Brevet FR2835604A1 — publié le 20030808

La présente invention concerne un procédé de mesure du volume d'un corps solide, tel que notamment une grume, dans lequel l'on fait défiler ladite grume à l'aide d'un convoyeur animé d'une vitesse prédéterminée, à travers une station de mesure, placée perpendiculairement au sens de défilement dudit convoyeur, l'on effectue une collecte de mesures relatives à la grume à l'intérieur de ladite station, et l'on traite les mesures collectées conformément aux besoins et à l'usage que l'on souhaite en faire. Par ailleurs, la présente invention a également pour objet un dispositif permettant la mise en oeuvre dudit procédé. Il existe actuellement de nombreuses techniques et méthodes pour déterminer de manière précise et rapide le volume de matières telles que des grumes, présentant des formes et des tailles variables, se succédant sur un convoyeur de type chaîne de transport. Plusieurs documents de l'art antérieur ont pour objet de tels systèmes. Ainsi, le document WO 99/47885 se rapporte à un procédé et un dispositif permettant de déterminer la forme et la taille d'objets tels que des aliments, notamment. Ledit dispositif comprend un convoyeur d'amenée desdits aliments ainsi qu'un anneau positionné autour dudit convoyeur, perpendiculairement à l'axe de ce dernier, et équipé d'une pluralité de transducteurs laser espacés les uns des autres de manière équidistante. Ici, lorsque les objets se déplacent linéairement à travers ledit anneau, les différents transducteurs laser effectuent des mesures qui sont ensuite transmises vers un ordinateur où elles sont traitées de manière à obtenir les grandeurs souhaitées. Une autre technique décrite dans le document WO 96/34251 a pour objet de permettre la détermination de valeurs caractéristiques (longueur, diamètre, volume..) d'un objet tel qu'une grume. Dans cet exemple, il est prévu de faire passer ladite grume à une vitesse connue, à travers une station photographique, laquelle est constituée par au moins un plan perpendiculaire à la direction de défilement des grumes, contient des lumières et une caméra vidéo, et est reliée à un ordinateur. Les valeurs que l'on souhaite déterminer sont calculées à partir d'images séquentielles de ladite grume, obtenues à partir de groupe de points de surface de la grume. Par ailleurs, le document WO 00/62011 a pour objet un procédé et un dispositif pour la détermination des dimensions d'objets tels que des troncs d'arbre, par exemple, dans lequel il est prévu de faire défiler lesdits objets au-dessus d'une surface de mesure, de les analyser à l'aide d'une caméra, selon au moins trois angles différents, puis de traiter par ordinateur les données enregistrées. Enfin, le document EP 0 442 252 décrit un dispositif pour la détermination de la masse d'un objet en mouvement à partir de moyens de mesure optoélectroniques comprenant un ensemble de diodes émettrices et réceptrices situées dans une zone de mesure perpendiculaire à l'axe de l'objet, et dans laquelle ce dernier est amené, ainsi qu'un barrage optique et une station de traitement des mesures. Bien que la plupart des dispositifs et procédés décrits cidessus aient donné satisfaction jusqu'à aujourd'hui quant aux résultats obtenus et aux valeurs déterminées, ils ont cependant pour principal inconvénient de reposer sur la mise en oeuvre de moyens particulièrement sophistiqués, souvent fragiles et onéreux et qui ne sont pas toujours adaptés à des milieux soumis à des contraintes physiques importantes, telles que des poussières, des températures extrêmes, ou encore des vibrations, comme c'est souvent le cas dans les scieries, où lesdites grumes sont préparées et conditionnées. La présente invention propose, par conséquent, un procédé de mesure de volume de grume simplifié, pratique et avantageux pour l'utilisateur, permettant d'améliorer la gestion et la rentabilité de l'activité, et pouvant être mis en oeuvre par le biais d'un dispositif ne craignant nullement lesdites agressions évoquées précédemment, et ne comportant que des moyens particulièrement simples et peu onéreux. A cet effet, elle concerne un procédé de mesure du volume d'un corps solide, tel que notamment une grume, dans lequel, l'on fait défiler ladite grume à l'aide d'un convoyeur animé d'une vitesse prédéterminée, à travers une station de mesure, placée perpendiculairement au sens de défilement dudit convoyeur, l'on effectue une collecte de mesures relatives à la grume à l'intérieur de ladite station, et l'on traite les mesures collectées conformément aux besoins, et qui se caractérise en ce que : - l'on effectue ladite collecte de mesures sur des tranches successives de grume, - l'on détermine la surface de chacune des tranches, à partir des mesures effectuées, - l'on évalue la longueur de la grume, - l'on établit le volume exact de ladite grume à partir de sa longueur, du nombre de tranches, et de la surface de chacune d'entre elles. Selon une première possibilité de mise en oeuvre particulièrement avantageuse, l'on effectue ladite collecte de mesures par ultra-sons. Selon une autre possibilité de mise en oeuvre, l'on effectue ladite collecte de mesures par rayons laser. Par ailleurs, le procédé selon la présente invention se caractérise également en ce que l'on détermine la surface de chacune des tranches de grume par triangulation. Selon une caractéristique additionnelle, l'on détermine la longueur de la grume par rapport à l'avancement dudit convoyeur. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse dudit procédé, l'on traite lesdites mesures collectées à l'aide d'un automate. Enfin, le procédé selon la présente invention se caractérise également en ce que l'on réalise une gestion des mesures collectées et du volume déterminé pour chacune des grumes, à l'aide dudit automate, de manière à permettre une exploitation rentable de l'ensemble de ces données. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, destiné à être positionné sur un convoyeur pour le transport desdites grumes, et comportant une station de collecte de mesures placée perpendiculairement au sens de défilement dudit convoyeur ainsi que des moyens de traitement des mesures collectées, caractérisé en ce que ladite station de mesure comprend un portique enjambant ledit convoyeur, et présentant à chaque fois au moins une cellule de type à ultra sons ou à laser placée de manière appropriée respectivement sur le montant transversal et chacun des montants verticaux dudit portique. Selon une première caractéristique particulièrement avantageuse, ledit dispositif comporte un barrage photoélectrique apte à contribuer à la détermination de la longueur de ladite grume. Selon une caractéristique additionnelle dudit dispositif, ledit convoyeur est équipé d'un codeur apte à permettre la mesure de l'avancement dudit convoyeur. Selon une autre caractéristique, ledit dispositif comporte un automate pour le stockage et le traitement des mesures collectées. Selon une caractéristique additionnelle, ledit automate est relié à des moyens d'édition des mesures collectées et/ou traitées. Enfin, selon une dernière caractéristique, le dispositif selon l'invention comprend un ordinateur équipé de moyens de gestion de données. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, se rapportant à des exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée au vu des dessins joints en annexe dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - les figures 2,3 et 4 consistent en des vues schématiques représentant des étapes du procédé selon l'invention. La présente invention concerne le domaine des procédés et des appareils utilisés pour mesurer les caractéristiques physiques de matériaux ou de corps à formes variables, tels que des grumes, qui sont préparées dans les scieries, et acheminées par convoyeur vers un lieu de conditionnement ou de stockage. Ces dispositifs sont, la plupart du temps, destinés à une mise en oeuvre par des ouvriers ou une main d'oeuvre peu qualifiée, et doivent, par conséquent, présenter un procédé de mise en oeuvre particulièrement facile à appréhender par ce type d'utilisateur et permettant d'obtenir des résultats rapidement exploitables. Par ailleurs, étant donné leurs conditions d'utilisation, lesdits appareils doivent nécessairement être conçus de manière à résister à des contraintes physiques importantes. Enfin, lesdits appareils doivent présenter un coût de revient raisonnable. A cet effet, la présente invention concerne d'abord un procédé de mesure du volume d'un corps solide tel qu'une grume 1, dans lequel cette dernière est, de manière classique, amenée à l'aide d'une chaîne de transport 2, au niveau d'une station de mesure 3, tel que cela est représenté à la figure 1. Une fois la grume 1 en place, ledit procédé prévoit d'abord de prélever des mesures, progressivement, par tranches 4 successives de grume 1, puis, à partir desdites mesures, de déterminer la surface de chacune desdites tranches 4. Ensuite ledit procédé prévoit de déterminer la longueur de la grume 1 concernée, et enfin d'évaluer son volume, à partir d'une relation entre le nombre de tranches 4 de grume 1, la surface de chacune d'entre elles et la longueur totale de la grume 1. En fait, par le biais dudit procédé, l'utilisateur va déterminer la surface des différentes tranches 4 de grume 1 par triangulation, en définissant à l'intérieur de chacune des tranches 4 un triangle, dont il mesure les côtés a, b, c, tel que schématisé à la figure 2. Ces mesures sont effectuées via les moyens 5,6, 7, de préférence par ultra-sons, ou par rayons laser. La surface des différentes tranches 4 de grume 1 est ensuite obtenue par le biais de la relation R2 = a2b2c2 4a2b2- (a2+b2-c2) Par ailleurs, la longueur de la grume 1 est déterminée en mesurant l'avancement du convoyeur 2. Par le biais dudit procédé, il est également possible de définir à l'avance le nombre de tranches 4 de grume 1 à analyser. Ainsi, lorsque leur nombre et leur surface sont connus, et la longueur de la grume 1 déterminée, on obtient aisément le volume de cette dernière. Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention prévoit de traiter ensuite les différentes mesures collectées de manière automatique, par le biais d'un automate, par exemple, afin d'obtenir une vision globale de l'ensemble des données relatives aux différentes grumes 1 traitées. Ainsi, l'on peut réaliser par exemple, une gestion de ces données, en les triant selon des critères prédéterminés tel que le volume, le client concerné, l'essence et la qualité des grumes 1. L'ensemble des données relatives aux grumes 1 sont, par conséquent, traitées de manière à rentabiliser la production au maximum, et se rapprocher au plus près des besoins du client. Ces données peuvent, le cas échéant être visualisées directement sur ledit automate, celui-ci étant équipé d'un écran, ou éditées dans un journal, à intervalles répétés ou une seule fois à la fin de la journée, toujours en fonction des besoins. Il est également envisageable de stocker toutes ces données dans un ordinateur, par exemple, afin de procéder à leur exploitation ultérieurement. Tel que schématisé de manière simplifiée à la figure 1, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend une station 3 de collecte de mesure constituée d'un portique 31 enjambant un convoyeur 2 de manière perpendiculaire au sens de défilement de ce dernier. Des moyens de mesure 5,6, 7, consistant de préférence en des cellules à ultra-sons ou à rayons laser, sont adaptés respectivement au niveau des montants verticaux 32,33 et transversal 34 dudit portique 31, de préférence de manière à se situer, pour les moyens de mesure 5,6 à mi hauteur de ladite grume 1, et pour le moyen de mesure 7 de manière à être sensiblement centré au-dessus de la grume 1. Lesdits moyens de mesure 5,6, 7 permettent de définir des paramètres A, B, C, D, E, F, G, H, représentés aux figures 3 et 4, correspondant respectivement aux distances entre les moyens de mesure 5,6, 7 et le convoyeur 2, entre les moyens de mesure 5,6, 7 pris deux à deux et entre les moyens de mesure 5,6, 7 et un barrage photoélectrique 8 dont la fonction sera décrite ultérieurement. La connaissance de ces différents paramètres A, B, C, D, E, F, G, H est nécessaire, en particulier, pour l'évaluation des côtés a, b, c du triangle défini dans chacune des tranches 4 de grume 1. En effet, lorsque la grume 1 est en position au niveau de la station 3 de collecte de mesures, les moyens de mesure 5,6, 7 vont permettre de déterminer les distances entre eux et ladite grume 1, et vont permettre d'en déduire les valeurs a, b, c, à partir desdits paramètres. Ces derniers sont donc définis et connus à l'avance par l'utilisateur, qui peut régler le positionnement des moyens 5,6, 7 en fonction des dimensions du corps solide à mesurer. Comme évoqué précédemment, le dispositif selon la présente invention est également équipé d'un barrage photoélectrique 8, visible à la figure 4, disposé le long de la grume 1, servant à la fois à contribuer à l'évaluation de la longueur de la grume 1 et à l'épaisseur des tranches 4. D'autre part, le convoyeur 2 est équipé d'un codeur 9, apte à mesurer son avancement pour la détermination de la longueur de la grume 1, en combinaison avec le barrage photoélectrique 8. De préférence, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, ledit dispositif comprend en outre un automate, dans lequel on stocke à l'avance les différents paramètres A, B, C, D, E, F, G, H et qui est apte, à la fois, à calculer automatiquement les valeurs souhaitées, et à les traiter et gérer selon les besoins de l'utilisateur. Les mesures collectées par les moyens de mesure 5,6, 7 sont transmises en O/10V ou 4/20mA audit automate pour y être exploitées. Ledit dispositif peut également être équipé de moyens d'édition des données, telle qu'une imprimante, par exemple, reliée à l'automate. Enfin, selon une dernière caractéristique particulièrement avantageuse, ledit dispositif peut comprendre également un ordinateur équipé de moyens de gestion tels que des logiciels spécifiques permettant une optimisation de la production et de l'exploitation des données, pour une rentabilité accrue. Ainsi, qu'il apparaît clairement de ce qui précède, le présent procédé de mesure du volume de corps solides tels que des grumes est de mise en oeuvre particulièrement aisé, permet une souplesse dans l'exploitation des résultats, et repose sur un dispositif fiable, solide et peu coûteux. Bien que l'invention ait été décrite à propos de quelques formes de réalisation particulières, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de forme, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. En particulier, bien qu'ayant été décrite dans le cadre particulier de la mesure du volume de grumes, il est tout à fait envisageable d'utiliser la pré & sente invention dans le cadre de la détermination du volume de matériaux ou substances d'une autre nature. REVENDICATIONS 1) Procédé de mesure du volume d'un corps solide, tel que notamment une grume (1), dans lequel l'on fait défiler ladite grume (1) à l'aide d'un convoyeur (2) animé d'une vitesse prédéterminée, à travers une station (3) de mesure placée perpendiculairement au sens de défilement dudit convoyeur (2), l'on effectue une collecte de mesures relatives à la grume (1) à l'intérieur de ladite station (3), et l'on traite les mesures collectées conformément aux besoins, caractérisé en ce que : - l'on effectue ladite collecte de mesures sur des tranches (4) successives de grume (1), - l'on détermine la surface de chacune des tranches (4), à partir des mesures effectuées, - l'on évalue la longueur de la grume (1), - l'on établit le volume exact de ladite grume (1) à partir de sa longueur, du nombre de tranches (4), et de la surface de chacune d'entre elles. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue ladite collecte de mesures par ultra-sons. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue ladite collecte de mesures par rayons laser. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine la surface de chacune des tranches (4) de grume (1) par triangulation. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine la longueur de la grume (1) par rapport à l'avancement dudit convoyeur (2). 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on traite lesdites mesures collectées à l'aide d'un automate. 7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on réalise une gestion des mesures collectées et du volume déterminé pour chacune des grumes (1), à l'aide dudit automate, de manière à permettre une exploitation rentable de l'ensemble de ces données. 8) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à être positionné sur un convoyeur (2) pour le transport des grumes (1), et comportant une station (3) de collecte de mesures placée perpendiculairement au sens de défilement dudit convoyeur (2) ainsi que des moyens de traitement des mesures collectées, caractérisé en ce que ladite station (3) de mesure comprend un portique (31) enjambant ledit convoyeur (2), et présentant à chaque fois au moins une cellule (5, 6,7) de type à ultra sons ou à laser placée de manière appropriée respectivement sur le montant transversal (34) et chacun des montants verticaux (32,33) dudit portique (31). 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un barrage photoélectrique (8) apte à contribuer à la détermination de la longueur de ladite grume (1). 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que ledit convoyeur (2) est équipé d'un codeur (9) apte à permettre la mesure de l'avancement dudit convoyeur (2). 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un automate pour le stockage et le traitement des mesures collectées. 12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit automate est relié à des moyens d'édition des mesures collectées et/ou traitées. 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un ordinateur équipé de moyens de gestion de données.