui est parallèle à ladite direction d'alimentation des élé- ments de bois mais qui est écarté physiquement de la scie, et en ce que soit les scies droite, soit les scies gauche sont mobiles d'un bloc pour pouvoir être rappro- chées ou écartées de l'autre scie. En rendant les scies pivotantes autour d'axes qui sont écartés desdites scies, on peut prévoir des montages de pivotement simplifiés, et puisqu'une paire des scies est mobile par rapport à l'autre paire, la pièce de bois peut toujours être coupée à la longueur requise. Afin de positionner les sommets des extrémités de la pièce de bois par rapport aux côtés, une scie de chaque paire est de préférence mobile de façon rectiligne par rapport à l'autre, selon une direction perpendiculaire à la direction d'alimentation pour pouvoir se rapprocher ou Z606315 s'écarter de l'autre paire de scies. En variante ou en addition, le déplacement pour posi- tionner les sommets de la pièce de bois de façon précise par rapport aux côtés de l'élément de bois, peut être obtenu en rendant le convoyeur d'alimentation mobile dans une direction perpendiculaire à la direction d'alimenta- tion et dans une direction perpendiculaire à la longueur des pièces de bois, lorsque celles-ci passent à travers la machine. Dans les machines de coupe connues, la machine doit être réajustée à chaque composant différent, le réglage des scies à disques formant une proportion très impor- tante du temps pris pour couper un jeu d'éléments dans une série de charpente, et ce problème est encore accen- tué si la série est petite, ce qui arrive de façon très courante. Pour remédier à ce problème, des essais ont déjà été faits pour automatiser le réglage des lames de scies par des moyens moteurs, soit mûs manuellement, soit commandés par calculateur. Il en est résulté des frais considéra- bles, à cause de la complexité mécanique des machines traditionnelles et du nombre d'axes à commander. La présente invention permet donc de remédier à ces inconvénients des machines connues, en réduisant la complexité mécanique de la machine et en même temps en réduisant le nombre des axes à commander. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre 6 2 60 63 1 5 comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre un exemple typique de ferme de toit connue. La figure 2 montre les différents éléments de bois de la ferme de toit de la figure 1. La figure 3 est une vue schématique d'une machine de coupe connue. La figure 4 est une vue en plan de la machine de la figure 3. La figure 5 illustre la nature des coupes opérées par les lames de scies de la machine des figures 3 et 4. La figure 6 montre un mécanisme connu pour faire pivoter les scies de la machine montrée sur les figures 3 et 4. La figure 7 montre une variante de mécanisme connu pour faire pivoter les scies de la machine montrée par les figures 3 et 4. La figure 8 illustre comment seulement l'une des scies d'une paire de scies de la machine des figures 3 et 4 est utilisée lorsqu'il est nécessaire de faire une seule coupe à l'extrémité de l'élément de bois. La figure 9 est une vue illustrant le montage des scies de la machine conforme à la présente invention. La figure 10 illustre un réglage typique d'une paire de scies. La ferme de charpente de toit connue, montrée par la figure 1, comprend huit éléments dont les extrémités comportent une ou deux coupes, comme cela est montré sur la figure 2. La largeur W de la pièce de bois peut varier selon les différents éléments de la ferme, en fonction des caractéristiques à obtenir. Dans presque tous les cas, les composants de la ferme sont solidarisés les uns des autres par l'intermédiaire de plaques à griffes, qui chevauchent les extrémités adjacentes desdits éléments, les griffes desdites plaques pénétrant dans le bois, généralement sous l'action de presses hydrauliques. Comme le montre la figure 3, une machine de type connu comporte quatre scies à disques (a) agencées en une paire gauche et en une paire droite, et les scies de chaque paire sont disposées l'une derrière l'autre, dans la direction d'alimentation de l'élément de bois à tra- vers la machine. En fonctionnement, les disques (a) tour- nent, alors que la pièce de bois à couper est supportée et déplacée par un convoyeur (b). La longueur totale de l'élément est obtenue en ajustant la position de la tête mobile (c) contenant les scies de gauche le long du bâti (d) par rapport à la tête fixe (e) contenant les scies de droite. Les angles requis aux extrémités des éléments de la ferme (voir la figure 2) sont réalisés en ajustant les angles d'inclinaison des scies (a). Chaque paire de scies est agencée pour pouvoir pivoter autour d'un centre com- mun, et ceci entraIne des difficultés de montage desdites scies, puisque la pièce qui doit être coupée doit passer 8 Z 2606315 à travers la machine sans obstruction. Un agencement de montage connu est montré sur la figure 6 qui illustre une coulisse Q en forme de cadran et une plaque de montage P qui glisse sur la coulisse Q et porte le moteur M des scies, et une variante connue de réalisation comporte un mécanisme à pantographe P comme cela est montré sur la figure 8 et mis en oeuvre pour alimenter le moteur M. Avec ces systèmes connus, le sommet d'une double cou- pe à l'extrémité-d'un élément de bois est fixé et pour varier la distance dudit sommet par rapport à l'axe de la pièce de bois, on prévoit un mouvement vertical pour cha- que paire de scies, ou en variante comme cela est repré- senté sur la figure 3. De plus, du fait que la largeur de la pièce de bois varie, on prévoit un déplacement vertical pour les dispo- sitifs de pression (g) de la figure 3. Pour obtenir de meilleurs résultats, les convoyeurs (b) et les disposi- tifs de pressage (g) sont susceptibles d'être réglés horizontalement, latéralement par rapport à l'axe CL de la machine (voir figure 3). Lorsque seulement une coupe est nécessaire à l'extré- mité d'une pièce de bois, tel que par exemple pour le composant (b) de la figure 2, du côté approprié de la machine, l'une des scies est déplacée hors du trajet, comme cela est représenté sur la figure 8, et cette scie doit être susceptible de pouvoir réaliser cette opéra- tion. 9 2606315 Ainsi, de ce qui précède, il est nécessaire, dans une machine connue, de prévoir les ajustements suivants: Fonction Nombre de déplacements Ajustement angulaire des quatre scies - 4 Déplacement vertical de deux paires de scies ou de deux convoyeurs - 2 Déplacement vertical pour deux dispositifs de pressage - 2 Déplacement horizontal pour deux convoyeurs 2 Déplacement horizontal pour deux dispositifs de pressage - 2 Déplacement de deux scies pour deux coupes d'extrémité simples - 2 Ajustement de longueur d'une tête mobile - 1 Ainsi, un total de 15 déplacements est nécessaire pour obtenir les différents types d'éléments à couper et bien qu'il ne soit pas nécessaire, comme cela a été dit ci- dessus, de mettre en action chaque ajustement chaque fois que la machine doit être réajustée pour un élément différent, le temps de réglage prend une part considérable du temps de coupe d'une série d'éléments. La figure 9 montre un mode de réalisation de la pré- sente invention. La machine présente également deux pai- res de scies, L1 et L2 étant les scies de gauche, et Ri et R2 étant les scies de droite. Les scies sont représen- tées écartées à des fins de clarté, mais elles sont agen- cées essentiellement de la façon représentée sur la figu- 2606315 re 3. A la place des scies (e) et (f) agencées pour pivo- ter autour d'axes communs respectifs, dans la présente invention, on prévoit qu'une scie (f) de chaque paire de scies est agencée pour pivoter autour d'un centre fixe respectif (a), tandis que la seconde scie (e) de chaque paire de sciesest agencée pour pivoter autour d'un centre respectif (b), les centres (a) et (b) étant décalés par rapport aux scies à disques et les centres (b) étant montes sur des coulisseaux (c) qui permettent le déplace- ment des centres (b) dans un plan horizontal par rapport aux centres (a). Le positionnement des coulisseaux et les angles des scies peuvent être obtenus, par exemple, au moyen de vérins (d), et leurs positions peuvent être déterminées par des capteurs appropriés, tels que des potentiomètres ou des codeurs pour arbre rotatif. Un réglage typique d'une paire de scies est montré sur la figure 10. On remarquera qu'en faisant varier les angles des scies (e) et (f) comme décrit ci-dessus, on peut obtenir toutes combinaisons d'angles requises et en déplaçant les coulisseaux (c), la position du sommet A de deux coupes peut être ajustée de façon aisée. Grâce à cette particularité, il n'est plus nécessaire d'ajuster la hauteur des scies (e) et (f) ou en variante le convoyeur (g), ni de modifier la position horizontale du convoyeur par rapport aux scies. Il est cependant encore nécessaire de prévoir le mouvement vertical et horizontal des presseurs (h). Ainsi, le nombre des réglages de l'agencement décrits ci-dessus sont: Fonction Nombre de déplacements Ajustement angulaire de quatre scies - 4 Ajustement horizontal de deux scies - 2 Ajustement vertical de deux dispositifs de pressage - 2 Ajustement horizontal de deux presseurs - 2 Ajustement en longueur d'une tête mobile - 1 Ainsi, un total de seulement 11 déplacements est nécessaire dans la machine conforme à la présente inven- tion, ce qui doit être comparé aux 15 déplacements néces- saires dans une machine classique. De plus, les montages mécaniques des scies sont simplifiés. Il en résulte des coûts plus faibles et une plus grande rigidité. Le pro- blème du calcul de la position relative de chaque élément de la machine pour obtenir la configuration désirée de la charpente peut aisément être réalisé au moyen d'un calcu- lateur, et il sera seulement nécessaire d'introduire les informations concernant les angles, la longueur, la lar- geur de l'élément et la position du sommet. Une autre particularité est que par l'utilisation d'un calculateur, convenablement programmé, qui lorsqu'on lui a donné les paramètres de base d'une ferme, par exem- ple type, l'angle, la portée, le porte-à-faux, les sec- tions, on est capable de calculer les détails des élé- 12 2606315 ments individuels et de régler la machine automatiquement pour chaque élément au moyen d'une sélection à l'aide d'un menu par l'opérateur. Ceci peut réduire le nombre des entrées pour une ferme de 38 à 6 et réduire considé- rablement la possibilité d'erreur. Il résulte de ce qui précède que le réglage est obtenu beaucoup plus rapidement, à cause des réglages simultanés de tous les éléments et de l'entrée réduite d'informations, ce qui réduit les coûts de construction de la machine à cause de sa simplicité et la rend utili- sable en association avec un calculateur; on obtient une plus grande précision à cause de la simplicité mécanique et une plus grande rigidité, ainsi que des positionne- ments plus précis des éléments, et finalement il en résulte une réduction de la possibilité d'erreur de l'opérateur, due à la réduction du nombre des informa- tions à fournir. 13 2606315 REVENDICATIONS 1 - Machine pour couper des éléments de ferme ou de charpente comprenant: a) des moyens d'alimentation permettant de faire passer des éléments de bois à couper à travers la machine, selon une direction normale à la longueur desdits éléments; b) des première et seconde scies à disques gauche (L1, L2) agencées de façon que leur plan soit parallèle à la direction d'alimentation desdits éléments de bois à travers la machine, pour permettre la coupe de biseaux à l'extrémité gauche desdits éléments; c) des première et seconde scies à disques droite (Rl, R2) agencées de façon que leur plan soit parallèle à la direction d'alimentation dudit élément de bois à travers la machine pour permettre la coupe de biseaux à l'extrémité gauche desdits éléments; caractérisée en ce que chacune des scies à disques gau- che et droite est montée de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe (a, b) qui lui est propre et qui s'étend dans ladite direction d'alimentation, mais qui est physi- quement espacé de ladite scie, et en ce que soit les scies droite ou les scies gauche sont mobiles en bloc pour pouvoir s'approcher ou s'éloigner de l'autre scie. 2 - Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la première ou la seconde scie droite est mobile de façon rectiligne par rapport à la 14. 2606315 seconde ou à la première scie droite dans une direction perpendiculaire à ladite direction d'alimentation, pour pouvoir s'approcher ou s'écarter des scies gauche. 3 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la première ou la seconde scie gauche est mobile de façon rectiligne par rapport à la seconde ou à la première scie gauche dans une direction perpendiculaire à ladite direction d'alimentation, pour pouvoir se rapprocher ou s'écarter des scies droite. 4 - Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation compren- nent un convoyeur et en ce que les scies sont mobiles par rapport audit convoyeur dans une direction perpendiculai- re à la direction d'alimentation et dans une direction perpendiculaire à la longueur des éléments de bois lors- que ceux-ci traversent ladite machine. - Machine selon la revendication 3, prise en combinai- son avec un calculateur de commande et des moyens de détection de position contrôlant automatiquement le posi- tionnement de chacune des scies droite et gauche, en ce qui concerne leur réglage angulaire relatif, leur réglage linéaire relatif, et la commande de la distance entre les scies de droite et les scies de gauche, en fonction de la longueur de l'élément à couper ou de la séquence de lon- gueur dudit élément à couper.