CA2454986A1 - Systeme de tourne-pieces aleatoire - Google Patents

Description

SYST~ME DE TOURNE-PI~CES ALÉATOIRE
CHAMP DE L'INVENTION
L'invention porte sur un système de tourne-pièces aléatoire destiné, mais non exclusivement, à tourner, sur elles-mêmes, des pièces de bois de différentes épaisseurs, largeurs et longueurs. Ce système est apte, entre-autres, à
tourner des pièces de bois qui présentent des inégalités et/ou de la flache sur une de ses faces, de façon à
positionner ces défauts sur un même plan.
HISTORIQUE
I1 arrive que certaines pièces de bois, à la suite d'un sciage pratiqué dans une usine de sciage, présentent ce que l'on appelle couramment de la flache, soit une inégalité dans l'équarrissage des pièces. Pour des raisons techniques et économiques, la flache doit se retrouver en tout temps sur le dessus des pièces de bois avant leur rabotage pour que la flache soit éliminée ou au moins réduite. La haute vélocité
des équipements de plus en plus utilisés en usine rend la tâche très difficile pour tourner les pièces de bois ou non selon la prêsence de flache ou non à l'aide des équipements traditionnels.
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Un objet de la présente invention est de proposer un système de tourne-pièces aléatoire apte à tourner efficacement des pièces de bois qui présentent de la flache à
l'entrée des raboteuses.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel système qui permet de tourner ou non les pièces de bois au besoin sur une chaîne de transfert de bois opérant à
une cadence élevée, par exemple 200 pièces par minute.

Enfin, le système de tourne-pièces selon l'invention, est constitué d'un transfert de transport des pièces de bois, d'un système de détection de la flache, d'un ensemble de rouleaux de remise à zéro et d'un mécanisme de mains tourne-pièces synchronisé avec le transfert.
Les pièces de bois sont déposées mécaniquement une par une sur un transfert à chaînes parallèles ayant des attachements également espacés. Elles passent sous un système de lecture et de caméras électroniques pour en obtenir la forme et ainsi détecter la position de la flache. Un ensemble de rouleaux de remise à zéro positionne le bout rapproché des pièces sur un mur assurant ainsi la bonne position de ces dernières. Enfin, un mécanisme de mains tourne-pièces, se déplaçant parallèlement aux chaînes du transfert, permet le positionnement synchronisé de chacune des mains avec les pièces de bois. Selon l'information transmise par le système de lecture, un mécanisme de came est actionné ou non afin de tourner ou non la pièce de bois correspondante à sa main tourne-pièce. Les pièces de bois sont ensuite amenées vers un transfert sans attachement et dirigées vers l'entrée de la raboteuse.
DESCRIPTION BR~VE DES DESSINS
Une description détaillée des réalisations préférées de l'invention sera donnée ci-après en référence avec les dessins suivants:
Figure 1 est un diagramme schématique montrant une vue en plan d'une station complète de tourne-pièces utilisant un système de tourne-pièces selon la présente invention.
Figure 2 est un diagramme schématique montrant une vue en plan agrandie du système de tourne-pièces selon la présente invention.
Figure 3 est un diagramme schématique montrant l'assemblage individuel de chacune des mains tourne-pièces

2 comprises dans le système de tourne-pièces selon la présente invention.
Figure 4 est un diagramme schématique montrant l'ensemble des mains tourne-pièces sur leurs chaînes d'entraînement ainsi que le mécanisme permettant de maintenir leurs positions horizontales.
Figure 5 est un diagramme schématique montrant le mécanisme de cames permettant de tourner ou non chaque main tourne-pièce.
Figures 6 et 7 sont des diagrammes schématiques montrant le mécanisme d'entraînement du système de tourne-pièces aléatoire.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES
En référence à la figure 1, il est montré une vue d'ensemble d'une station complète de tourne-pièces utilisant un système de tourne-pièces aléatoire selon l'invention. Cet ensemble consiste généralement en un transfert de transport 10 avec attachements et un transfert de sortie 11 sans attachement, le tout permettant le transport de pièces de bois 12 ayant été déposées une à une, au début du transfert 10, dans les attachements 14 par un système de chargement mécanique (non montré). Ces pièces de bois sont dirigées par la suite vers l'entrée d'une raboteuse (non montrée).
Le transfert 10 comprend une série de chaînes de transport 13 disposées parallèlement. Ä ces chaînes sont fixés des attachements 14 afin de permettre le déplacement des pièces de bois 12 sous un système de lecture électronique 15. Ce système de lecture consiste en une série de têtes lectrices montées sur une ou des membrures transversales passant au-dessus et/ou au-dessous des pièces de bois, permettant de détecter la forme des pièces et de transmettre cette information à un ordinateur associé à ce système de lecture.

3 Après avoir passé sous le système de lecture, les pièces de bois sont poussées transversalement vers une butée 16 par un ensemble de rouleaux égalisateurs 17 afin d'assurer une ligne de bois bien positionnée et uniforme. Elles seront ensuite acheminées vers le système de tourne-piècess aléatoire 18. Ce système sera défini en détail plus bas. Les pièces ayant été retournées ou non, seront poussées vers un transfert de sortie 11 comprenant une série de chaînes de transport 19 disposées parallèlement et sans attachement. Les pièces de bois sont ensuite amenées vers un autre transfert sans attachement (non montré) et dirigées vers l'entrée de la raboteuse.
Les chaînes 13, les rouleaux 17 et le système de tourne-pièces 18 sont synchronisés mécaniquement et entraînés par une même motorisation. Ce système sera détaillé plus bas.
Le système de tourne-pièces 18 montré à la figure 1 est monté parallèlement au transfert 10 mais le déplacement des mains tourneuses 27 se fait sur un axe vertical, ce qui permet aux mains tourneuses 27 de s'approcher du bout des pièces 12 afin de se positionner pour tourner ou non cette dernière et par la suite de se retirer.
Se référant aux figures 3,4 et 5, le système de tourne-piëces aléatoire 18 comprend une paire de chaînes 21 et 22 qui sont montées sur des roues dentées 23 et 24, ces roues dentées étant montées et entraînées par deux arbres verticaux et 26. L'entraînement de ces arbres sera détaillé plus bas.
Des ensembles de mains tourneuses 27 (voir figure 3) sont fixés à ces chaînes 21 et 22, un support 28 permet la fixation de l'ensemble sur les chaînes 21 et 22. Sur la partie supérieure du support 28, deux galets rotatifs 29 assurent la position parallèle de l'ensemble 27 par rapport au transfert 10. Sur la partie inférieure du support 28, un autre galet rotatif avec support axial 30 assure la position

4 et supporte le poids de l'ensemble 27. Au centre du support 28, deux paliers flanqués 31A supportent l'arbre de support 31 permettant la rotation de la main 35. Sur le bout intérieur de l'arbre de support 31, une plaque 32 supporte deux galets rotatifs 33, ces derniers maintiennent la main 35 en position horizontale lors du déplacement de l'ensemble 27.
Le bout extérieur de l'arbre de support 31 maintient la main 35, une plaque pliée forme une ouverture en "C" afin de tourner la piëce de bois 12. Sur l'arrière de la main 35, un support permet de fixer verticalement deux galets rotatifs 34 permettant l'action de rotation de la main 35. Un guide souple 36, fixé sur la partie supérieure du support 28 maintient la main 35 en position horizontale lors du passage à vide.
En se référant à la figure 4, le bâti principal 37 permet de supporter les deux arbres verticaux 25 et 26. Un guide de roulement 38 permet aux galets rotatifs 33 de maintenir la position horizontale de la main 35, lors du mouvement des chaînes 21 et 22, entraînant le déplacement des ensembles de mains tourneuses 27. Les guides 39 et 40 assurent la position et le maintien des ensembles de mains tourneuses 27.
En se référant à la figure 5, une came mobile 41 est reliée au bâti principal 37 par un pivot 42, un actionneur pneumatique 43 permet le déplacement de la came mobile 41.
Une came fixe 44 est fixée au bâti principal 37.
En se référant à la figure 6, une roue dentée 45 montée sur l'arbre de tête du transfert de transport 10, entraîne une roue dentée 46 montée sur un arbre intermédiaire 47.
Entre les deux roues dentées 45 et 46, un mécanisme de positionnement 48 pivote sur l'arbre intermédiaire 47. Ce mécanisme est composé d'un support 49, deux paliers flanqués 50, montés à la base du support 49, permettent son pivotement sur l'arbre intermédiaire 47, deux roues dentées 51 avec

5 roulement libre sont fixées à la partie supérieure du support 49. Un ensemble d'actionneurs pneumatiques 52 permet plusieurs positions différentes du mécanisme de positionnement 48. Le mouvement de ce mécanisme de positionnement 48 permet la synchronisation et le bon positionnement des ensembles de mains tourneuses 27 selon la largeur des pièces de bois 12 utilisées. Toujours entre les deux roues dentées 45 et 46, un mécanisme de tendeur automatique 53 maintient une tension constante de la chaîne d'entraînement 54. Ce mécanisme de tension est composé d'un support 55, deux paliers flanqués 56, montés à la base du support 55, permettent son pivotement sur l'arbre intermédiaire 47, une roue dentée 57 avec roulement libre est fixée à la partie supérieure du support 55. Un actionneur pneumatique 58 permet de maintenir une tension constante de la chaîne 54.
En se référant à la figure 7, une roue dentée 59 est montée à l'autre bout de l'arbre intermédiaire 47, cette dernière entraîne une roue dentée 60 qui est montée sur une entrée horizontale d'une boîte de renvoi d'angle 61. Sur la sortie verticale de la boîte de renvoi d'angle 61, un accouplement souple 62 entraîne l'arbre de commande 25 du système de tourne-pièces aléatoire.
OPÉRATION ET FONCTIONNEMENT
Les pièces de bois 12 sont déposées sur le transfert de transport 10 par un système de chargement mécanique (non montré). Elles passent sous le système de lecture électronique 15, ce dernier détermine s'il y a de la flache ou non, quel en est le volume et quelle est sa position sur la pièce, l'information est transmise à l'ordinateur du système afin de déterminer si cette pièce doit être tournée ou non, l'information est reliée à cette pièce et est conservée pour action future.

6 La station complète de tourne-pièces est entraînée par une même motorisation. Chaque élément est donc parfaitement synchronisé avec les autres. Un système d'encodeur électronique permet de suivre le déplacement de chaque pièce de bois 12.
Après avoir passé sous le système de lecture 15, les pièces de bois 12 sont poussées sur des rouleaux égalisateurs 17 afin de les déplacer transversalement vers une butée 16.
Cette opération permet d'assurer que les bouts rapprochés des pièces de bois 12 sont bien positionnés pour la pénétration dans les ensembles de mains tourneuses 27. D'autres guides et entonnoirs (non montrés) assurent la bonne pénétration sur les autres axes.
La distance centre en centre des attachements 14 du transfert 10 est plus grande que la distance centre en centre des ensembles de mains tourneuses 27. Donc la vitesse d'avance du système de tourne-pièces 18 est plus lente que la vitesse d'avance du transfert 10. L'ensemble de mains tourneuses 27, entraîné par les chaînes 21 et 22, pivote autour des roues dentées 24, ce mouvement amène la main tourneuse 27 à l'avant de la pièce de bois 12. La vitesse d'avance du transfert 10 étant plus rapide que celle de la main tourneuse 27, la pièce de bois 12 pénètre progressivement à l'intérieur de la main tourneuse 27 afin d'atteindre la bonne position pour le retournement si nécessaire.
La position de la première face (appelée la rive) de la pièce de bois 12 doit être d'environ 3/4" en amont du centre de la main 35, soit le centre de rotation de l'arbre de support 31. Cette position est constante pour toutes les largeurs de pièces et nous l'appellerons la position de tournage 63 (voir figure 1).
Un peu avant que la pièce de bois 12 arrive à la position de tournage 63, l'ordinateur du système transmettra

7 la décision reliée à cette pièce spécifique. Si la décision est de tourner la pièce, un signal sera envoyé vers l'actionneur pneumatique 43 afin de déplacer la came mobile 41 vers sa position levée. Le déplacement de l'ensemble de mains tourneuses 27 amènera le galet rotatif inférieur 34 en contact avec la came mobile 41, ce qui amorcera le mouvement de rotation de la main 35. Un évidement dans le guide de roulement 38 permet de dégager le passage pour le mouvement du galet rotatif 33 afin d'annuler sa fonction de maintien.
Le galet rotatif supérieur 34 se dégagera facilement du guide de maintien 36. La main 35 effectuera une rotation de 90 degrés durant son déplacement sur la came mobile 41. Au bout de la came mobile 41, le galet rotatif arrière 33 sera en position basse et entrera en contact avec la came fixe 44 afin de poursuivre la rotation de la main 35, la rotation de 180 degrés sera complétée lorsque l'ensemble 27 sera arrivé
au bout de la came fixe 44. Le galet rotatif supérieur 34 se positionnera sous le guide souple 36 afin d'arrêter le mouvement de rotation. Le galet rotatif arrière 33 rejoindra la surface de roulement du guide 38 et assurera la position horizontale de la main 35. L'ensemble de mains tourneuses 27, entraîné par les chaînes 21 et 22, pivote autour des roues dentées 23, ce mouvement amène l'ensemble de mains tourneuses 27 à se retirer de la pièce de bois 12. Cette dernière peut continuer son chemin vers le transfert de sortie 11.
Dans le cas où la décision est de ne pas tourner la pièce de bois 12, la came mobile 41 sera maintenue en position basse. I1 n'y aura alors aucun contact entre le galet rotatif 34 et la came mobile 41. Le galet rotatif supérieur 34 maintiendra sa position dans le guide de maintien souple 36, ce qui gardera la main 35 en position horizontale jusqu'à la position de pivotement autour des roues dentées 23, ce qui amènera le dégagement de l'ensemble

8 de mains tourneuses 27 sans avoir provoqué le retournement de la pièce de bois 12.
Le système de tourne-pièces aléatoire étant conçu pour la manipulation de diverses largeurs de bois, et étant donné
que la position de tournage 63 doit être constante, ces variations de largeurs demandent différentes positions de synchronisation entre la position des attachements 14 du transfert de transport 10 et la position de tournage 63. Ces différentes positions de synchronisation sont obtenues à
l'aide du mécanisme de positionnement 48. Le mouvement de ce mécanisme change la position de la chaîne de commande reliant les roues dentées 45 et 46. Ce changement de position amène une variation de la distance entre la position de tournage 63 et le centre des attachements 14. Ce changement de position est effectué par l'utilisation d'un ensemble d'actionneurs pneumatiques 52. Cet ensemble d'actionneurs pneumatiques 52 est composé de plusieurs actionneurs assemblés bout à bout et ayant des courses différentes. La combinaison de ces courses permet une multitude de positionnements du mécanisme 48. Afin d'assurer une tension constante et adéquate de la chaîne de commande reliant les roues dentées 45 et 46, un actionneur pneumatique 58 maintient une pression de poussée constante sur le tendeur automatique 53. Des positions déjà programmées dans l'ordinateur du système permettent le positionnement automatique de l'ensemble après sélection de la largeur des pièces de bois 12 par l'opérateur.

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