Brevet FR2689807A1 — publié le 19931015

LIGNE D'USINAGE DE PIECES EN BOI8 La présente invention concerne une ligne d'usinage de pièces en bois, telles que des madriers, entrant par exemple dans la construction de bâtiments en bois. Cette ligne d'usinage permet d'effectuer, sur les pièces en bois qu'elle reçoit, des opérations diverses : entaillage, fraisage, perçage, tronçonnage, rainurage, marquage, etc... D'une manière générale, et connue en soi, cette ligne d'usinage comprend des moyens à griffes, mobiles longitudinalement, qui assurent la préhension des pièces en bois à usiner, notamment des pièces en bois de forme allongée, et le déplacement longitudinal de ces pièces en bois, avec positionnement devant des postes de travail fixes où s'effectuent les opérations d'usinage telles que celles énumérées ci-dessus. Dans les installations de ce genre actuellement connues, un chariot unique à griffes prend en charge les pièces en bois à usiner, les amène aux différents postes de travail où s'effectuent les opérations d'usinage, et assure éventuellement l'évacuation des pièces en bois usinées. On comprend que de telles installations travaillent à une cadence relativement limitée, car il faut attendre que l'unique chariot à griffes ait libéré une pièce en bois entièrement usinée, pour ramener ce chariot en arrière et lui permettre de prendre en charge une nouvelle pièce en bois à usiner. La présente invention vise à améliorer le rendement de production de telles lignes d'usinage de pièces en bois, tout en permettant l'exécution d'opérations supplémentaires et, notamment, le mesurage initial des pièces en bois à usiner. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet une ligne d'usinage de pièces en bois, du genre défini plus haut, dans laquelle il est prévu un premier chariot à griffes déplaçable longitudinalement au moins entre l'extrémité amont de la ligne et un poste de travail intermédiaire, et un second chariot à griffes déplaçable longitudinalement au moins entre ce poste de travail intermédiaire et l'extrémité aval de la ligne, les pièces en bois à usiner étant transférées du premier chariot à griffes au second chariot à griffes dans la région dudit poste de travail intermédiaire. Le poste de travail intermédiaire, où s'effectue ce transfert, est avantageusement un poste de tronçonnage qui assure une coupe d'affranchissement des pièces en bois et/ou leur mise à longueur. Ainsi le premier chariot à griffes prend en charge les pièces en bois à usiner et les présente successivement devant différents postes de travail situés en amont du poste de tronçonnage. Le second chariot à griffes reprend les pièces en bois obtenues après tronçonnage et il les présente ensuite aux postes de travail situés en aval du poste de tronçonnage, avant de libérer ces pièces entièrement usinées. On comprend donc que la ligne d'usinage objet de l'invention permet, dans une majorité de cas, d'effectuer un travail en "temps masqué", en ce sens que le second chariot à griffes présente une ou des pièces devant divers postes de travail pendant que le premier chariot, ayant déjà libéré ces pièces, vient chercher la pièce en bois suivante à usiner et l'amène aux premiers postes de travail, la productivité étant ainsi améliorée. De préférence, le premier chariot à griffes est prévu en outre pour mesurer la longueur de chaque pièce en bois à usiner avant préhension de cette pièce, le chariot comportant à cet effet un capteur, par exemple de type opto-électronique. Ce déplacement du chariot, permettant le mesurage des pièces en bois avant leur usinage, est notamment effectué dans le sens du recul du chariot, avant prise en charge de chaque pièce en bois à l'extrémité amont de la ligne et présentation de cette pièce aux premiers postes de travail. Le second chariot à griffes, qui reprend les pièces en bois tronçonnées et semi-finies, les amène avantageusement non seulement devant d'autres postes de travail effectuant des opérations d'usinage, mais encore devant au moins un poste de marquage identifiant automatiquement les pièces en bois usinées, avant leur évacuation à l'extrémité aval de la ligne. La répartition appropriée des tâches entre deux chariots permet d'effectuer toutes les opérations d'usinage uniquement au cours de mouvements d'avance du premier chariot et du second chariot, en évitant des allers-retours de ces chariots, ce qui contribue aussi à l'amélioration du rendement. D'une manière connue en soi, chaque chariot à griffes est monté roulant sur un rail longitudinal de support et de guidage situé au-dessus des postes de travail, et chaque chariot est conçu pour griffer latéralement les pièces en bois, qui reposent et glissent sur une surface sensiblement plane ; on prévoit ici de préférence, un seul rail de support et de guidage, commun aux deux chariots. Au moins au niveau du poste de travail intermédiaire, où s'effectue le transfert du premier chariot au second chariot, il est prévu des moyens presseurs aptes à maintenir les pièces en bois sur ladite surface, avant leur reprise par le second chariot, des moyens presseurs analogues pouvant aussi être prévus au niveau des autres postes de travail. Les déplacements des deux chariots et les fonctionnements des différents postes de travail peuvent être pilotés par un ordinateur, à partir de programmes appropriés et de données telles que les mesures de longueur des pièces en bois effectuées à l'aide du premier chariot comme indiqué plus haut, l'ordinateur émettant aussi les données devant être apposées sur les pièces en bois finies au poste de marquage ; l'ordinateur assure ainsi de façon générale la gestion de tout le fonctionnement de la ligne d'usinage, sans intervention manuelle. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette ligne d'usinage de pièces en bois Figure 1 est une vue d'ensemble, en plan par dessus, d'une ligne d'usinage de pièces en bois conforme à la présente invention Figure 2 est une vue de face partielle de la ligne d'usinage de figure 1, montrant plus particulièrement les deux chariots à griffes Figure 3 est une vue en coupe verticale de cette ligne d'usinage, suivant III-III de figure 2. La figure 1 montre une ligne d'usinage, dans laquelle les pièces en bois à usiner 1 sont reçues à l'extrémité droite et sont évacuées, une fois entièrement usinées, à l'extrémité gauche, le sens de déplacement des pièces en bois 1 au cours de leur usinage étant constant et indiqué par une flèche f. Comme le montrent aussi les figures 2 et 3, les pièces en bois 1 sont posées et déplacées sur une surface horizontale ou "table" 2, s'étendant longitudinalement et supportée par des pieds 3. Au-dessus de la table 2 s'étend un rail longitudinal 4, qui supporte et guide deux chariots 5 et 6, le rail 4 étant tenu lui-même par des supports 7. Le premier chariot 5, circulant dans la partie "amont" de la ligne d'usinage, comporte un bras 8 s'étendant vers le bas, à l'extrémité inférieure duquel sont prévues des griffes 9 destinées à s'appliquer latéralement contre une pièce en bois 1 amenée sur la table 2, comme l'illustre clairement la figure 3. Chaque pièce en bois 1 à usiner peut ainsi être prise en charge et déplacée longitudinalement selon un cycle de fonctionnement qui sera décrit en détail plus bas, la pièce en bois 1 restant appuyée sur la table 2 et se trouvant aussi appliquée contre un guide latéral fixe 10. D'une manière similaire, le second chariot 6, circulant dans la partie "aval" de la ligne d'usinage, comporte un bras 11 s'étendant vers le bas à l'extrémité inférieure duquel sont prévues des griffes 12 destinées à s'appliquer contre une pièce en bois, pour la reprendre et la déplacer longitudinalement, jusqu'à sa libération sur une table de sortie 13 située à l'extrémité aval de la ligne d'usinage. Les deux chariots à griffes 5 et 6 sont mils, chacun, par un moto-réducteur embarqué, non représenté, avec contrôle de position au moyen d'un codeur absolu. Le premier chariot 5 porte encore un capteur 14, tel qu'une cellule photoélectrique, disposé de manière à pouvoir détecter la présence d'une pièce en bois 1 à usiner, afin de mesurer la longueur de cette pièce au cours d'un déplacement de ce chariot 5. Le long de la ligne d'usinage sont répartis divers postes de travail, la zone d'usinage englobant tous ces postes étant délimitée, sur la figure 1, par le tracé en traits mixtes 15, pouvant correspondre à des grilles de protection interdisant l'accès aux postes d'usinage et aux zones dangereuses de déplacement des deux chariots à griffes 5 et 6. La ligne d'usinage comprend en particulier un poste de travail intermédiaire 16, réalisant le tronçonnage des pièces en bois pour la réalisation de coupes d'affranchissement et/ou leur mise à longueur. C'est au niveau du poste de travail 16 que les pièces en bois 1 sont libérées par le premier chariot à griffes 5, et que les tronçons de bois, résultant des opérations effectuées à ce poste de travail 16, sont repris par le second chariot à griffes 6. La tronçonneuse de ce poste 16 est de préférence orientable. En amont du poste de tronçonnage 16 sont disposés d'autres postes de travail, pouvant comprendre : une entailleuse "quatre côtés" 17 incluant des unités de fraisage horizontal et vertical, une perceuse 18 avantageusement disposée en face de l'entailleuse 17, et éventuellement une autre unité d'entaillage 19. En aval du poste de tronçonnage 16 sont disposés d'autres postes de travail, pouvant comprendre : une unité d'entaillage 20 pour queues d'aronde, une autre unité d'entaillage 21 pour logements profonds, une unité de rainurage 22. Toujours en aval du poste de tronçonnage 16, et à proximité de la table de sortie 13, est encore prévu un poste de marquage 23, comportant par exemple une tête de marquage à jet d'encre. La ligne d us d'usinage comprend encore une armoire électrique 24 avec automate programmable, une centrale hydraulique 25, et un pupitre de commande 26 dans lequel est incorporé un micro-ordinateur qui gère l'ensemble de l'installation. On décrira maintenant un cycle de fonctionnement de cette ligne d'usinage Une pièce en bois 1 à usiner est déposée sur la partie amont de la table 2, formant table d'entrée, le premier chariot à griffes 5 occupant alors une position initiale indiquée en A. Ce chariot 5 se déplace d'abord vers l'amont (position B) pour mesurer la longueur de la pièce en bois 1 à l'aide de son capteur 14. Lorsque la mesure de longueur est terminée, le chariot 5 s'arrête et la valeur mesurée est transférée vers l'automate programmable puis vers le micro-ordinateur. Un logiciel approprié permet alors la recherche, dans une liste préétablie de pièces en bois finies à obtenir, de la meilleure organisation spatiale de pièces dans la pièce en bois 1 initiale, de manière à minimiser les chutes. Les données d'usinage sont transférées du microordinateur vers l'automate, puis le premier chariot à griffes 5 se déplace vers l'aval pour venir griffer latéralement la pièce en bois 1. Le chariot 5 entraîne alors la pièce en bois 1 vers l'aval, et il la positionne devant les différents postes de travail 16,17,18 et 19, pour les opérations d'entaillage, de perçage, de coupe d'affranchissement et de mise à longueur. La pièce 1, amenée finalement au poste de tronçonnage 16 par le premier chariot 5, est maintenue appliquée sur la table 2 à ce poste 16 par des vérins presseurs 27 ; cette pièce 1 peut ainsi être libérée par le premier chariot 5 au niveau du poste de tronçonnage 16. I1 est à noter que d'autres presseurs analogues 28 peuvent être disposés au niveau d'autres postes de travail, tels que l'unité d'entaillage 19 - voir figures 2 et 3. Le second chariot 6, qui au repos occupe la position aval D, se déplace alors vers l'amont pour prendre en charge la ou les pièces en bois obtenues à la suite du tronçonnage au poste 16. Parvenu dans sa position amont E, le chariot 6 vient griffer latéralement la pièce en bois, tandis que les presseurs 27 se desserrent et libèrent cette piècé. Dans un mouvement d'avance de l'amont vers l'aval, le second chariot 6 positionne successivement la pièce devant les postes de travail 20,21 et 22 pour des opérations d'entaillage et de rainurage, en passant par des positions intermédiaires telles que celle indiquée en F. Après passage devant ces derniers postes de travail, la poursuite de l'avance du chariot 6 fait passer la pièce au poste de marquage 23, où elle reçoit une référence d'identification transmise par le micro-ordinateur. La pièce finie et marquée est finalement délivrée sur la table de sortie 13, d'où elle est évacuée latéralement. Dès que le second chariot 6 s'est déplacé d'une longueur suffisante, vers l'aval, à partir de sa position amont E, le premier chariot 5 peut reprendre son propre cycle, tel que décrit ci-dessus, pour prendre en charge la pièce en bois suivante à usiner et recommencer les opérations de mesurage puis d'usinage sur cette nouvelle pièce, tandis que se poursuivent les opérations d'usinage de la pièce précédente. On comprend donc que l'utilisation combinée des deux chariots à griffes 5 et 6 apporte une meilleure productivité, en comparaison avec une ligne d'usinage classique ne comportant qu'un seul chariot. I1 est bien entendu que l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette ligne d'usinage de pièces en bois qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par des modifications de structure des chariots à griffes, du moment que l'on conserve le principe de deux chariots avec transfert des pièces en bois d'un chariot à l'autre au niveau d'un poste de travail intermédiaire, ou encore par une adaptation du nombre et de la nature des postes de travail répartis le long de la ligne, en fonction des opérations d'usinage à réaliser, cette ligne d'usinage étant facilement modulable. REVENDICATIONS 1. Ligne d'usinage de pièces en bois, comprenant des moyens à griffes, mobiles longitudinalement, qui assurent la préhension des pièces en bois (1) à usiner, notamment des pièces en bois de forme allongée, et le déplacement longitudinal de ces pièces en bois, avec positionnement devant des postes de travail fixes (16 à 22) où s'effectuent les opérations d'usinage, caractérisé en ce qu'il est prévu un premier chariot à griffes (5) déplaçable longitudinalement au moins entre l'extrémité amont de la ligne et un poste de travail intermédiaire (16), et un second chariot à griffes (6) déplaçable longitudinalement au moins entre ce poste de travail intermédiaire (16) et l'extrémité aval de la ligne, les pièces en bois (1) à usiner étant transférées du premier chariot à griffes (5) au second chariot à griffes (6) dans la région dudit poste de travail intermédiaire (16). 2. Ligne d'usinage de pièces en bois selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poste de travail intermédiaire, où s'effectue le transfert des pièces en bois (1) du premier chariot à griffes (5) au second chariot à griffes (6), est un poste de tronçonnage (16) qui assure une coupe d'affranchissement des pièces en bois (1) et/ou leur mise à longueur. 3. Ligne d'usinage de pièces en bois selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le premier chariot à griffes (5) est prévu en outre pour mesurer la longueur de chaque pièce en bois (1) à usiner, avant préhension de cette pièce, le chariot comportant, à cet effet un capteur, notamment de type opto-électronique (14). 4. Ligne d'usinage de pièces en bois selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le second chariot à griffes (6) est prévu pour amener encore les pièces en bois usinées devant au moins un poste de marquage (23), avant leur évacuation (en 13). 5. Ligne d'usinage de pièces en bois selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chacun des deux chariots à griffes (5,6) est monté roulant sur un rail longitudinal (4) de support et de guidage, situé au-dessus des postes de travail (16 à 22), le rail (4) étant de préférence commun aux deux chariots (5,6), chaque chariot étant conçu pour griffer latéralement les pièces en bois (1), qui reposent et glissent sur une surface sensiblement plane (2). 6. Ligne d'usinage de pièces en bois selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'il est prévu, au moins au niveau du poste de travail intermédiaire (16) où s'effectue le transfert du premier chariot (5) au second chariot (6), des moyens presseurs (27,28) aptes à maintenir les pièces en bois (1) sur ladite surface (2). 7. Ligne d'usinage de pièces en bois selon la revendication 2, caractérisée en ce que sont disposés, en amont du poste de tronçonnage (16) où s'effectue le transfert des pièces en bois (1) du premier chariot à griffes (5) au second chariot à griffes (6), des postes de travail comprenant au moins une unité d'entaillage (17,19) et au moins une perceuse (18) et, en aval du poste de tronçonnage (16), d'autres postes de travail comprenant au moins une autre unité d'entaillage (20,21) et au moins une unité de rainurage (22). 8. Ligne d us d'usinage de pièces en bois selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un ordinateur (en 26) pilotant les déplacements des deux chariots (5,6) et le fonctionnements des différents postes de travail (16 à 22), à partir de programmes et de données telles que les mesures de longueur des pièces en bois (1) effectuées à l'aide du premier chariot (5).