Brevet FR2606140A1 — publié le 19880506

DISPOSITIF DE DETERMINATION DE L'AIE D'UN TRONCON DE BOIS EN VUE DE SON DEROLiA3S. La présente invention concerne un dispositif dit centreur, ayant pour but de déterminer l'axe de rotation optimal d'un tronçon de bois, destiné au déroulage. L'industrie du contreplaqué fait appel à une machine dite dérouleuse pour obtenir des feuilles minces de bois. Ladite dérouleuse tire du bois un rendement de matière d'autant meilleur que le tronçon a été mieux positionné, c'est à dire, centré, dans l'axe de la machine. Pour qu'un tronçon soit bien centré, on a recours jusqu'ici, à des appareils dits centreurs, qui sont de plusieurs types. Les centreurs mécaniques comportent deux jeux de trois ou quatre palpeurs disposés dans deux plans perpendiculaires à l'axe idéal recherché. L'axe du tronçon est alors réputé être l'axe des deux figures géométriques formées par chacun des deux jeux de palpeurs en contact avec le bois. Les centreurs optiques font appel à l'appréciation qu'un conducteur peut avoir de la position des faces extrêmes du tronçon par rapport à un moyen lumineux approximatif d'affichage de l'axe idéal. Enfin, les centreurs électroniques utilisent une caméra qui "voit" le profil du tronçon, sous forme d'ombre devant un écran ou une projection lumineuse. De plus, ils exigent une rotation du tronçon pour l'exploration de toute la péri- périe Dans tous les cas, la position de l'axe obtenue, est très imparfaite, influencée qu'elle est, par les écarts considérables de la forme du tronçon, et par l'erreur d'appréciation commise par le conducteur. Le dispositif selon la présente invention, se propose de supprimer purement et simplement toutes les causes d'erreur e tenant compte de la totalité de la forme extérieure du tronçon, dont la "topographie" est mesurée en un nombre de points aussi grand qu'on veut, et de supprimer également les mécanismes de mise en rotation du tronçon qui reste fixe pendant toute la durée des mesures Le dispositif selon l'invention comprend une pluralité de paires d'émetteurs-récepteurs d'ultra-sons, ou tout autre moyen de mesure par écho-location, disposés sur une poutre parallèle à l'axe du tronçon à centrer et convenablement orienté. Ladite poutre peut être animée d'un mouvement de rotation autour d'un axe. Ledit axe de rotation de la poutre est précisément l'axe idéal autour duquel on cherche à positionner le tronçon..En outre, la poutre peut être éloignée ou rapprochée de l'axe idéal pour etre placée à la distance optimale de bon fonctionnement des émetteurs-récepteurs d'ultrasons. Lorsque la poutre tourne autour de son axe, chacun: des émetteurs d'ultra-sons émet périodiquement, pendant une durée très courte, un faisceau d'ondes ultra-sonores. Le faisceau vient frapper la périphérie du tronçon au droit de l'émetteur, est réfléchi, puis capté en retour par le récepteur Le temps écoulé entre l'émission et la réception des ultra-sons, donne une mesure exacte de la distance entre le couple émetteurrécepteur et la surface du bois frappée par le faisceau, compte tenu de la vitesse de propagation des ondes ultra-sonores dans l'air. Cette mesure est donnée par une unité de calcul qui transforme en longueurs les indications de temps reçues. Lorsque la poutre a fait approximativement un tour complet l'ensemble des mesures obtenues donne la forme exacte du tron çon examiné, par l'ensemble des distances de chaque point mesuré à la surface du cylindre décrit par le mouvement des émetteurs-récepteurs liés à la poutre. A chaque instant, pendant que les distances sont mesurées, les mesures obtenues sont prises en compte par un ensemble de calcul qui, après un tour complet de la poutre, détermine l'axe selon un critère pré-établi, par exemple le cylindre de diamètre maximal inscrit dans la forme lue du tronçon, à partir du cercle de diamètre maximal inscrit dans chacune des sections mes:rées. L'axe calculé est rarnrocaé de l'axe idéal de dérou lage, de telle sorte que, connaissant au droit de chacune des deux faces du tronçon, les coordonnées dudit axe calculé, leurs valeurs xo, yo, xe, ye, sont transmises aux organes d'orientation qui, par des translations de valeurs identiques, mais de signe contraire, amènent l'axe calculé en cofncidence avec l'axe idéal. En variante, la pluralité de paires d'émetteurs-récepteurs d'ultra-sons, peut être remplacée par une seule paire, placée sur un chariot qui parcourt la poutre d'un mouvement de va et vient0 Ainsi, toute la surface est explorée comme précédemment mais moyennant un équipement ultra-sonore plus simple et mcins coûteux. Une autre variante consiste à placer les paires d'émetteur récepteurs d'ultra-sons, non plus- sur une poutre parallèle à l'axe de déroulage, mais sur un anneau perpendiculaire à cet axe, L'anneau est d'un diamètre suffisant pour pouvoir passer autour du tronçon au cours d'une translation parallèlement à l'a ew La description détaillée qui suit est précisée par les figures 1 à 4. La figure 1 représente l'ensemble du dispositif selon l'invention, dans la réalisation type, avec poutre tournante. La figure 2 représente l'ensemble du dispositif selon l'invention, dans la variante comportant un anneau en translation. La figure 3 montre une section selon un plan quelconque (z avec indication de la méthode de mesure. La figure 4 représente les deux axes, idéal et calculé, ainsi que les coordonnées du second par rapport au premier, représentés sur un tronçon dont une partie (20) a été arrachée. Selon la figure 1, un tronçon (1) est placé sur deux vés (2) qui lui donnent au début de l'opération une position proche de l'axe, grâce à l'action de deux paires de vérins hydrauliques dont l'une (3) en position horizontale et l'autre (4) en position verticale. Une arcade (5) coulissant dans des fourreaux (6), peut tourner autour de l'axe idéal (zi), d'un tour presque complet, limité seulement par la présence des vérins verticaux (4).La partie transversale de l'arcade ou poutre (7) supporte une pluralité de paires d'émetteurs-récepteurs d'ultra-sons (8) dont le faisceau est orienté en direction de l'axe idéal (zizi On fait coulisser l'arcade (5) dans les fourreaux (6) de façon à placer les émetteurs-récepteurs d'ultra-sons (8) à bonne distance de la surface du tronçon (1) à mesurer. Selon la figure 3, qui est une vue en coupe du dispositif selon la figure 1, la périphérie de la section(zn)'est explorée en une pluralité de points correspondants à l'angle (e) de position de la poutre (7). Le faisceau incident d1ultra-sons (9) émis par I'émetteur (10), frappe le tronçon (1) au droit de la section (zn) selon une petite surface (11) et est renvoyé partiellement sous forme d'un faisceau réfléchi (12) vers le récepteur d'ultra-sons (13)e En tournant selon le cercle (14) la poutre (7) permet au couple d'émetteur-récepteur d'ultrasons (10-13) d'explorer toute la périphérie de la section (zn) considérée. On limite toutefois, le nombre de points meures par exemple 36, avec un angle (e) variant alors de 10 en 10 . Pendant la rotation de 12 poutre (7), à chaque fois que l'on rencontre l'une des valeurs choisies pour l'angle (e), le faisceau d'ultra-sons est émis pendant une durée très courte, ce qui évite d'arrêter la poutre pour chaque mesure ; le temps écoulé entre l'émission et la réception de l'impulsion ultrasonore est pris en compte par une unité de calcul associée, traduit en une longueur et mis en mémoire. Par simple soustraction de la distance mesurée (m)' d'une grandeur connue (d), distance de ltémetteur-récepteur à l'axe idéal (zi), on obtient le rayon (r) du tronçon à l'endroit (11) considéré. L'ensemble des valeurs de (r)' prises en mémoire dans 11 ensemble de calcul, matérialise la forme exacte de la section (zn) considérée. L'ensemble de calcul peut alors déterminer le plus grand cercle inscrit (15) dans la section (zn) et calculer la position de son centre (cn) par ses coordonne'es (xn) et (yn)c Ce centre est plus ou moins éloigné de l'axe idéal (zi), ici vu en bout. Selon la figure 4, l'opération décrite ci-dessus est simultanément répètée autant de fois que l'on veut, c'est à dim autant de fois qu'il y a de paires d'émetteurs-récepteurs d'ultra-sons (8) le long de la poutre (7), L'ensemble des mesures effectuées pour chaoue position de la poutre (7) céPinie par l'angle (e) choisi, correspond à une géératrice (zn). L'ensemble de calcul a ainsi en mémoire la position de tous les points de la périphérie du tronçon (1), à partir desquels il a déterminé pour chaque section (zo), (zl), (z2)... (zn)...(ze) le cercle inscrit de diamètre narimale Dès que l'ensemble des mesures a été fait comme décrit ci-dessusj l'ensemble de calcul détermine le cylindre de diamètre maximal (16) inscrit dans la forme du tronçon (1), ainsi que les coordonnées de son axe, soient (xo) et (yo) pour la section d'origine (zo) et (xe) et (ye) pour la section extrême (te). L'axe ainsi obtenu est réputé celui autour duquel on obtiendra le meilleur rendement de matière lors du déroulage et en tous cas, celui qui permettra d'avoir le plus gros volume de placage déroulé sans "manque". Le cylindre de diamètre maximal (16) inscrit dans la forme du tronçon (1) est matérialisé figure 4 par ses deux faces (fo) et (fe) correspondant aux sections (zo) et (ze). Les coordonnées (xo), (yo), (xe), (ye) sont introduites dans quatre décompteurs. En même temps, l'ordre est donné aux quatre vérins (3) et (4) de déplacer le tronçon (1)e La valeur des déplacements est mesurée et comparée par les décompteurs, qui stoppent les mouvements des vérins, respectivement, lorsque les valeurs (x) et (y) sont revenues a zéro.L'axe (zm) du tronçon est alors en coincidenoe avec l'are idéal (zi). Une première variante dans la réalisation, non représentée, consiste à faire circuler d'un mouvement de va et vient le long de la poutre un petit chariot porteur d'une seule paire d'émetteur-récepteur d'ultra-sons (8). Le résultat obtenu est le même mais l'ensemble de production des ultra-sons et de traite ment des informations reçues est plus simple. Cette variante suffit à chaque fois que le temps imparti pour le centrage d'un tronçon le permet. Selon la figure 2, seconde variante dans la réalisation du dispositif selon l'invention, le tronçon (1) est placé coulpe précédemment sur deux vés (2) supportés eux-memes par 1'ensemble des quatre verins hydrauliques (3) et (4), non représentés ici. Autour du tronçon (1) coulissant par les fourreaux (17) le long d'une paire de rails (18) un anneau (19) se déplace parallèlement à l'axe idéal (zi). Une pluralité de paires d'émetteurs racertDurs d'ultra-sons (8) garnit 12 face interne de 1'2 m.eSu, les faisceaux émis étant dirigés vers l'axe (zi). L'anneau (19) comporte une échancrure (21) pour le passage des supports des vés (2). A chaque impulsion d'ultra-sons, l'ensemble des mesures effectuées concerne une même section (zn). Le dispositif selon l'invention, est particulièrement destiné à l'équipement des dérouleuses à bois. I1 peut oestre utilisé également pour les bois de sciage et plus généralement pour déterminer l'axe d'un objet approximativement cylindrique. RSVSN'DICATIONS 1) Dispositif de détermination de l'axe d'un tronçon (1) de bois en vue de son déroulage, utilisant des moyens de mesure par écho-location, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de moyens de mesure (8), solidaires d'un support mobile (7) et (19) se déplaçant autour dudit tronçon (1) de bois, lequel est fixe pendant toute la période de mesure, des moyens ae calcul de l'axe (zm de rendement maximal dans ledit tronçon (Q et des moyens (3) et (4) d'orientation dudit tronçon (1) pour amener ledit axe (zm) en coincidence avec l'axe (zi) de l'appareil. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de mesure (8) sont des émetteurs-récepteurs d'ultra-sons, à partir desquels une unité de calcul associée fournit la valeur du rayon (r) du tronçon (1) en chaque point (11) de la section (zn) examinée. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ensemble des mesures des rayons (r) est prise en compte par un ensemble de calcul qui détermine l'axe (zm) donnant le meilleur rendement-matière dans le tronçon considéras 4) Dispositif selon la revendication 1, 2 et 3, caractérisi en ce que l'ensemble de calcul, donne les ordres de correction de l'orientation du tronçon, par le moyen de vériu hydrauliqu (3) et (4) et en contrôle l'exécution de telle sorte que l'axe calculé (zm) vienne coïncider avec l'axe (zi) de l'appareil. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aie (zm) est réputé de rendement maximal lorsqu'il est également l'axe du cylindre de diamètre maximal (16) inscrit dans la forme du tronçon (1). 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure (8) sont portés par une poutre (7) parallèle à l'axe (zi) de l'appareil, ladite poutre tournant autour du tronçon (1) pendant la période de mesure. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la poutre (7) peut être éloignée ou rapprochée de l'axe (zi) de l'appareil pour placer les moyens de mesure (8) à leur distance optimale de fonctionnement. 8) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la poutre (7) comporte un seul moyen de mesure (8), porté par un chariot mobile, se déplaçant d'un mouvement de va et vient, le long de ladite poutre (7). 9) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure (8) sont portés par un anneau (19) situé dans un plan perpendiculaire à l'ase (zi) de l'appareil et se déplaçant parallèlement audit axe (zi).