Brevet FR3093943A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : Dispositif d'usinage de poutres en bois ou si- milaires Domaine technique [0001] La présente invention concerne un dispositif d'usinage de pièces longitudinales de section quelconque. Le dispositif suivant l'invention est particulièrement destiné à l'usinage de poutres en bois et permet un usinage rapide et aisé de poutres de différentes longueurs Etat de la technique [0002] Dans le domaine du travail du bois, à savoir la menuiserie, l'ébénisterie et plus parti- culièrement celui de la charpenterie, il est bien connu d'utiliser une ligne d'usinage 15 de pièces longitudinales en bois, de section carrée ou rectangulaire, telles que des madriers entrant par exemple dans la construction de bâtiments en bois ou des poutres entrant dans construction de charpentes. 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... La plupart de ces lignes 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 précédemment. Dans ces lignes d'usinage, 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. [0003] On comprend bien que de telles lignes d'usinage travaillent à une cadence rela- tivement 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. [0004] De nombreuses autres machines comprennent des rouleaux ou des tapis d'amenée qui assurent le déplacement transversal ou longitudinal des poutres de bois. C'est le cas notamment des machines d'usinage commercialisées par la société SCHMIDLER. [0005] Le document EP2353820 déposé par la société Hundegger décrit un système de traitement de bois comportant un support de pièce formé pour supporter des pièces à usiner et. un dispositif de traitement. agencé dans le support de pièce à usiner entre une zone d'appui vers l'avant et une zone d'appui arrière. Le dispositif de traitement comporte une unité de traitement pour recevoir un outil d'usinage. L'unité de traitement peut se déplacer suivant les deux axes longitudinaux et transversaux. Un dispositif de 2 transport est prévu pour le déplacement des pièces à usiner reposant sur le porte-pièce. Le dispositif de transport consiste généralement dans une pluralité de chariots. On connaît également de nombreuses machines du type dans lesquelles une pièce de bois est supportée fixement par un bâti de machine, tandis qu'un outil procédant par enlèvement de copeaux, notamment outil rotatif, est déplacé le long de la pièce ; tel est par exemple le cas de la machine dit déligneuse destinée à couper en long des pièces de bois de forme allongée, tel est encore le cas de différentes machines de scierie destinées à équarrir ou débiter des fûts ; tel est encore le cas de certains machines dites "tenonneuses" ou "rainurcuses" destinées à usiner des reliefs profilés le long des chants des pièces de bois. C'est le cas notamment de la demande de brevet EP1923183 déposée par la société ESSETRE qui décrit une machine de fraisage pour l'usinage sur des poutres de bois comprenant une ligne de déplacement guidé pour une poutre à usiner et un poste de fraisage qui comprend deux ensembles de fraisage qui sont commandés par des moyens électroniques et sont chacun adaptés pour fraiser les faces opposées de la même portion de poutre. Les ensembles de fraisage comprennent chacun un unique dispositif de coupe qui est associé à des moyens de déplacement le long de deux directions perpendiculaires qui se trouvent sur un plan. Les éléments de coupe sont déplacés autour de la poutre le long d'une même direction de mouvement. [0006] Toutefois, de telles machines sont spécialisées dans la réalisation d'un usinage bien déterminé et, compte tenu de leurs caractéristiques dimensionnelles et/ou fonctionnelles, elles ne se prêtent pas à la réalisation d'autres types d'usinage. Par ailleurs, pour l'usinage de poutres destinées à la charpenterie, on connaît également le document EP 0 608 746 qui décrit une machine de travail du bois à contrôle numérique. L'installation de travail du bois à commande numérique comporte un dispositif pour guider les pièces à l'aide de chariots de serrage pendant le traitement dans une direction horizontale, un arbre outil entrainé par un moteur à arbre qui est déplaçable dans un plan perpendiculaire à la direction de la poutre et est rotatif autour de plusieurs arbres. L'installation comporte un chariot solidaire d'un portique fixe traversé orthogonalement par le dispositif de guidage portant la poutre à usiner, ledit chariot étant mobile en direction horizontale et portant un chariot mobile en direction verticale. Sur le chariot vertical, il est monté une pièce intermédiaire pouvant tourner autour d'un axe vertical. Sur ladite pièce intermédiaire, il est monté un moteur à arbre pouvant tourner autour d'un axe horizontal. L'axe vertical est disposé de façon centrale devant le chariot vertical et le moteur à arbre est monté sur la face interne de la branche verticale de la pièce intermédiaire de sorte que les deux axes angulaires et l'axe de l'arbre se coupent en un point. [0007] Ce type d'installation présente l'avantage d'améliorer la précision de l'usinage des poutres. Toutefois, ce type d'installation présente l'inconvénient de nécessiter une place 3 au sol particulièrement importante. En effet, outre le fait que le portique présente une largeur importante, il est nécessaire de prévoir beaucoup de place de part et d'autre du portique pour permettre de recevoir la poutre à usiner d'un côté et la poutre usinée de l'autre côté. [0008] On connait également le document FR3006228 déposé par le demanderesse décrivant un dispositif d'usinage de poutres en bois. Ledit dispositif comprend deux tréteaux dont au moins un tréteau monté mobile sur un rail de roulement et une unité d'usinage à commande numérique s'étendant entre deux tréteaux mobiles et comportant au moins un porte-outils, ladite unité d'usinage étant montée mobile le long du rail de roulement. Ladite unité d'usinage comporte un plateau s'étendant depuis chaque côté latéral d'un châssis de l'unité d'usinage, chaque plateau présentant une rampe inclinée qui comporte un pas de pèlerin constitués de doigts entraînés par une courroie, ladite unité d'usinage étant pilotée par un automate programmable et/ou une unité de commande numérique de manière à ce que ladite unité d'usinage se déplace le long dudit mil en fonction de la longueur de la pièce à usiner. [0009] Ce type de dispositif présente l'inconvénient de présenter un encombrement important, plus particulièrement au niveau de l'unité d'usinage. [0010] Ainsi, il existe un besoin pour un dispositif d'usinage de poutres en bois comprenant une unité d'usinage plus compact afin de réduire l'encombrement global du dispositif Divulguation de l'invention [0011] L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif d'usinage de pièces longitudinales de section quelconque telles qu'une poutre en bois par exemple, de conception simple et peu onéreuse, présentant un faible encombrement afin de permettre l'usinage de poutres de différentes longueur et permettant une grande variété d'usinages tels que entaillage, fraisage, perçage, tronçonnage, rainurage, marquage, etc... [0012] A cet effet, et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif d'usinage de pièces longitudinales de section quelconque telles qu'une ban-e ou une poutre par exemple comprenant au moins un bâti muni de moyens de préhension et de déplacement de la poutre et une unité dite d'usinage à commande numérique ; ledit dispositif est remarquable en ce que ladite unité d'usinage comprend au moins un châssis mobile sur lequel est montée en rotation une couronne, ladite couronne étant apte à être entraînée en rotation et comprenant des parois verticales supportant un plateau horizontal ainsi qu'une scie circulaire apte à être déplacée depuis une position rétractée dans laquelle ladite scie circulaire s'étend sous le plateau horizontal jusqu'à une position dite de travail dans laquelle ladite scie circulaire fait saillie au-dessus dudit plateau horizontal à travers une lumière radiale pratiquée dans ledit plateau, ladite lumière radiale s'étendant depuis le centre dudit plateau, un bloc électrobroche 4 axes apte à être déplacé depuis une position rétractée dans laquelle ledit bloc électrobroche s'étend sous le plateau horizontal jusqu'à une position dite de travail dans laquelle fait saillie au-dessus dudit plateau horizontal à travers un trou sensiblement rectangulaire pratiqué dans ledit plateau, ledit trou rectangulaire s'étendant perpendiculairement à la lumière radiale, l'axe longitudinal dudit trou ne passant par le centre du plateau, et, au droit du bloc électrobroche, sous le plateau horizontal, un porte-outil. [0013] Ledit porte-outil est du type rnultibroche avec changement d'outil automatique. [0014] Par ailleurs, ladite unité d'usinage comprend une rainurcuse positionnée sous la table horizontale, la tête de la rainurcuse étant apte à être déplacée depuis une position rétractée jusqu'à une position de travail à travers un trou pratiqué dans ladite table. [0015] De manière avantageuse, ladite unité d'usinage comprend également une perceuse verticale positionnée sous la table horizontale, le forêt de la perceuse verticale étant apte à être déplacé depuis une position rétractée jusqu'à une position de travail à travers un trous pratiqué dans ladite table. [0016] De plus, le châssis de l'unité d'usinage comporte des moyens de roulement motorisés afin de permettre le déplacement de ladite unité d'usinage le long de rails de roulement, lesdits moyens de roulement motorisés étant pilotés par l'automate programmable et/ou une unité de commande numérique. [0017] Accessoirement, il comporte au moins un bac de récupération des copeaux. [0018] De préférence, il comporte un bac de récupération des copeaux de part et d'autre du châssis. [0019] Ledit dispositif comporte également des moyens d'aspiration [0020] De plus, le bâti est constitué de montants, traverses et longerons, métalliques comprenant une partie centrale dans laquelle est positionné l'unité d'usinage et deux parties latérales s'étendant de part et d'autre de la partie centrale. [0021] Ledit bâti comporte, dans sa partie supérieure, deux rails longitudinaux dits su- périeurs, s'étendant d'une extrémité à l'autre des parties latérales en passant au-dessus de l'unité d'usinage et sur lesquels sont montés mobiles deux chariots munis de moyens de déplacement et comprenant des moyens de préhension. Brève description des dessins [0022] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d'une unique variante d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitative, du dispositif d'usinage de poutres ou similaires conforme à l'invention, en référence aux dessins annexes sur lesquels: [fig.]] la figure 1 est une vue en perspective du dispositif d'usinage de poutres en bois ou similaires suivant l'invention, Ifig.2I la figure 2 est une vue de dessus du dispositif d'usMage de poutres en bois ou si- milaires suivant, l'invention, Ifig.3I la figure 3 est une vue de face du dispositif d'usinage de poutres en bois ou similaires suivant l'invention. Ifig.4I la figure 4 est une vue en perspective de l'unité d'usinage du dispositif suivant l'invention. Ifig.SI la figure 5 est une vue de dessus de l'unité d'usinage du dispositif suivant l'invention, Ifig.6I la figure 6 est une vue de côté de l'unité d'usinage du dispositif suivant l'invention, [fig.7] la figure 7 est une vue arrière dc l'unité d'usinage du dispositif suivant l'invention. Description détaillée de l'invention [0023] Dans la suite de la description du dispositif d'usinage suivant l'invention, les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments. Les différentes vues ne sont pas nécessairement tracées à l'échelle. Par ailleurs, le dispositif d'usinage suivant l'invention est particulièrement destiné à l'usinage dc poutres cn bois pour la charpenterie ; toutefois, il est bien évident que le dispositif d'usinage pourra être adapté pour l'usinage de pièces longitudinales de section quelconque, obtenues dans un matériau quelconque, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. [0024J En référence aux figures 1 à 3, le dispositif d'usinage suivant l'invention comprend un bâti (1) usuellement constitué dc montants, traverses et longerons, métalliques comprenant une partie centrale (la) dans laquelle est positionné une unité d'usinage (2) qui sera décrite en détail un peu plus loin et deux parties latérales ( 1 b, 1 c) s'étendant de part ct d'autre de la partie centrale (la). Ledit bâti (I) comporte également, dans sa partie supérieure, deux rails (3) longitudinaux dits supérieurs, s'étendant d'une extrémité à l'autre des parties latérales ( 1 b,1c) en passant au-dessus de l'unité d'usinage (2) et sur lesquels sont montés mobiles deux chariots (4a,4b) munis de moyens de déplacement, non représentés sur les figures, et comprenant des moyens de préhension (5a,5b). Lesdits moyens de déplacement pourront être constitués de tous moyens bien connu de l'homme du métier tel qu'un système à pignon et crémaillère, le pignon étant entraîné en rotation par un moteur électrique, ou par galet entraîné par un moteur électrique. Par ailleurs, les moyens de préhension (5a,5b) consistent en des pinces comprenant un mors mobile et un mors fixe, ledit mors mobile étant entraîné 6 par un moteur électrique, un vérin pneumatique ou un vérin hydraulique ; toutefois, il est bien évident que les moyens de préhension (5a,5b) pourront consister dans tous autres moyens de préhensions équivalents bien connus de l'Homme du métier. Les moteurs électriques d'actionnement des chariots (4a,4b) et des moyens de préhension (5a,5b) sont pilotés par un automate programmable et/ou une unité de commande numérique (6) solidaire de la face arrière de la partie centrale (la) du bâti (1). [0025] Par ailleurs, en référence aux figures 1, 2 et 4 à 7, l'unité d'usinage (2) est constituée d'un châssis (7) sensiblement parallélépipédique comprenant un plateau horizontal (8) portant des roues prenant appui sur deux rails (9) parallèles reliés par des traverses, lesdits rails (9) et les traverses étant fixés au sol par tous moyens appropriés bien connu de l'homme du métier afin d'assurer la stabilité du dispositif suivant l'invention, et s'étendant dans la partie centrale (l a) du bâti (1) perpendiculairement aux rails supérieurs (3) permettant la préhension des poutres. Chaque rail (9) est par exemple du type « vignole » comprenant un patin qui s'appuie sur les traverses, un champignon qui constitue le chemin de roulement et une âme qui relie le champignon au patin. De plus le châssis (7) comprend des moyens d'entraînement non représentés sur les figures permettant de déplacer l'unité d'usinage le long des mils (9) et pilotés par l'automate programmable et/ou une unité de commande numérique (6). L'unité d'usinage comporte également une couronne (10) montée en rotation sur le châssis (7) et apte à être déplacée par des moyens d'entrainement, tels que des moteurs électriques dont les arbres de sortie sont munies de pignons coopérant avec de counoies et/ou des crémaillères ou similaire par exemple, pilotés par l'automate programmable (6). Sur ladite couronne (10) sont montées des parois verticales (11) supportant un plateau horizontal (12) de forme circulaire Ladite unité d'usinage comporte également une scie circulaire (13) apte à être déplacée depuis une position rétractée dans laquelle ladite scie circulaire (13) s'étend sous le plateau horizontal (12) jusqu'à une position dite de travail dans laquelle ladite scie circulaire (12) fait saillie au-dessus dudit plateau horizontal (12) à travers une lumière radiale (14) pratiquée dans ledit plateau (12), ladite lumière radiale (14) s'étendant depuis le centre dudit plateau (12). Il va de soi que ladite scie circulaire (12) est actionnée par des moyens bien connus de l'homme du métier solidaires de l'une des parois verticales (11). [0026] De plus, l'unité d'usinage (2) comporte un bloc électrobroche (15) 4 axes apte à être déplacé depuis une position rétractée dans laquelle ledit bloc électrobroche (15) s'étend sous le plateau horizontal (12) jusqu'à une position dite de travail dans laquelle fait saillie au-dessus dudit plateau horizontal (12) à travers un trou (16) sensiblement rectangulaire pratiqué dans ledit plateau (12), ledit trou rectangulaire (16) s'étendant perpendiculairement à la lumière radiale (14), l'axe longitudinal dudit trou (16) ne passant par le centre du plateau (12). Au droit du bloc électrobroche (15), sous le 7 plateau horizontal (12), ladite unité d'usinage (2) comprend un porte-outil (17) du type multibrochc avec changement d'outil automatique bien connu de l'homme du métier, lesdits outils pouvant consister notamment dans une mèche à défoncer, une fraise universelle, une fraise queue d'aronde, etc... [0027] De manière avantageuse, ladite unité d'usinage (2) comprend également une rainureuse (18) et une perceuse verticale (19) positionnées sous la table horizontale (12), la tête de la rainurcuse (18) et le forêt de la perceuse verticale (19) étant aptes à être déplacés depuis une position rétractée jusqu'à une position de travail à travers des trous (20) et respectivement (21). [0028] Tl est bien évident que le bloc électrobroche (15), le porte-outil (17), la rainureuse (18) et la perceuse (19) sont pilotés par l'automate programmable et/ou une unité de commande numérique (6). [0029] Accessoirement, l'unité d'usinage (2) suivant l'invention comporte un carter de protection constitué de plusieurs vantaux coulissant ou articulés, non représentés sur les figures. De plus, le dispositif suivant l'invention pourra avantageusement comporter de part et d'autre dc l'unité d'usinage (2) un bac de récupération et/ou un système d'aspiration des copeaux et des poussières. [0030] Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières et en aucun cas limitatif quant au domaine d'application de l'invention. 8