CA2109254C - Sciage et decoupage d'equarris deux-faces selon leur courbe - Google Patents
Sciage et decoupage d'equarris deux-faces selon leur courbeInfo
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Abstract
Un système utilisé en combinaison avec une unité de sciage ou de découpage d'équarris, servant à guider un équarri à deux faces durant la coupe selon sa courbature naturelle. Ce système comprend, du côté alimentation de l'unité, des rouleaux qui pressent contre les faces planes opposées de l'équarri, lui assurant ainsi un point de pivotement, et inclut également des moyens de produire longitudinalement un déplacement angulaire de l'équarri durant son avance, à partir du point de pivotement et relativement aux éléments de sciage ou de découpage, permettant à ces éléments d'exécuter la coupe en suivant la courbe naturelle de l'équarri.
Description
l 21092~
TITRE DE L'INVENTION
SCIAGE ET DÉCOUPAGE D'ÉQUARRIS DEUX-FACES SELON LEUR
COURBE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte à un appareil servant à scier et à découper des équarris deux-faces selon leur courbe.
CON.~A.~ DE L'INVENTION
Il est depuis longtemps reconnu dans l'industrie du sciage que la perte de matière ligneuse au cours du processus de transformation est causée de façon prédominante par les défauts naturels des billes de sciage, dont le plus important est une certaine courbure par rapport à l'axe longitudinal. Comme un pourcentage élevé des billes provenant des forêts naturelles en Amérique du Nord, jusqu'à 40 % dans certaines régions, tombent dans cette catégorie particulière, la technologie du sciage s'est efforcée pendant des déc~nnies de résoudre le problème qui consiste à produire la quantité
maximale de bois marchand à partir de billes courbes.
Une première technique en ce sens consistait à
guider la pièce pendant la coupe en appliquant manuellement une pression latérale déterminée visuellement par l'opérateur, de façon à suivre la forme 21092~ 1 observée de la bille ou de l'équarri. Au fur et à mesure des progrès techniques et mécaniques survenus depuis le début des années soixante-dix, on constata une augmentation rapide des capacités d'alimentation, un des résultats étant que le guidage manuel devint peu pratique, ni même possible dans la plupart des cas. Par la suite est apparu un ~ventail complet d'arrangements mécaniques qui peuvent soumettre la pièce brute à un processus de coupe multiple en suivant la ligne de sa courbe naturelle.
Même si ces développements se sont révélés des plus utiles et des plus productifs, ils exigent par contre des investissements élevés en équipement d'alimentation spécialisé, lequel doit être ajouté au système d'entrée ou incorporé à l'unité de production.
fiNONCfi DE L'INVENTION
La présente invention porte sur une méthode simple et fiable de couper des équarris deux-faces selon la ligne de leur courbe naturelle, soit lors du refendage dans une débiteuse à lames circulaires multiples, soit lors du passage dans une seconde équarrisseuse-déchiqueteuse à double face pour produire des équarris quatre-faces.
Un équarri deux-faces est habituellement produit en enlevant simultanément d'une bille, soit par sciage ou par déchiquetage, un volume approximativement ~gal de chaque côté, une fois la bille tournée et maintenue dans une position angulaire telle que sa courbe naturelle se retrouve dans un plan parallèle à celui des deux faces planes en production. Cela permet donc, lors de l'opération subséquente d'équarrissage quatre-faces ou de refendage perpendiculaire, d'obtenir le volume maximal de produit si les coupes, tout en étant maintenues à une distance uniforme l'une de l'autre, sont amenées à
suivre, même si ce n'est qu'approximativement, la courbe correspondant à la forme originale de l'équarri, plutôt que de se faire en ligne droite comme dans un procédé
normal de sciage.
Pour ce qui est des coupes non rectilignes, c'est un fait bien connu que, dans toute opération de production d'équarris ou de refendage, un mauvais alignement accidentel de certains éléments du système d'alimentation produit immédiatement une courbure perceptible des bois sciés, suivant un arc de cercle constant dont le rayon est fonction du degré de déviation communiqué par les dispositifs d'alimentation par rapport à l'orientation des éléments de coupe. Ce phénomène se produit également dans une opération d'équarrissage au moyen de couteaux, comme dans une équarrisseuse-déchiqueteuse à coupe verticale, chaque fois que lespressions latérales exercées sur la pièce sont inégales, à cause du réglage inapproprié des rouleaux d'évacuation;
21092~
la courbe ainsi produite, même en découpant un équarri ou une bille initialement rectiligne, est en rapport avec la nette diff~rence des forces externes appliquées lat~ralement contre les faces verticales. Dans ce cas particulier, le point n ceCrc~ire au pivotement qui contribue au changement angulaire de direction de la pièce pour produire le découpage selon la courbe, est assurée par les éléments habituels du système d'alimentation, lesquels sont situés à la distance la plus rapprochée possible en avant de l'équarrisseuse.
La présente invention se rapporte à
l'utilisation contr~lée des éléments d'alimentation des machines concernées, i.e. la débiteuse à lames circulaires multiples et l'équarrisseuse-déchiqueteuse deux-faces, dans le but de produire chaque fois que désirable une déviation calculée de la coupe par rapport à la ligne droite, d'après les données obtenues par le scanneur relativement à la forme de la pièce originale, de façon à déterminer un ajustement angulaire approprié
des éléments du système d'alimentation par rapport aux plans de coupe.
C'est une exigence de base dans certains exemples existants de la technique de sciage ou de découpage selon la courbe naturelle, que cette même courbe soit d'abord observée par un dispositif quelconque de sc~nning afin de permettre, par suite de la 52l09254 programmation sur ordinateur, l'application de pressions latérales ~ divers points le long de la pièce, de façon à la guider durant la coupe selon l'information obtenue par le scanneur.
S Des systèmes moins évolués utilisent des moyens d'alimentation entièrement mécaniques qui guident de façon continue chacun des segments d'une pièce courbe, au moment où il passe dans une zone de contrôle restreinte pr~c~nt immédiatement la coupe. Dans ce cas, la détection et le positionnement de la pièce sont tous deux accomplis par un même système de rouleaux concaves en contact avec les côtés bruts de la pièce.
Les deux systèmes actuellement en usage décrits ci-dessus présentent l'inconvénient commun de ne pas toujours maintenir la pièce dans la position la plus favorable, puisque le guidage assuré par le contact mécanique avec ses côtés bruts est dépendant des irrégularités de surface qui peuvent être rencontrées le long de la pièce.
OBJETg ET fiNONCfi DE L'INV~NTION
Un des objets de la présente invention consiste à fournir un moyen de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces en suivant l'axe longitudinal de leur courbe naturelle.
210~2~
Un autre objet consiste à assurer ce contrôle au moyen de guides en contact uniquement avec les faces planes de la pièce qui ont été préalablement produites par des couteaux ou des scies.
Un autre objet consiste à fournir un système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces en suivant l'axe longitudinal de leur courbe naturelle, au moyen d'un dispositif de guidage commandé par ordinateur.
Un autre objet consiste à fournir un système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces au moyen d'un guidage effectué entièrement par contact des éléments mécaniques avec les faces planes de l'équarri et non affecté par la présence d'irrégularités naturelles de surface sur ses côtés bruts.
Un autre objet consiste à fournir un système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces, assurant un positionnement optimum d'entrée en coupe des éléments de sciage et de découpage.
Enfin, un autre objet de l'invention est d'assurer que ce système de contrôle accepte toutes les classes de défauts naturels dans les équarris et limite 210925~
_ 7 _ les contraintes aux scies et autres types d'éléments de coupe à des niveaux acceptables, étant donné qu'il est limité exclusivement par contact avec les faces planes des équarris, éliminant ainsi la nécessité de l'incpection et du rejet préalables de pieces brutes qui ~ou~,aient être jugées inappropriées aux procédés dans lesquels la coupe est guidée par la pression exercée sur les côtés bruts de la pièce.
La présente invention se rapporte donc ~ un système servant principalement à diriger un équarri en suivant sa courbe naturelle et comprenant:
des moyens de rouleaux pour presser un équarri par ses faces planes opposées de façon à lui assurer un point de pivotement ~ l'endroit de contact; et des moyens pour soumettre longitudinalement l'équarri à un déplacement angulaire par rapport aux éléments de sciage ou de découpage, l'équarri étant déplacé angulairement tout en étant guidé au point de pivotement de façon à permettre au sciage ou au découpage de suivre la courbe naturelle de l'équarri.
Des moyens sont prévus pour effectuer un déplacement latéral des éléments de sciage ou des têtes découpeuses en vue d'obtenir la position optimum d'entrée en coupe préalablement au sciage ou à l'équarrissage des équarris deux-faces.
``_ 21092~
La principale différence d'approche prise par la présente invention consiste à effectuer le guidage de la pièce courbe lors de la coupe uniquement par contact des éléments mécaniques d'alimentation avec les faces planes produites soit par une opération antérieure, ou juste précédemment dans la même machine de transformation concernée, évitant ainsi les effets d'irrégularités naturelles de surface.
Trois situations de base peuvent être considérées, dans lesquelles ce principe est applicable.
La première situation est le cas d'un équarri deux-faces présentant une courbe dans un plan parallèle à ses faces planes et étant déplacé, ayant lesdites faces en position horizontale, vers une débiteuse ~ lames multiples équipée de rouleaux d'alimentation horizontaux et de scies circulaires montées verticalement. Le processus débute par un scAnn;ng de l'équarri sur toute sa longueur pendant qu'il se déplace le long du convoyeur d'alimentation et qu'il est maintenu en contact avec un guide latéral fixe au moyen de rouleaux montés obliquement dans le plan horizontal.
Au moment où ce scanning est complété, l'unité
de refendage est positionnée latéralement, au moyen de deux positionneurs linéaires, de façon à assurer l'entrée en coupe des éléments de sciage et l'angle d'inclinaison g les plus favorables, conformément à l'information recueillie par le scanneur et calculée par l'ordinateur.
Si une courbure de l'équarri a été détectée, le train arrière des rouleaux presseurs d'évacuation adopte, au moyen d'un troisième positionneur linéaire, une position angulaire non perpendiculaire avec les plans de coupe établis par le train des rouleaux presseurs d'alimentation et les scies, dans la direction qui convient à une courbe soit à droite, soit à gauche, cette position angulaire correspondant à la déviation de coupe requise par les caractéristiques de la courbe originale.
Si on cherche où localiser le point de pivotement d'une pièce pendant qu'elle est coupée le long d'une ligne courbe soit par scies circulaires ou par couteaux, le choix idéal serait le point d'intersection de la ligne centrale médiane de la pièce avec l'axe des moyens de coupe. Cependant, puisque des difficultés mécaniques empêchent cette solution optimale, la deuxième meilleure solution consiste à localiser le point de pivotement aussi près que possible en avant desdits moyens de coupe. C'est ce que propose la présente invention, par les moyens d'un rouleau presseur supérieur moleté ou cannelé à sa péripherie, monté à l'avant et à
proximité des scies, ainsi que d'un rouleau porteur également moleté ou cannelé, situé verticalement sous l'aire de coupe.
`~ 21092~
Le résultat net de l'arrangement décrit est l'optimisation dans sa forme la plus complète, comprenant le meilleur positionnement de l'entrée de coupe, le meilleur positionnement angulaire des plans de coupe et un guidage régulier et sans à-coups le long des coupes courbes, selon la courbure de l'équarri détectée par le ScAnrlellr .
Alternativement, et conformément aux principes généraux déjà décrits, il serait possible de réaliser, selon une seconde situation, la même forme complète d'optimisation en déplaçant l'unité entière de refendage angulairement, plutôt que de faire pivoter simplement son train d'évacuation, tout en déplaçant aussi l'unité
latéralement comme il a été expliqué plus tôt. Dans ce cas, le système d'alimentation de l'unité conserverait une longueur minimale et l'aire de pivotement de la pièce serait établie par des moyens externes de guidage situés près de l'entrée de l'unité. Cela montre bien que les éléments de base de l'invention admettent de nombreuses variations dans l'arrangement mécanique en général.
Une troisième situation est le cas d'un équarri deux-faces présentant une courbe dans un plan parallèle à ses faces planes et étant déplacé vers une équarrisseuse-déchiqueteuse deux-faces pour produire un équarri quatre-faces. L'utilisation de ces équarrisseuses couvre maintenant une longue période -durant laquelle une des préoccupations opérationnelles a toujours été la rectilignité de l'équarri après la coupe.
Cette qualité de l'équarri est assurée d'abord par une paire de plaques de guidage qui suivent les têtes à
couteaux et, dans certaines machines, par des rouleaux verticaux d'évacuation au-delà des plaques de guidage.
Après des décennies d'utilisation de ce type de machines, il appert que le réglage du dégagement des plaques de guidage et, si indiqué, celui du positionnement des rouleaux d'évacuation, sont des facteurs de base dans la coupe d'équarris rectilignes.
On peut dès lors déduire que l'application programmée d'une pression accrue de la plaque de guidage et du rouleau d'évacuation sur un côté de l'équarri au moment où celui-ci laisse les têtes à couteaux, le fera dévier dans la direction opposée à la pression excédentaire et produira ainsi, lorsque désiré, un équarri ayant une courbure en relation avec l'importance de la pression différentielle existant entre les plaques et les rouleaux latéraux.
Le positionnement pour l'entrée en coupe optimale est assuré par le d~placement, soit symétrique ou asymétrique, des têtes découpeuses au moyen de positionneurs linéaires individuels commandés par l'ordinateur.
- l221~9~5~
Le point de pivotement nécessaire au découpage selon une courbe est obtenu, comme il l'est dit plus haut, au moyen de deux rouleaux presseurs ~ l'entrée de l'appareil.
Il est par conséquent néc~s-q~ire de déterminer par ~c~n~i~g la forme en section et la déviation initiale de la ligne centrale médiane de l'équarri depuis la ligne droite et de fixer, par programmation sur ordinateur, le positionnement des têtes découpeuses et le décalage latéral correspondant desdites plaques de guidage et desdits rouleaux d'évacuation qui orientera la coupe des faces verticales selon une courbe suivant approximativement celle originalement détectée dans l'équarri par les moyens de sc~nning.
Il deviendra évident dans la description plus détaillée de l'appareil pour chacune des situations décrites ci-dessus qu'il est possible d'exécuter, lors du refendage ou de l'équarrissage, une coupe courbe de rayon approprié soit vers la droite ou vers la gauche, aussi bien qu'une coupe en ligne droite de l'équarri, selon les circonstances.
D'autres objets et d'autres champs d'application de la présente invention se dégageront de la description détaillée qui suit. Il est à noter, toutefois, que cette description détaillée, même si elle 21092~
pr~sente des modes préférentiels de l'invention, n'est donnée qu'~ titre d'illustration, puisque toute personne expérimentée en la matière pourra y apporter divers changements et modifications tout en restant dans l'esprit et la portée de l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation de côté
d'une unité de sciage, représentant un premier mode de la présente invention;
la figure 2 est une vue en plan du même appareil, montrant l'unité en position pour exécuter une courbe vers la gauche;
la figure 3 est une vue en plan du même appareil montrant l'unité en position pour exécuter une lS courbe vers la droite;
la figure 4 est une vue en plan d'une unité de sciage, représentant un second mode de l'invention et montrant l'unité en trois positions pour exécuter alternativement une coupe vers la droite ou vers la gauche, et une coupe en ligne droite;
la figure 5 est une vue en élévation de côté du second mode;
les figures 6 et 7 sont deux vues en plan d'une unité de découpage, représentant un troisième mode de l'invention.
21092~
DE8CRIP~ION DE8 NODE8 PR~FÉRENTIE~8 Les paragraphes qui suivent donnent une description du système de contrôle de la coupe, en ligne droite ou selon la courbe, proposé par la présente invention, ce système consistant essentiellement en compoeAntes mécaniques mises en contact uniquement avec les faces planes de la pièce, afin de la guider durant les processus de refendage ou d'équarrissage, soit selon une ligne droite d'orientation optionnelle, soit en suivant sa courbe naturelle telle que déterminée par le scanneur, ceci après un positionnement optimal d'entrée en coupe de façon à assurer un rendement maximum en bois sciés marchands. Un scAn~ing de ce genre est toutefois bien connu dans le domaine et les diverses étapes électroniques qu'il comporte ne seront pas décrites en détail.
Pour chacun des trois modes décrits dans les paragraphes qui suivent, un convoyeur d'alimentation fait passer un équarri deux-faces longitudinalement dans un scanneur, avec ses faces planes en position horizontale, au moyen de rouleaux motorisés montés obliquement dans le plan horizontal, lesquels servent aussi à placer et à
maintenir l'équarri contre un guide latéral durant toute la durée de son passage dans le scanneur et pendant son entrée dans l'unité de coupe.
~_ - 15 - 2109254 Dans les figures 1, 2 et 3, illustrant une première variante au moment où la pièce est introduite dans l'unité de coupe 100, tel qu'indiqué par la flèche 102, un rouleau presseur supérieur 104 moleté, ou cannelé
en périphérie, vient en contact avec la face supérieure de l'équarri, alors que ce dernier avance jusqu'à un rouleau porteur 106, également moleté ou cannelé, situé
juste au-dessous de l'aire de coupe des scies 108.
L'action combinée de ces rouleaux supérieur et inférieur situés à proximité l'un de l'autre crée une zone du point de pivotement de la pièce, pendant que sa partie avant est tirée dans le sens de l'alimentation et latéralement par le train d'évacuation arrière généralement désigné
110 de l'unité de coupe 100, lequel s'est déplacé
angulairement au moyen de positionneurs linéaires 107 et 109, amenant ainsi les coupes des scies à suivre une courbe correspondant audit positionnement angulaire. Ce train d'évacuation 110 est fixé de façon pivotante (sous l'action d'un positionneur 118)en 112 et 114 à l'unité de coupe 100 et comporte une série de rouleaux horizontaux 115 qui coopèrent avec un rouleau presseur 116 pour déplacer l'équarri dans la direction d'évacuation désirée. Prealablement à cette procédure, l'unité 100 a été déplacée latéralement par des positionneurs linéaires 107 et 109, en réponse à une décision de l'ordinateur relativement au positionnement de l'entrée en coupe et à
l'orientation angulaire les plus favorables pour obtenir - 16 - 21~92s4 le rendement optimum en bois sciés. Les deux rouleaux presseurs 104 et 116 sont fixés de façon pivotante aux bras radiaux 105 et 117, respectivement.
Dans les figures 4 et 5, un second mode de la présente invention consiste en un système où l'unité de refendage principale 200 pivote intégralement, à la suite du scanning d'une pièce droite ou courbe 202, tout en se déplaçant latéralement à n'importe lequel angle programmé
pour offrir le positionnement d'entrée en coupe et l'orientation angulaire de coupe les plus favorables.
Le système d'alimentation dans ce mode demeure essentiellement tel que déjà décrit et illustré aux figure 1, 2 et 3, la seule différence dans la ligne d'alimentation consistant à relocaliser, à l'avant de l'unité de refendage 200, le rouleau moleté supérieur 204 (monté de fa,con pivotante sur le bras radial 205) et le rouleau moleté inférieur 206, assurant ainsi à la pièce un point de pivotement dans une ou l'autre direction telle que déterminée par les positionneurs latéraux 208 et 210 du dispositif subséquent d'alimentation 200.
La simplification mécanique que procure ce mode doit être considérée en regard des conséquences du fait que la pièce sera non guidée sur une plus grande distance depuis la coupe initiale pendant le sciage selon la ~ - 17 - 21~925~
courbe, et est surtout justifiée pour la coupe de pièces plus longues.
Un troisième mode du procédé de coupe selon la courbe considéré dans cette invention est illustré aux figures 6 et 7; il concerne l'équarrissage au moyen des têtes à couteaux dites découpeuses 302 et 304, comme on trouve dans une équarrisseuse-déchiqueteuse 300, d'un équarri 306 ayant deux faces parallèles au plan de sa courbe naturelle, produites par une première équarrisseuse ou par des scies jumelées.
Les figures 6 et 7 montrent l'équarri deux-faces 306 pendant son équarrissage verticalement et en suivant la courbe naturelle de son axe longitudinal, pendant qu'il avance dans l'équarrisseuse 300 avec ses faces initiales et son axe de courbure disposés horizontalement. La courbure initiale de l'équarri observée par le scanneur est reproduite, sous contrôle de l'ordinateur, dans les coupes longitudinales verticales, comme résultat des pressions inégales appliquées par le système d'évacuation de l'équarrisseuse sur les faces nouvellement coupées, lequel système consiste en plaques de guidage 310 et 312 et en rouleaux d'évacuation 314 et 316. Ces deux éléments de guidage sont positionnés d'après l'information obtenue par le scanneur relativement à la courbe et transmise à des actuateurs 210925~
linéaires 318 et 320 qui sont reliés mécaniquement auxdits guides. Le point nécessaire de pivotement de l'équarri est obtenu au moyen de deux rouleaux presseurs 322 et 324 situés à l'entrée de l'équarrisseuse 300.
Le positionnement pour l'entrée en coupe optimale est assuré par le déplacement, soit symétrique ou asymétrique, des têtes découpeuses au moyen de positionneurs linéaires individuels 326 et 328 commandés par l'ordinateur.
Bien que l'invention ait été décrite en rapport avec une forme spécifique, il est évident pour une personne expérimentée en ce domaine qu'elle peut être modifiée et raffinée de diverses façons. Il est donc souhaité que l'ampleur de la protection à donner à la présente invention ne soit limitée que par la portée des revendications suivantes.
TITRE DE L'INVENTION
SCIAGE ET DÉCOUPAGE D'ÉQUARRIS DEUX-FACES SELON LEUR
COURBE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte à un appareil servant à scier et à découper des équarris deux-faces selon leur courbe.
CON.~A.~ DE L'INVENTION
Il est depuis longtemps reconnu dans l'industrie du sciage que la perte de matière ligneuse au cours du processus de transformation est causée de façon prédominante par les défauts naturels des billes de sciage, dont le plus important est une certaine courbure par rapport à l'axe longitudinal. Comme un pourcentage élevé des billes provenant des forêts naturelles en Amérique du Nord, jusqu'à 40 % dans certaines régions, tombent dans cette catégorie particulière, la technologie du sciage s'est efforcée pendant des déc~nnies de résoudre le problème qui consiste à produire la quantité
maximale de bois marchand à partir de billes courbes.
Une première technique en ce sens consistait à
guider la pièce pendant la coupe en appliquant manuellement une pression latérale déterminée visuellement par l'opérateur, de façon à suivre la forme 21092~ 1 observée de la bille ou de l'équarri. Au fur et à mesure des progrès techniques et mécaniques survenus depuis le début des années soixante-dix, on constata une augmentation rapide des capacités d'alimentation, un des résultats étant que le guidage manuel devint peu pratique, ni même possible dans la plupart des cas. Par la suite est apparu un ~ventail complet d'arrangements mécaniques qui peuvent soumettre la pièce brute à un processus de coupe multiple en suivant la ligne de sa courbe naturelle.
Même si ces développements se sont révélés des plus utiles et des plus productifs, ils exigent par contre des investissements élevés en équipement d'alimentation spécialisé, lequel doit être ajouté au système d'entrée ou incorporé à l'unité de production.
fiNONCfi DE L'INVENTION
La présente invention porte sur une méthode simple et fiable de couper des équarris deux-faces selon la ligne de leur courbe naturelle, soit lors du refendage dans une débiteuse à lames circulaires multiples, soit lors du passage dans une seconde équarrisseuse-déchiqueteuse à double face pour produire des équarris quatre-faces.
Un équarri deux-faces est habituellement produit en enlevant simultanément d'une bille, soit par sciage ou par déchiquetage, un volume approximativement ~gal de chaque côté, une fois la bille tournée et maintenue dans une position angulaire telle que sa courbe naturelle se retrouve dans un plan parallèle à celui des deux faces planes en production. Cela permet donc, lors de l'opération subséquente d'équarrissage quatre-faces ou de refendage perpendiculaire, d'obtenir le volume maximal de produit si les coupes, tout en étant maintenues à une distance uniforme l'une de l'autre, sont amenées à
suivre, même si ce n'est qu'approximativement, la courbe correspondant à la forme originale de l'équarri, plutôt que de se faire en ligne droite comme dans un procédé
normal de sciage.
Pour ce qui est des coupes non rectilignes, c'est un fait bien connu que, dans toute opération de production d'équarris ou de refendage, un mauvais alignement accidentel de certains éléments du système d'alimentation produit immédiatement une courbure perceptible des bois sciés, suivant un arc de cercle constant dont le rayon est fonction du degré de déviation communiqué par les dispositifs d'alimentation par rapport à l'orientation des éléments de coupe. Ce phénomène se produit également dans une opération d'équarrissage au moyen de couteaux, comme dans une équarrisseuse-déchiqueteuse à coupe verticale, chaque fois que lespressions latérales exercées sur la pièce sont inégales, à cause du réglage inapproprié des rouleaux d'évacuation;
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la courbe ainsi produite, même en découpant un équarri ou une bille initialement rectiligne, est en rapport avec la nette diff~rence des forces externes appliquées lat~ralement contre les faces verticales. Dans ce cas particulier, le point n ceCrc~ire au pivotement qui contribue au changement angulaire de direction de la pièce pour produire le découpage selon la courbe, est assurée par les éléments habituels du système d'alimentation, lesquels sont situés à la distance la plus rapprochée possible en avant de l'équarrisseuse.
La présente invention se rapporte à
l'utilisation contr~lée des éléments d'alimentation des machines concernées, i.e. la débiteuse à lames circulaires multiples et l'équarrisseuse-déchiqueteuse deux-faces, dans le but de produire chaque fois que désirable une déviation calculée de la coupe par rapport à la ligne droite, d'après les données obtenues par le scanneur relativement à la forme de la pièce originale, de façon à déterminer un ajustement angulaire approprié
des éléments du système d'alimentation par rapport aux plans de coupe.
C'est une exigence de base dans certains exemples existants de la technique de sciage ou de découpage selon la courbe naturelle, que cette même courbe soit d'abord observée par un dispositif quelconque de sc~nning afin de permettre, par suite de la 52l09254 programmation sur ordinateur, l'application de pressions latérales ~ divers points le long de la pièce, de façon à la guider durant la coupe selon l'information obtenue par le scanneur.
S Des systèmes moins évolués utilisent des moyens d'alimentation entièrement mécaniques qui guident de façon continue chacun des segments d'une pièce courbe, au moment où il passe dans une zone de contrôle restreinte pr~c~nt immédiatement la coupe. Dans ce cas, la détection et le positionnement de la pièce sont tous deux accomplis par un même système de rouleaux concaves en contact avec les côtés bruts de la pièce.
Les deux systèmes actuellement en usage décrits ci-dessus présentent l'inconvénient commun de ne pas toujours maintenir la pièce dans la position la plus favorable, puisque le guidage assuré par le contact mécanique avec ses côtés bruts est dépendant des irrégularités de surface qui peuvent être rencontrées le long de la pièce.
OBJETg ET fiNONCfi DE L'INV~NTION
Un des objets de la présente invention consiste à fournir un moyen de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces en suivant l'axe longitudinal de leur courbe naturelle.
210~2~
Un autre objet consiste à assurer ce contrôle au moyen de guides en contact uniquement avec les faces planes de la pièce qui ont été préalablement produites par des couteaux ou des scies.
Un autre objet consiste à fournir un système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces en suivant l'axe longitudinal de leur courbe naturelle, au moyen d'un dispositif de guidage commandé par ordinateur.
Un autre objet consiste à fournir un système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces au moyen d'un guidage effectué entièrement par contact des éléments mécaniques avec les faces planes de l'équarri et non affecté par la présence d'irrégularités naturelles de surface sur ses côtés bruts.
Un autre objet consiste à fournir un système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage d'équarris deux-faces, assurant un positionnement optimum d'entrée en coupe des éléments de sciage et de découpage.
Enfin, un autre objet de l'invention est d'assurer que ce système de contrôle accepte toutes les classes de défauts naturels dans les équarris et limite 210925~
_ 7 _ les contraintes aux scies et autres types d'éléments de coupe à des niveaux acceptables, étant donné qu'il est limité exclusivement par contact avec les faces planes des équarris, éliminant ainsi la nécessité de l'incpection et du rejet préalables de pieces brutes qui ~ou~,aient être jugées inappropriées aux procédés dans lesquels la coupe est guidée par la pression exercée sur les côtés bruts de la pièce.
La présente invention se rapporte donc ~ un système servant principalement à diriger un équarri en suivant sa courbe naturelle et comprenant:
des moyens de rouleaux pour presser un équarri par ses faces planes opposées de façon à lui assurer un point de pivotement ~ l'endroit de contact; et des moyens pour soumettre longitudinalement l'équarri à un déplacement angulaire par rapport aux éléments de sciage ou de découpage, l'équarri étant déplacé angulairement tout en étant guidé au point de pivotement de façon à permettre au sciage ou au découpage de suivre la courbe naturelle de l'équarri.
Des moyens sont prévus pour effectuer un déplacement latéral des éléments de sciage ou des têtes découpeuses en vue d'obtenir la position optimum d'entrée en coupe préalablement au sciage ou à l'équarrissage des équarris deux-faces.
``_ 21092~
La principale différence d'approche prise par la présente invention consiste à effectuer le guidage de la pièce courbe lors de la coupe uniquement par contact des éléments mécaniques d'alimentation avec les faces planes produites soit par une opération antérieure, ou juste précédemment dans la même machine de transformation concernée, évitant ainsi les effets d'irrégularités naturelles de surface.
Trois situations de base peuvent être considérées, dans lesquelles ce principe est applicable.
La première situation est le cas d'un équarri deux-faces présentant une courbe dans un plan parallèle à ses faces planes et étant déplacé, ayant lesdites faces en position horizontale, vers une débiteuse ~ lames multiples équipée de rouleaux d'alimentation horizontaux et de scies circulaires montées verticalement. Le processus débute par un scAnn;ng de l'équarri sur toute sa longueur pendant qu'il se déplace le long du convoyeur d'alimentation et qu'il est maintenu en contact avec un guide latéral fixe au moyen de rouleaux montés obliquement dans le plan horizontal.
Au moment où ce scanning est complété, l'unité
de refendage est positionnée latéralement, au moyen de deux positionneurs linéaires, de façon à assurer l'entrée en coupe des éléments de sciage et l'angle d'inclinaison g les plus favorables, conformément à l'information recueillie par le scanneur et calculée par l'ordinateur.
Si une courbure de l'équarri a été détectée, le train arrière des rouleaux presseurs d'évacuation adopte, au moyen d'un troisième positionneur linéaire, une position angulaire non perpendiculaire avec les plans de coupe établis par le train des rouleaux presseurs d'alimentation et les scies, dans la direction qui convient à une courbe soit à droite, soit à gauche, cette position angulaire correspondant à la déviation de coupe requise par les caractéristiques de la courbe originale.
Si on cherche où localiser le point de pivotement d'une pièce pendant qu'elle est coupée le long d'une ligne courbe soit par scies circulaires ou par couteaux, le choix idéal serait le point d'intersection de la ligne centrale médiane de la pièce avec l'axe des moyens de coupe. Cependant, puisque des difficultés mécaniques empêchent cette solution optimale, la deuxième meilleure solution consiste à localiser le point de pivotement aussi près que possible en avant desdits moyens de coupe. C'est ce que propose la présente invention, par les moyens d'un rouleau presseur supérieur moleté ou cannelé à sa péripherie, monté à l'avant et à
proximité des scies, ainsi que d'un rouleau porteur également moleté ou cannelé, situé verticalement sous l'aire de coupe.
`~ 21092~
Le résultat net de l'arrangement décrit est l'optimisation dans sa forme la plus complète, comprenant le meilleur positionnement de l'entrée de coupe, le meilleur positionnement angulaire des plans de coupe et un guidage régulier et sans à-coups le long des coupes courbes, selon la courbure de l'équarri détectée par le ScAnrlellr .
Alternativement, et conformément aux principes généraux déjà décrits, il serait possible de réaliser, selon une seconde situation, la même forme complète d'optimisation en déplaçant l'unité entière de refendage angulairement, plutôt que de faire pivoter simplement son train d'évacuation, tout en déplaçant aussi l'unité
latéralement comme il a été expliqué plus tôt. Dans ce cas, le système d'alimentation de l'unité conserverait une longueur minimale et l'aire de pivotement de la pièce serait établie par des moyens externes de guidage situés près de l'entrée de l'unité. Cela montre bien que les éléments de base de l'invention admettent de nombreuses variations dans l'arrangement mécanique en général.
Une troisième situation est le cas d'un équarri deux-faces présentant une courbe dans un plan parallèle à ses faces planes et étant déplacé vers une équarrisseuse-déchiqueteuse deux-faces pour produire un équarri quatre-faces. L'utilisation de ces équarrisseuses couvre maintenant une longue période -durant laquelle une des préoccupations opérationnelles a toujours été la rectilignité de l'équarri après la coupe.
Cette qualité de l'équarri est assurée d'abord par une paire de plaques de guidage qui suivent les têtes à
couteaux et, dans certaines machines, par des rouleaux verticaux d'évacuation au-delà des plaques de guidage.
Après des décennies d'utilisation de ce type de machines, il appert que le réglage du dégagement des plaques de guidage et, si indiqué, celui du positionnement des rouleaux d'évacuation, sont des facteurs de base dans la coupe d'équarris rectilignes.
On peut dès lors déduire que l'application programmée d'une pression accrue de la plaque de guidage et du rouleau d'évacuation sur un côté de l'équarri au moment où celui-ci laisse les têtes à couteaux, le fera dévier dans la direction opposée à la pression excédentaire et produira ainsi, lorsque désiré, un équarri ayant une courbure en relation avec l'importance de la pression différentielle existant entre les plaques et les rouleaux latéraux.
Le positionnement pour l'entrée en coupe optimale est assuré par le d~placement, soit symétrique ou asymétrique, des têtes découpeuses au moyen de positionneurs linéaires individuels commandés par l'ordinateur.
- l221~9~5~
Le point de pivotement nécessaire au découpage selon une courbe est obtenu, comme il l'est dit plus haut, au moyen de deux rouleaux presseurs ~ l'entrée de l'appareil.
Il est par conséquent néc~s-q~ire de déterminer par ~c~n~i~g la forme en section et la déviation initiale de la ligne centrale médiane de l'équarri depuis la ligne droite et de fixer, par programmation sur ordinateur, le positionnement des têtes découpeuses et le décalage latéral correspondant desdites plaques de guidage et desdits rouleaux d'évacuation qui orientera la coupe des faces verticales selon une courbe suivant approximativement celle originalement détectée dans l'équarri par les moyens de sc~nning.
Il deviendra évident dans la description plus détaillée de l'appareil pour chacune des situations décrites ci-dessus qu'il est possible d'exécuter, lors du refendage ou de l'équarrissage, une coupe courbe de rayon approprié soit vers la droite ou vers la gauche, aussi bien qu'une coupe en ligne droite de l'équarri, selon les circonstances.
D'autres objets et d'autres champs d'application de la présente invention se dégageront de la description détaillée qui suit. Il est à noter, toutefois, que cette description détaillée, même si elle 21092~
pr~sente des modes préférentiels de l'invention, n'est donnée qu'~ titre d'illustration, puisque toute personne expérimentée en la matière pourra y apporter divers changements et modifications tout en restant dans l'esprit et la portée de l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation de côté
d'une unité de sciage, représentant un premier mode de la présente invention;
la figure 2 est une vue en plan du même appareil, montrant l'unité en position pour exécuter une courbe vers la gauche;
la figure 3 est une vue en plan du même appareil montrant l'unité en position pour exécuter une lS courbe vers la droite;
la figure 4 est une vue en plan d'une unité de sciage, représentant un second mode de l'invention et montrant l'unité en trois positions pour exécuter alternativement une coupe vers la droite ou vers la gauche, et une coupe en ligne droite;
la figure 5 est une vue en élévation de côté du second mode;
les figures 6 et 7 sont deux vues en plan d'une unité de découpage, représentant un troisième mode de l'invention.
21092~
DE8CRIP~ION DE8 NODE8 PR~FÉRENTIE~8 Les paragraphes qui suivent donnent une description du système de contrôle de la coupe, en ligne droite ou selon la courbe, proposé par la présente invention, ce système consistant essentiellement en compoeAntes mécaniques mises en contact uniquement avec les faces planes de la pièce, afin de la guider durant les processus de refendage ou d'équarrissage, soit selon une ligne droite d'orientation optionnelle, soit en suivant sa courbe naturelle telle que déterminée par le scanneur, ceci après un positionnement optimal d'entrée en coupe de façon à assurer un rendement maximum en bois sciés marchands. Un scAn~ing de ce genre est toutefois bien connu dans le domaine et les diverses étapes électroniques qu'il comporte ne seront pas décrites en détail.
Pour chacun des trois modes décrits dans les paragraphes qui suivent, un convoyeur d'alimentation fait passer un équarri deux-faces longitudinalement dans un scanneur, avec ses faces planes en position horizontale, au moyen de rouleaux motorisés montés obliquement dans le plan horizontal, lesquels servent aussi à placer et à
maintenir l'équarri contre un guide latéral durant toute la durée de son passage dans le scanneur et pendant son entrée dans l'unité de coupe.
~_ - 15 - 2109254 Dans les figures 1, 2 et 3, illustrant une première variante au moment où la pièce est introduite dans l'unité de coupe 100, tel qu'indiqué par la flèche 102, un rouleau presseur supérieur 104 moleté, ou cannelé
en périphérie, vient en contact avec la face supérieure de l'équarri, alors que ce dernier avance jusqu'à un rouleau porteur 106, également moleté ou cannelé, situé
juste au-dessous de l'aire de coupe des scies 108.
L'action combinée de ces rouleaux supérieur et inférieur situés à proximité l'un de l'autre crée une zone du point de pivotement de la pièce, pendant que sa partie avant est tirée dans le sens de l'alimentation et latéralement par le train d'évacuation arrière généralement désigné
110 de l'unité de coupe 100, lequel s'est déplacé
angulairement au moyen de positionneurs linéaires 107 et 109, amenant ainsi les coupes des scies à suivre une courbe correspondant audit positionnement angulaire. Ce train d'évacuation 110 est fixé de façon pivotante (sous l'action d'un positionneur 118)en 112 et 114 à l'unité de coupe 100 et comporte une série de rouleaux horizontaux 115 qui coopèrent avec un rouleau presseur 116 pour déplacer l'équarri dans la direction d'évacuation désirée. Prealablement à cette procédure, l'unité 100 a été déplacée latéralement par des positionneurs linéaires 107 et 109, en réponse à une décision de l'ordinateur relativement au positionnement de l'entrée en coupe et à
l'orientation angulaire les plus favorables pour obtenir - 16 - 21~92s4 le rendement optimum en bois sciés. Les deux rouleaux presseurs 104 et 116 sont fixés de façon pivotante aux bras radiaux 105 et 117, respectivement.
Dans les figures 4 et 5, un second mode de la présente invention consiste en un système où l'unité de refendage principale 200 pivote intégralement, à la suite du scanning d'une pièce droite ou courbe 202, tout en se déplaçant latéralement à n'importe lequel angle programmé
pour offrir le positionnement d'entrée en coupe et l'orientation angulaire de coupe les plus favorables.
Le système d'alimentation dans ce mode demeure essentiellement tel que déjà décrit et illustré aux figure 1, 2 et 3, la seule différence dans la ligne d'alimentation consistant à relocaliser, à l'avant de l'unité de refendage 200, le rouleau moleté supérieur 204 (monté de fa,con pivotante sur le bras radial 205) et le rouleau moleté inférieur 206, assurant ainsi à la pièce un point de pivotement dans une ou l'autre direction telle que déterminée par les positionneurs latéraux 208 et 210 du dispositif subséquent d'alimentation 200.
La simplification mécanique que procure ce mode doit être considérée en regard des conséquences du fait que la pièce sera non guidée sur une plus grande distance depuis la coupe initiale pendant le sciage selon la ~ - 17 - 21~925~
courbe, et est surtout justifiée pour la coupe de pièces plus longues.
Un troisième mode du procédé de coupe selon la courbe considéré dans cette invention est illustré aux figures 6 et 7; il concerne l'équarrissage au moyen des têtes à couteaux dites découpeuses 302 et 304, comme on trouve dans une équarrisseuse-déchiqueteuse 300, d'un équarri 306 ayant deux faces parallèles au plan de sa courbe naturelle, produites par une première équarrisseuse ou par des scies jumelées.
Les figures 6 et 7 montrent l'équarri deux-faces 306 pendant son équarrissage verticalement et en suivant la courbe naturelle de son axe longitudinal, pendant qu'il avance dans l'équarrisseuse 300 avec ses faces initiales et son axe de courbure disposés horizontalement. La courbure initiale de l'équarri observée par le scanneur est reproduite, sous contrôle de l'ordinateur, dans les coupes longitudinales verticales, comme résultat des pressions inégales appliquées par le système d'évacuation de l'équarrisseuse sur les faces nouvellement coupées, lequel système consiste en plaques de guidage 310 et 312 et en rouleaux d'évacuation 314 et 316. Ces deux éléments de guidage sont positionnés d'après l'information obtenue par le scanneur relativement à la courbe et transmise à des actuateurs 210925~
linéaires 318 et 320 qui sont reliés mécaniquement auxdits guides. Le point nécessaire de pivotement de l'équarri est obtenu au moyen de deux rouleaux presseurs 322 et 324 situés à l'entrée de l'équarrisseuse 300.
Le positionnement pour l'entrée en coupe optimale est assuré par le déplacement, soit symétrique ou asymétrique, des têtes découpeuses au moyen de positionneurs linéaires individuels 326 et 328 commandés par l'ordinateur.
Bien que l'invention ait été décrite en rapport avec une forme spécifique, il est évident pour une personne expérimentée en ce domaine qu'elle peut être modifiée et raffinée de diverses façons. Il est donc souhaité que l'ampleur de la protection à donner à la présente invention ne soit limitée que par la portée des revendications suivantes.
Claims (11)
1. En combinaison avec une unité équipée d'éléments pour le sciage d'équarris deux-faces ayant des faces planes opposées, un système servant à diriger un équarri en suivant, durant le processus de sciage, sa courbe naturelle parallèle à ses faces, et comprenant:
des moyens de rouleaux du côté alimentation pour presser les faces planes opposées dudit équarri de façon à lui assurer un point de pivotement au point de retenue; et des moyens pour produire longitudinalement un déplacement angulaire de l'équarri alors que l'équarri est guidé au point de pivotement pour permettre au sciage de suivre la courbe naturelle dudit équarri.
des moyens de rouleaux du côté alimentation pour presser les faces planes opposées dudit équarri de façon à lui assurer un point de pivotement au point de retenue; et des moyens pour produire longitudinalement un déplacement angulaire de l'équarri alors que l'équarri est guidé au point de pivotement pour permettre au sciage de suivre la courbe naturelle dudit équarri.
2. Un système tel que défini dans la revendication 1, où lesdits moyens produisant un déplacement angulaire de l'équarri en vue du sciage selon la courbe comprennent un train d'entraînement de l'équarri monté de façon pivotante.
3. Un système tel que défini dans la revendication 2, où lesdits moyens produisant un déplacement angulaire de l'équarri comprennent des moyens pour positionner ledit train d'entraînement à un angle correspondant à la courbe naturelle de l'équarri.
4. Un système tel que défini dans la revendication 3, où lesdits moyens de positionnement sont situés entre le point de pivotement et ledit train d'entraînement.
5. Un système tel que défini dans la revendication 2, dans lequel, concurremment au déplacement angulaire du train d'entraînement les éléments de coupe peuvent être déplacés latéralement relativement à la position d'entrée de l'équarri, en vue d'obtenir un positionnement optimal d'entrée de coupe.
6. Un système tel que défini dans les revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, où lesdits éléments de coupe consistent en une série de scies circulaires montées verticalement.
7. En combinaison avec une unité équipée d'éléments pour le découpage d'équarris deux-faces ayant des faces planes opposées, un système servant à diriger un équarri entre des têtes découpeuses en suivant durant le processus sa courbe naturelle parallèle à ses faces planes, et comprenant:
des moyens de rouleaux du côté
alimentation pour presser les faces planes opposées dudit équarri de façon à lui assurer un point de pivotement au point de retenue; et des moyens pour provoquer un déplacement longitudinalement angulaire d'un équarri courbe relativement à l'unité de découpage, par lequel ledit équarri est coupé, alors qu'il est guidé audit point de pivotement permettant ainsi au découpage de suivre la courbe naturelle dudit équarri.
des moyens de rouleaux du côté
alimentation pour presser les faces planes opposées dudit équarri de façon à lui assurer un point de pivotement au point de retenue; et des moyens pour provoquer un déplacement longitudinalement angulaire d'un équarri courbe relativement à l'unité de découpage, par lequel ledit équarri est coupé, alors qu'il est guidé audit point de pivotement permettant ainsi au découpage de suivre la courbe naturelle dudit équarri.
8. Un système tel que défini à la revendication 7 où lesdits moyens de déplacement de l'équarri comprennent des moyens de guidage et une paire de rouleaux en contact avec les faces découpées dudit équarri.
9. Un système tel que défini dans la revendication 8, où lesdits moyens de déplacement comprennent aussi des moyens de positionnement desdits moyens de guidage et de rouleaux pour déplacer ledit équarri selon sa courbe naturelle.
10. Un système tel que défini dans la revendication 7, comprenant en plus des moyens de déplacement symétrique ou asymétrique des têtes découpeuses pour réaliser l'entrée en coupe optimale suivant le profil sectionel de l'équarri deux-faces.
11. Un système tel que défini dans la revendication 7, où lesdits éléments de coupe consistent en une paire de têtes découpeuses à couteaux opposées.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| EEER | Examination request | ||
| MKEX | Expiry |
Effective date: 20131028 |