CA2215565C - Appareil servant au sciage ou au decoupage d'equarris deux-faces suivant une courbe controlee - Google Patents
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Abstract
La divulgation décrit un système qui, en combinaison avec une unité de sciage ou de découpage d'équarris, sert à guider des équarris deux-faces durant la coupe le long de la ligne de leur courbe naturelle. Le système comprend, du côté alimentation ainsi que du côté évacuation de l'unité, des moyens de rouleaux déplaçables latéralement qui pressent les faces planes opposées de l'équarri et lui transmettent un mouvement de pivotement dans le plan horizontal pendant que la coupe progresse, amenant ainsi les scies ou les couteaux à suivre une courbe contrôlée en rapport avec la courbe naturelle dudit équarri.
Description
CA 0221~6~ 1997-08-29 TITRE DE L'INVENTION
Appareil servant au sciage ou au découpage d'équarris deux-faces suivant une courbe contrôlée.
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte à un appareil servant au sciage ou au découpage d'équarris deux-faces suivant une courbe co, ~ Jlec.
CONTEXTE DE L'INVENTION
Un équarri deux-faces est produit en enlevant d'une bille, soit par sciage ou par déchiquetage, un volume approximativement égal de chaque côté, une fois la bille tournée dans une position angulaire telle que sa courbe naturelle se retrouve dans un plan parallèle à celui des deux faces en production. Ledit équarri est par la suite refendu perpendiculairement aux faces découpées de manière à produire des débits de sciage correspondant aux dimensions requises sur le marché.
Même si la précision dimensionnelle et la rectilignité des rives sont des prérequis pour ce produit, il est depuis longtemps reconnu qu'une certaine courbure d'une pièce sciée, dans le sens de son épaisseur, comme il peut se produire lors du relâchement des contraintes naturelles de la fibre au moment de la coupe, n'est pas nuisible à la qualité des sciages marchands puisque les procédés subséquents d'empilage et de séchage redresseront cette courbure suffisamment pour que la pièce soit commercialement acceptable.
Avec le temps, les producteurs de bois sciés ont constaté que la coupe en ligne droite sur la longueur d'un équarri deux-faces présentant une courbe naturelle pouvait entraîner d'importantes pertes en produits de sciage. Cette constatalion a mené à la recherche de moyens d'exécuter des coupes parallèles en courbe dans un équarri, tout en préservant la précision CA 0221~6~ 1997-08-29 en épaisseur de chaque pièce produite. Tant que les vitesses de coupe demeuraient à bas niveaux, on pouvait concevoir et utiliser avec un certain succès des pratiques simples, dont le guidage manuel. Cependant, au cours des 20 dernières années, la technologie du sciage et les pressions du marché ont forcé les taux d'alimentation aux machi~es à plus de huit pieds par seconde et il est devenu nécessaire de trouver de nouvelles méthodes de guidage pour le sciage selon la courbe.
Jusqu'à présent, la plupart des systèmes de guidage améliorés qui ont été proposés à cette fin impliquent toujours un contact avec les côtés bruts des équarris deux-faces à débiter ou à équarrir. Même si ces dispositifs suivent la courbure générale de la pièce, les irrégularités de surface altèrent leur perception de la forme de base de ladite pièce. De plus, une limitation efficace de la courbure de coupe n'est pas possible parce que l'effet de guidage dépend totalement du contact avec les surfaces naturelles de la pièce, produisant ainsi parfois des sciages qui sont courbés au point de causer des problèmes lors des opérations subséquentes de manutention.
D'autre part, il est bien connu que, en faisant des coupes longitudinales perpendiculairement aux faces planes opposées d'un équarri deux-faces, tout désalignement angulaire des rouleaux d'alimentation en contact avec lesdites faces planes entraîne une déviation de coupe depuis la ligne droite. Aux fins de la présente explication, I'expression ~désalignement angulaire" dénote tout angle autre que 90~ pouvant exister entre l'axe desdits rouleaux et l'axe théorique d'alimentation, tel que perçu dans un plan parallèle aux faces planes de l'équarri. Un développement antérieur du requérant, tel que décrit dans le brevet américain n~ 4400842, accordé à M. Brisson le 28 mars 1995, tirait profit de cette particularité au moyen essentiellement d'un système de rouleaux d'alimentation montés de façon pivotante et ayant une orientation variable dans le plan horizontal, exerçant ainsi sur les faces planes de l'équarri une force de friction latérale CA 0221~6~ 1997-08-29 qui provoque une déviation de la pièce durant la coupe. Comme ce développement prévoyait l'utilisation d'une seule unité de guidage soit à
l'avant, soit à l'arrière des scies, il s'ensuit qu'une certaine longueur de la coupe, à une extrémité ou à l'autre de la pièce, est hors du contrôle de 5 courbure et demeure en ligne droite. De plus, I'action de guidage causée par le désalignement angulaire des rouleaux d'alimentation tel que décrit ci-dessus, est dépendante de facteurs de friction qui varient suivant les conditions du bois; dans tous les cas, le taux réel de déviation de la pièce a tendance à être lent par rapport à la durée totale du cycle de coupe (une ou 10 deux secondes selon la longueur de la pièce et le taux d'alimentation). Cettecondition limite dans une large mesure le sciage en courbes inversées dans des équarris à courbure complexe.
OBJETS DE L'INVENTION
Un des objets de la présente invention consiste à fournir un 15 système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage quatre-faces d'équarris deux-faces selon l'axe longitudinal de leur courbe naturelle, en réponse aux données d'un scanneur situé en amont de l'unité
de sciage ou de découpage.
Un autre objet consiste à assurer un système de contrôle pour 20 le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage quatre-faces d'équarris deux-faces au moyen d'un processus de guidage entièrement effectué par le contact de composantes mécaniques avec les faces planes de l'équarri et par conséquent non affecté par la présence d'irrégularités naturelles de surface sur ses côtés bruts.
Un autre objet de l'invention est de fournir un système de contrôle du sciage en courbe qui n'est influencé par aucun type de défauts naturels dans un équarri deux-faces, éliminant ainsi le besoin d'inspection et de rejet préalables, tout en prévenant les contraintes indues dans la scie CA 0221~6~ 1997-08-29 causées par de soudaines déviations latérales de l'alimentation, pouvant survenir dans d'autres systèmes qui guident l'équarri par contact avec ses côtés bruts.
Un autre objet de l'invention est de fournir un système capable, 5 pour toute condition de l'équarri, de limiter le degré de courbure de la coupeà ce qui est jugé acceptable dans les bois sciés, compte tenu des opérations subséquentes de manutention et de transformation.
Un autre objet est de fournir un système de guidage mécanique pour le refendage perpendiculaire selon la courbe d'équarris 10 deux-faces, qui soit principalement exempt de glissement latéral aux aires de contact avec les faces planes de la pièce.
Un autre objet est de fournir un système de guidage se déplaçant latéralement dans deux directions opposées, ces mouvements ayant une vitesse contrôlée et étant instantanément réversibles, permettant 15 ainsi de reproduire dans la coupe les courbures variables et complexes d'un équarri, sur toute la longueur de la pièce.
Un autre objet est de fournir un système de guidage qui provoque un mouvement de pivotement horizontal de l'équarri, sur un axe de rotation vertical dont l'emplacement idéal, dans la zone de coupe ou à
20 proximité, peut être sélectionné par le design approprié d'un système de leviers de contrôle.
Par conséquent, un des principaux objets de la présente invention qui est d'optimiser le rendement en sciages lors du refendage d'équarris présentant une courbe, exige en plus que tout mouvement des 25 éléments de guidage soit programmé par ordinateur selon les données du CA 0221~6~ 1997-08-29 scanneur relativement à la forme entière de la pièce, telle que déterminée à son entrée dans le système.
ÉNONCÉ DE L'INVENTION
La présente invention porte sur un système de guidage à
5 action rapide et positive, à être utilisé dans le traitement d'équarris deux-faces, suivant l'axe moyen de leur courbure naturelle, soit par refendage multiple perpendiculairement aux faces planes opposées, soit par équarrissage quatre-faces au moyen de couteaux. Cela est réalisé en utilisant, pour l'alimentation et l'évacuation de l'équarri, des unités de 10 guidage déplaçables latéralement, jointes par liens mécaniques et fonctionnant avec une unité de sciage ou de découpage longitudinalement, composée de scies ou de têtes à couteaux.
L'objectif de cet arrangement est d'amener la pièce (i.e.
I'équarri deux-faces) à suivre, durant son avance, une trajectoire permettant 15 à l'unité de sciage ou de découpage d'effectuer une coupe en courbe appropriée. Ce résultat est obtenu par le mouvement, transversalement à
l'axe d'alimentation, de préférablement deux unités de guidage déplaçables, constituées de rouleaux motorisés qui pressent sur les faces planes horizontales opposées de l'équarri, dans des zones situées avant et après 20 I'unité de sciage ou de découpage, et qui déplacent latéralement l'équarri dans ces zones, de façon continue en directions opposées, durant son avance en coupe. Ces mouvements latéraux combinés sont contrôlés en vitesse et en direction par interprétation des données du scanneur par l'ordinateur. La position relative des unités de guidage est contrôlée 25 positivement par un ensemble de leviers qui les relie. L'effet de cette liaison, en plus d'assurer le synchronisme total de mouvement, définit également un point fixe de pivotement de l'équarri, dont l'emplacement est déterminé par la géométrie du système de liaison lui-même. Cette dernière caractéristique du système permet de localiser ce point de pivotement dans l'aire la plus CA 0221~6~ 1997-08-29 favorable pour réduire au minimum les contraintes latérales des éléments de coupe.
Cette aire favorable se trouve entre la zone de coupe et l'axe de rotation des scies ou des têtes de coupe de façon, d'une part, à limiter les 5 contraintes latérales dans les éléments de coupe et, en même temps, à
garder à un minimum pratique le frottement inverse des dents de scie ou des couteaux de coupe. En localisant le point de pivotement de l'équarri entre la zone de coupe et l'axe de rotation des scies, on peut réduire la pression latérale dans ladite zone de coupe par une répartition planifiée des forces 10 transversales imposées à l'avant et à l'arrière des scies. Ces deux objectifssont valables et peuvent être atteints par le présent système, en ajustant le point de pivotement de l'équarri par un choix des proportions du levier reliant les deux unités de guidage, tel qu'il sera expliqué dans la description détaillée des diagrammes montrant l'arrangement mécanique général.
ll est à noter que, avant l'entrée dans l'unité de traitement (sciage ou équarrissage), I'équarri doit être prépositionné latéralement et orienté de façon appropriée par rapport à la ligne d'alimentation théorique.
Cette pratique est courante dans l'industrie et se retrouve dans de nombreux systèmes d'alimentation du genre, tel que par exemple, un appareil 20 communément désigné co~lnle ~optimiseur linéaire" et décrit dans le brevet américain n~ 5 429 161 accordé à B. Allard le 4 juillet 1995.
Suivant le concept général de la présente invention, le sciage ou l'équarrissage selon la courbe peut être obtenu par trois méthodes d'application différentes: en localisant une unité de guidage soit avant la 25 coupe, soit après la coupe, ou en utilisant des unités de guidage dans les deux zones avec un lien de contrôle entre les deux. La principale différence dans les résultats entre ces trois options peut s'énoncer comme suit: si une seule unité de guidage est située à l'avant, la partie finale de la coupe sort CA 0221~6~ 1997-08-29 de son contrôle et suit nécessairement une ligne droite; si l'unité est située à l'arrière, le contraire se produit puisque la première partie de la coupe n'est pas affectée par le système de guidage et, par conséquent, est en ligne droite. En termes généraux, il faut s'attendre dans un cas comme dans 5 I'autre à des sections de coupe en ligne droite totalisant approximativement 21/2 pieds, ce qui signifie que la coupe d'une bille de 8 pieds ne pourrait êtreen courbe que sur quelque 70 % de sa longueur, si on n'utilisait qu'un seul élément de guidage. Dans le cas d'un système comprenant une unité de guidage montée à l'arrière et une autre à l'avant, toutes deux reliées de 10 façon adéquate, la coupe totale peut être effectuée en courbe si la solution proposée par l'ordinateur le demande. Le point de pivotement de l'équarri peut ainsi être maintenu à l'intérieur de la zone favorable pour la plus grande partie de cette coupe, alors qu'il restera en avant de la zone de coupe dans les deux cas où une seule unité de guidage serait utilisée.
D'autres objets et 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 présente des modes préférentiels de l'invention, n'est donnée qu'à titre d'illustration, puisque toute personne expérimentée en la matière pourra y apporter divers changements 20 et modifications tout en restant dans l'esprit et la portée de l'invention.
DANS LES DESSINS
La figure 1 est une vue schématique en plan d'une unité de sciage incorporant la présente invention;
la figure 2 est une vue schématique en élévation de côté du 25 même appareil;
les figures 3a et 3b montrent deux alignements tangentiels préférentiels de la scie;
les figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e montrent cinq étapes d'une séquence de sciage selon la courbe;
CA 0221~6~ 1997-08-29 la figure 5 est un diagramme schématique d'un système de contrôle des fonctions et des séquences; et la figure 6 est une vue schématique en plan d'une unité de découpage incorporant la présente invention.
5 DESCRIPTION DES MODES PRÉFÉRENTIELS
Les paragraphes qui suivent donnent une description du système de contrôle de la coupe selon la courbe proposé dans la présente invention et comprenant des composantes mécaniques telles que rouleaux motorisés mis en contact uniquement avec les faces planes 100, 102 d'un 10 équarri 104 à deux faces, afin de le guider durant le processus de refendage final (figures 1-4) ou d'équarrissage (figure 6), soit en ligne droite ou selon la courbe naturelle de la pièce telle que déterminée par les données de dimensions et de forme antérieurement obtenues par un scanneur 106 (voir figure 5).
Les figures 1 et 2 illustrent plus particulièrement un mode de refendage d'équarris de la présente invention. Schématiquement, le mode comprend une unité de sciage 108 disposée entre une paire d'unités 110 et 112 de guidage des équarris, respectivement situées en amont et en aval de l'unité 108. Cette dernière comprend une paire de rouleaux inférieurs stationnaires 114 et 116 et un rouleau supérieur 118 monté sur un support qui pivote sur un axe 120 par l'action d'un vérin 122. L'unité 108 comprend également une série de lames de scies circulaires 124, disposées verticalement et espacées horizontalement, qui peuvent tourner dans la direction indiquée par la flèche 126, au moyen d'une unité d'entraînement 127.
La première unité de guidage 110 comprend une paire de rouleaux de support inférieurs 128 et 130 et un rouleau supérieur 132 qui pivote sur un axe 134 sous l'action d'un vérin 136.
CA 0221~6~ 1997-08-29 La seconde unité de guidage 112 comprend une paire de rouleaux de support inférieurs 138 et 140 et un rouleau supérieur 142 qui pivote sur un axe 144 sous l'action d'un vérin 146.
La première unité de guidage 110 est mobile latéralement le long d'une paire de glissières 148, 150 sous l'action d'un levier de raccordement 152 ayant une extrémité 154 montée de façon pivotante au bâti de l'unité 110 et l'extrémité opposée 156 raccordée de façon pivotante à un levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement.
La seconde unité de guidage 112 est mobile latéralement le long d'une paire de glissières 160, 162 sous l'action d'un levier de raccordement 164 ayant une extrémité 166 montée de façon pivotante au bâti de l'unité 112 et l'extrémité opposée 168 raccordée de façon pivotante au levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement.
Le levier 158 a un point de pivotement fixe 170 monté sur une base solide telle que le bâti de l'unité 108. Un vérin de contrôle 172 a ses extrémités opposées 174,176 respectivement reliées de façon pivotante au bâti de l'unité 108 et au levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement.
Le fonctionnement du système de refendage des équarris sera maintenant décrit. Quand un équarri 104 se déplace vers l'unité de sciage 108, dans la direction de la flèche 178, il passe d'abord par la première unité
de guidage 110 où il est pressé sur ses deux faces horizontales 100,102 par l'action du vérin 136, entre les rouleaux 128, 130 et 132, déplaçables latéralement. L'équarri atteint alors les rouleaux 114,116 et 118, montés de façon stationnaire, qui se referment également sur les faces horizontales 100, 102 pour servir de point de pivotement temporaire à l'équarri au moment où l'unité de guidage 110 commence à se déplacer latéralement sur CA 0221~6~ 1997-08-29 les glissières 148,150 pour amorcer la coupe en courbe. Après avoir passé
dans les scies 124,1'extrémité avant de l'équarri atteint la seconde unité de guidage 112 où les rouleaux 138,140 et 142 se referment également sur les faces horizontales 100,102 pendant que l'unité 112 se déplace latéralement sur les glissières 160, 162 dans la direction opposée à celle de l'unité de guidage 110 et en synchronisme avec elle, à cause de l'action d'un levier 158 de synchronisation et de co"l"Sle de mouvement, lequel pivote sur l'axe 170 et relie les deux unités par le biais des leviers de raccordement 152 et 164. A ce moment, un point de pivotement géométrique est établi pour I'équarri par les mouvements interreliés opposés des unités de guidage 110 et 112. N'étant plus requis pour assurer un point de pivotement, le rouleau presseur stationnaire 118 est soulevé de la face supérieure de l'équarri par l'action du vérin 122. Les mouvements synchronisés opposés des unités de guidage 110 et 112, étant contrôlés par le vérin 172 au moyen du levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement, font continuer le pivotement de l'équarri dans le plan horizontal, à ce moment sur un axe vertical géométriquement positionné dans la zone idéale, par la localisation planifiée du point de pivotement 170 du levier 158.
Le sciage en courbe continue après que l'extrémité arrière de I'équarri a quitté l'unité de guidage 110, alors que le rouleau presseur 132 est soulevé pour admettre l'équarri suivant pendant que le rouleau presseur stationnaire 118 se referme sur la face supérieure 100 de l'équarri traité, afinde lui assurer un point de pivotement jusqu'à ce que le sciage en courbe soit complété, par le mouvement latéral de l'unité arrière de guidage (112). Le rouleau presseur 142 est ensuite soulevé et les deux unités de guidage 110 et 112 retournent à leur position de base. Inutile de dire que, afin d'effectuerun sciage en ligne droite, il est nécessaire seulement de laisser les deux unités de guidage 110 et 112 en position stationnaire.
CA 0221~6~ 1997-08-29 Dans ce mode préférentiel de l'invention, le système de contrôle fonctionnel de base tel qu'illustré à la figure 5 comprend un scanneur 106 de dimensions et de forme, un encodeur rotatif 180, une unité
182 de traitement des données, un ordinateur 184 et un contrôleur programmable 186 qui émet des signaux à une servovalve 188 et à deux groupes de valves pneumatiques 190 et 192 actionnées par solénoïde. Ces éléments de contrôle sont programmés de manière à produire les déplacements séquentiels appropriés d'un dispositif 179 d'alimentation et de positionnement (optimiseur linéaire) et des unités de guidage 110 et 112, ainsi que l'application et le relâchement de la pression des rouleaux 132,118 et 142 par le biais de leurs vérins respectifs 136, 122 et 146. En outre, le système de contrôle fonctionne suivant une séquence programmée déterminée par la position longitudinalement de l'équarri repérée en continu depuis le scanning, d'après le nombre enregistré des pulsations de I'encodeur rotatif 180. Généralement, les fonctions du système de guidage décrites ci-dessus sont exécutées selon la position de l'équarri, depuis sa détection initiale par le scanneur, laquelle déclenche un compte par l'ordinateur des impulsions électriques générées par l'encodeur. Comme la rotation de l'encodeur est reliée mécaniquement à celle des rouleaux presseurs dans l'unité de guidage 110, le nombre d'impulsions émises et comptées est une mesure directe de la distance parcourue par l'équarri à
partir du point de détection.
De nouveau en relation avec les figures 1 et 2, on peut mentionner que le système de synchronisation entre les unités de guidage 110 et 112 est composé principalement du levier 158 pivotant sur le point fixe 170 et déplacé à vitesses contrôlées par le vérin de positionnement 172, lequel répond aux commandes de l'ordinateur par l'intermédiaire de la servovalve 188 selon les données du scanneur 106. Le positionnement des unités de guidage est accompli en finale par les deux bras de raccordement 152 et 164 qui complètent le système de contrôle. De la présente description CA 0221~6~ 1997-08-29 du processus et des illustrations qui l'accompagnent, on peut facilement conclure que l'élément qui détermine le rayon de courbure de la coupe est la vitesse de déplacement des unités de guidage 110 et 112 alors que la direction de cette courbure est définie par la direction de mouvement de ces 5 unités.
On voit aussi clairement par la géométrie du système de leviers et sa relation avec les unités de guidage que, si un équarri est dirigé
latéralement par l'action des rouleaux presseurs 132 et 142, il doit rester parallèle au levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement; par 10 conséquent, il retient dans ces conditions un point de pivotement localisé à
l'opposé du point de pivotement 170 du levier 158.
Il faut maintenant souligner l'importance, lors du débitage par scies le long d'une ligne courbe, de prévenir ou au moins de limiter le mouvement latéral de la pièce dans la zone de coupe, de manière à réduire 15 le plus possible la pression latérale sur les dents de scie. Il est donc nécessaire de maintenir durant le sciage en courbe un point de pivotement de l'équarri, positionné aussi près que possible de la zone de coupe, soit en avant ou en arrière. Un examen des figures 3a et 3b permettra de mieux comprendre cette situation; elles montrent en effet les deux orientations les 20 plus favorables de la ligne de coupe en courbe avec le plan de la scie. Même dans ces arrangements préférentiels où le point de pivotement de l'équarri serait, pour la figure 3a, dans la zone de coupe et, pour la figure 3b, à l'axe de la scie, il est facile de voir qu'il n'existe aucun dégagement latéral des dents à l'intérieur de la coupe, ni dans un cas ni dans l'autre. Il s'ensuit que, 25 dans le sciage selon la courbe, la rotation horizontale de l'équarri à partir d'un axe de pivotement situé à quelque distance de la zone de coupe, pourrait causer une forte pression latérale sur les dents de la scie avec possibilité d'échauffement et de déformation de la scie. Le système proposé
dans la présente invention permet de situer ce point de pivotement à la CA 0221~6~ 1997-08-29 distance la plus rapprochée possible en avant de la scie durant l'entrée et la sortie de l'équarri (figure 4b et 4d), et en tout emplacement choisi dans la zone de coupe ou à proximité (comme dans la figure 4c), pour le sciage de la partie centrale de l'équarri.
ll est à noter que l'action de synchronisation du système proposé de leviers mécaniques 158,152 et 164 entre les unités de guidage 110 et 112 pourrait être effectuée par divers autres moyens, comme par exemple le déplacement d'un vo!ume constant de fluide à l'intérieur d'un système en boucle fermée relié par vérins aux unités de guidage ou, encore, au moyen d'une liaison par ordinateur de deux systèmes d'actionnement, chacun comprenant servovalve 188 et vérin 172 (figure 5) et étant chacun raccordé à une des unités de guidage. ll paraît cependant plus simple et plus fiable de dépendre d'un arrangement du genre levier et pivot, tel que décrit précédemment.
En outre, il n'est pas exclus du principe de cette invention, dans le but particulier d'assurer la retenue sécuritaire des produits de sciage au-delà des scies, d'installer une seconde unité généralement semblable à
l'unité de guidage 112, directement en arrière d'elle et fonctionnant dans des conditions identiques de contrôle, par raccordement à une extension du levier 158 de synchronisation et de contrôle.
Pour mieux illustrer le processus impliqué dans la présente invention, les figures 4a à 4e montrent les diverses phases de la séquence de sciage pour l'équarri 104 traversant le système, en même temps que d'autres pièces à l'avant et à l'arrière. L'identification des symboles est comme suit:
a) Les flèches transversales indiquent les mouvements latéraux des unités 110 et 112.
CA 0221~6~ 1997-08-29 Les flèches noires 192 indiquent que les rouleaux presseurs 132-142 sont en contact avec l'équarri.
Les flèches blanches 194 indiquent que les rouleaux presseurs 132-142 ne sont pas en contact avec l'équarri.
5 b) Application de pression: rouleau presseur 118.
Le point noir 196 indique un contact avec l'équarri (figures 4a, 4b, 4d et 4e).
Aucun point noir indique qu'il n'y a pas de contact avec l'équarri (figure 4c).
c) Le point noir 196 dans les figures 4a, 4b, 4d, 4e indique également l'emplacement du point de pivotement pour l'équarri.
d) La marque X dans la figure 4c indique l'emplacement du point de pivotement pour l'équarri.
L'équarri 104 est montré pendant le sciage selon une courbe 15 vers la droite, alors qu'il suit une autre pièce sciée selon une courbe dans la direction opposée. Une étude de l'explication des symboles qui précède en relation avec les figures 4a à 4e confirmera que le système décrit permet de traiter des équarris ayant alternativement une courbure à droite et une courbure à gauche, tout en conservant entre elles l'espace longitudinal 20 minimum requis par le processus de scanning de dimensions et de forme.
Une autre application de la présente invention lors de la coupe d'un équarri deux-faces selon la courbe, concerne l'équarrissage quatre-faces au moyen de têtes de coupe 200 et 202, telles que trouvées dans une CA 0221~6~ 1997-08-29 unité d'équarrissage-déchiquetage 204, en vue d'un refendage subséquent en dimensions de sciage. Ce processus est illustré à la figure 6, dans laquelle la construction des unités de guidage 110' et 112' est identique à
celle des unités 110 et 112 des figures 1 et 2. Par conséquent, une 5 descri~tion détaillée des composantes de chaque unité de guidage n'est pas donnée, l'emploi du signe prime (') servant à leur identification comparative.
La différence de base entre le refendage et l'équarrissage quatre-faces au moyen de têtes de coupe réside dans les caractéristiques de travail des scies comparativement à l'action des couteaux. Essentiellement, les scies 10 ne tolèrent pas de pressions latérales alors que les têtes de coupe peuvent absorber une quantité relativement importante de déviation latérale de la pièce en coupe. Par conséquent, la nécessité fondamentale d'assurer une stabilité latérale dans la zone de coupe de la scie ne s'applique pas à l'actiondes têtes de coupe, et les rouleaux presseurs stationnaires 114, 116 et 118 15 des figures 1 et 2 ne sont donc plus requis dans un système tel qu'illustré àla figure 6. Cependant, étant donné cette capacité de déchiquetage latéral des têtes de coupe, les guides latéraux fixes 230 et 232 doivent être utilisés en contact avec les faces 101 et 103 ultimement produites par les têtes de coupe, lesdits guides assurant, dans le découpage selon la courbe, un point 20 de pivotement pour l'équarri en arrière de la coupe. Dans le cas de découpage selon la courbe avec des têtes à couteaux, la courbe est amorcée au moment où l'équarri entre en coupe longitudinalement avec un déplacement latéral contrôlé, dans la mesure où son extrémité arrière est maintenue le long d'une ligne droite par l'appareil d'alimentation 179 de la 25 figure 5, jusqu'au contact de l'équarri avec les guides latéraux fixes 230 et232. La courbe continue tout au long de la coupe, les guides latéraux 230 et 232 servant alors de point de pivotement pour l'équarri. Pendant ce temps, les unités de guidage 110' et 112' maintiennent sous pression, consécutivement ou conjointement, I'équarri 104 tout en se déplaçant 30 latéralement à des vitesses contrôlées et dans des directions opposées, comme dans le cas du système de sciage en courbe illustré aux figures 1 et CA 0221~6~ 1997-08-29
Appareil servant au sciage ou au découpage d'équarris deux-faces suivant une courbe contrôlée.
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte à un appareil servant au sciage ou au découpage d'équarris deux-faces suivant une courbe co, ~ Jlec.
CONTEXTE DE L'INVENTION
Un équarri deux-faces est produit en enlevant d'une bille, soit par sciage ou par déchiquetage, un volume approximativement égal de chaque côté, une fois la bille tournée dans une position angulaire telle que sa courbe naturelle se retrouve dans un plan parallèle à celui des deux faces en production. Ledit équarri est par la suite refendu perpendiculairement aux faces découpées de manière à produire des débits de sciage correspondant aux dimensions requises sur le marché.
Même si la précision dimensionnelle et la rectilignité des rives sont des prérequis pour ce produit, il est depuis longtemps reconnu qu'une certaine courbure d'une pièce sciée, dans le sens de son épaisseur, comme il peut se produire lors du relâchement des contraintes naturelles de la fibre au moment de la coupe, n'est pas nuisible à la qualité des sciages marchands puisque les procédés subséquents d'empilage et de séchage redresseront cette courbure suffisamment pour que la pièce soit commercialement acceptable.
Avec le temps, les producteurs de bois sciés ont constaté que la coupe en ligne droite sur la longueur d'un équarri deux-faces présentant une courbe naturelle pouvait entraîner d'importantes pertes en produits de sciage. Cette constatalion a mené à la recherche de moyens d'exécuter des coupes parallèles en courbe dans un équarri, tout en préservant la précision CA 0221~6~ 1997-08-29 en épaisseur de chaque pièce produite. Tant que les vitesses de coupe demeuraient à bas niveaux, on pouvait concevoir et utiliser avec un certain succès des pratiques simples, dont le guidage manuel. Cependant, au cours des 20 dernières années, la technologie du sciage et les pressions du marché ont forcé les taux d'alimentation aux machi~es à plus de huit pieds par seconde et il est devenu nécessaire de trouver de nouvelles méthodes de guidage pour le sciage selon la courbe.
Jusqu'à présent, la plupart des systèmes de guidage améliorés qui ont été proposés à cette fin impliquent toujours un contact avec les côtés bruts des équarris deux-faces à débiter ou à équarrir. Même si ces dispositifs suivent la courbure générale de la pièce, les irrégularités de surface altèrent leur perception de la forme de base de ladite pièce. De plus, une limitation efficace de la courbure de coupe n'est pas possible parce que l'effet de guidage dépend totalement du contact avec les surfaces naturelles de la pièce, produisant ainsi parfois des sciages qui sont courbés au point de causer des problèmes lors des opérations subséquentes de manutention.
D'autre part, il est bien connu que, en faisant des coupes longitudinales perpendiculairement aux faces planes opposées d'un équarri deux-faces, tout désalignement angulaire des rouleaux d'alimentation en contact avec lesdites faces planes entraîne une déviation de coupe depuis la ligne droite. Aux fins de la présente explication, I'expression ~désalignement angulaire" dénote tout angle autre que 90~ pouvant exister entre l'axe desdits rouleaux et l'axe théorique d'alimentation, tel que perçu dans un plan parallèle aux faces planes de l'équarri. Un développement antérieur du requérant, tel que décrit dans le brevet américain n~ 4400842, accordé à M. Brisson le 28 mars 1995, tirait profit de cette particularité au moyen essentiellement d'un système de rouleaux d'alimentation montés de façon pivotante et ayant une orientation variable dans le plan horizontal, exerçant ainsi sur les faces planes de l'équarri une force de friction latérale CA 0221~6~ 1997-08-29 qui provoque une déviation de la pièce durant la coupe. Comme ce développement prévoyait l'utilisation d'une seule unité de guidage soit à
l'avant, soit à l'arrière des scies, il s'ensuit qu'une certaine longueur de la coupe, à une extrémité ou à l'autre de la pièce, est hors du contrôle de 5 courbure et demeure en ligne droite. De plus, I'action de guidage causée par le désalignement angulaire des rouleaux d'alimentation tel que décrit ci-dessus, est dépendante de facteurs de friction qui varient suivant les conditions du bois; dans tous les cas, le taux réel de déviation de la pièce a tendance à être lent par rapport à la durée totale du cycle de coupe (une ou 10 deux secondes selon la longueur de la pièce et le taux d'alimentation). Cettecondition limite dans une large mesure le sciage en courbes inversées dans des équarris à courbure complexe.
OBJETS DE L'INVENTION
Un des objets de la présente invention consiste à fournir un 15 système de contrôle pour le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage quatre-faces d'équarris deux-faces selon l'axe longitudinal de leur courbe naturelle, en réponse aux données d'un scanneur situé en amont de l'unité
de sciage ou de découpage.
Un autre objet consiste à assurer un système de contrôle pour 20 le refendage perpendiculaire ou l'équarrissage quatre-faces d'équarris deux-faces au moyen d'un processus de guidage entièrement effectué par le contact de composantes mécaniques avec les faces planes de l'équarri et par conséquent non affecté par la présence d'irrégularités naturelles de surface sur ses côtés bruts.
Un autre objet de l'invention est de fournir un système de contrôle du sciage en courbe qui n'est influencé par aucun type de défauts naturels dans un équarri deux-faces, éliminant ainsi le besoin d'inspection et de rejet préalables, tout en prévenant les contraintes indues dans la scie CA 0221~6~ 1997-08-29 causées par de soudaines déviations latérales de l'alimentation, pouvant survenir dans d'autres systèmes qui guident l'équarri par contact avec ses côtés bruts.
Un autre objet de l'invention est de fournir un système capable, 5 pour toute condition de l'équarri, de limiter le degré de courbure de la coupeà ce qui est jugé acceptable dans les bois sciés, compte tenu des opérations subséquentes de manutention et de transformation.
Un autre objet est de fournir un système de guidage mécanique pour le refendage perpendiculaire selon la courbe d'équarris 10 deux-faces, qui soit principalement exempt de glissement latéral aux aires de contact avec les faces planes de la pièce.
Un autre objet est de fournir un système de guidage se déplaçant latéralement dans deux directions opposées, ces mouvements ayant une vitesse contrôlée et étant instantanément réversibles, permettant 15 ainsi de reproduire dans la coupe les courbures variables et complexes d'un équarri, sur toute la longueur de la pièce.
Un autre objet est de fournir un système de guidage qui provoque un mouvement de pivotement horizontal de l'équarri, sur un axe de rotation vertical dont l'emplacement idéal, dans la zone de coupe ou à
20 proximité, peut être sélectionné par le design approprié d'un système de leviers de contrôle.
Par conséquent, un des principaux objets de la présente invention qui est d'optimiser le rendement en sciages lors du refendage d'équarris présentant une courbe, exige en plus que tout mouvement des 25 éléments de guidage soit programmé par ordinateur selon les données du CA 0221~6~ 1997-08-29 scanneur relativement à la forme entière de la pièce, telle que déterminée à son entrée dans le système.
ÉNONCÉ DE L'INVENTION
La présente invention porte sur un système de guidage à
5 action rapide et positive, à être utilisé dans le traitement d'équarris deux-faces, suivant l'axe moyen de leur courbure naturelle, soit par refendage multiple perpendiculairement aux faces planes opposées, soit par équarrissage quatre-faces au moyen de couteaux. Cela est réalisé en utilisant, pour l'alimentation et l'évacuation de l'équarri, des unités de 10 guidage déplaçables latéralement, jointes par liens mécaniques et fonctionnant avec une unité de sciage ou de découpage longitudinalement, composée de scies ou de têtes à couteaux.
L'objectif de cet arrangement est d'amener la pièce (i.e.
I'équarri deux-faces) à suivre, durant son avance, une trajectoire permettant 15 à l'unité de sciage ou de découpage d'effectuer une coupe en courbe appropriée. Ce résultat est obtenu par le mouvement, transversalement à
l'axe d'alimentation, de préférablement deux unités de guidage déplaçables, constituées de rouleaux motorisés qui pressent sur les faces planes horizontales opposées de l'équarri, dans des zones situées avant et après 20 I'unité de sciage ou de découpage, et qui déplacent latéralement l'équarri dans ces zones, de façon continue en directions opposées, durant son avance en coupe. Ces mouvements latéraux combinés sont contrôlés en vitesse et en direction par interprétation des données du scanneur par l'ordinateur. La position relative des unités de guidage est contrôlée 25 positivement par un ensemble de leviers qui les relie. L'effet de cette liaison, en plus d'assurer le synchronisme total de mouvement, définit également un point fixe de pivotement de l'équarri, dont l'emplacement est déterminé par la géométrie du système de liaison lui-même. Cette dernière caractéristique du système permet de localiser ce point de pivotement dans l'aire la plus CA 0221~6~ 1997-08-29 favorable pour réduire au minimum les contraintes latérales des éléments de coupe.
Cette aire favorable se trouve entre la zone de coupe et l'axe de rotation des scies ou des têtes de coupe de façon, d'une part, à limiter les 5 contraintes latérales dans les éléments de coupe et, en même temps, à
garder à un minimum pratique le frottement inverse des dents de scie ou des couteaux de coupe. En localisant le point de pivotement de l'équarri entre la zone de coupe et l'axe de rotation des scies, on peut réduire la pression latérale dans ladite zone de coupe par une répartition planifiée des forces 10 transversales imposées à l'avant et à l'arrière des scies. Ces deux objectifssont valables et peuvent être atteints par le présent système, en ajustant le point de pivotement de l'équarri par un choix des proportions du levier reliant les deux unités de guidage, tel qu'il sera expliqué dans la description détaillée des diagrammes montrant l'arrangement mécanique général.
ll est à noter que, avant l'entrée dans l'unité de traitement (sciage ou équarrissage), I'équarri doit être prépositionné latéralement et orienté de façon appropriée par rapport à la ligne d'alimentation théorique.
Cette pratique est courante dans l'industrie et se retrouve dans de nombreux systèmes d'alimentation du genre, tel que par exemple, un appareil 20 communément désigné co~lnle ~optimiseur linéaire" et décrit dans le brevet américain n~ 5 429 161 accordé à B. Allard le 4 juillet 1995.
Suivant le concept général de la présente invention, le sciage ou l'équarrissage selon la courbe peut être obtenu par trois méthodes d'application différentes: en localisant une unité de guidage soit avant la 25 coupe, soit après la coupe, ou en utilisant des unités de guidage dans les deux zones avec un lien de contrôle entre les deux. La principale différence dans les résultats entre ces trois options peut s'énoncer comme suit: si une seule unité de guidage est située à l'avant, la partie finale de la coupe sort CA 0221~6~ 1997-08-29 de son contrôle et suit nécessairement une ligne droite; si l'unité est située à l'arrière, le contraire se produit puisque la première partie de la coupe n'est pas affectée par le système de guidage et, par conséquent, est en ligne droite. En termes généraux, il faut s'attendre dans un cas comme dans 5 I'autre à des sections de coupe en ligne droite totalisant approximativement 21/2 pieds, ce qui signifie que la coupe d'une bille de 8 pieds ne pourrait êtreen courbe que sur quelque 70 % de sa longueur, si on n'utilisait qu'un seul élément de guidage. Dans le cas d'un système comprenant une unité de guidage montée à l'arrière et une autre à l'avant, toutes deux reliées de 10 façon adéquate, la coupe totale peut être effectuée en courbe si la solution proposée par l'ordinateur le demande. Le point de pivotement de l'équarri peut ainsi être maintenu à l'intérieur de la zone favorable pour la plus grande partie de cette coupe, alors qu'il restera en avant de la zone de coupe dans les deux cas où une seule unité de guidage serait utilisée.
D'autres objets et 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 présente des modes préférentiels de l'invention, n'est donnée qu'à titre d'illustration, puisque toute personne expérimentée en la matière pourra y apporter divers changements 20 et modifications tout en restant dans l'esprit et la portée de l'invention.
DANS LES DESSINS
La figure 1 est une vue schématique en plan d'une unité de sciage incorporant la présente invention;
la figure 2 est une vue schématique en élévation de côté du 25 même appareil;
les figures 3a et 3b montrent deux alignements tangentiels préférentiels de la scie;
les figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e montrent cinq étapes d'une séquence de sciage selon la courbe;
CA 0221~6~ 1997-08-29 la figure 5 est un diagramme schématique d'un système de contrôle des fonctions et des séquences; et la figure 6 est une vue schématique en plan d'une unité de découpage incorporant la présente invention.
5 DESCRIPTION DES MODES PRÉFÉRENTIELS
Les paragraphes qui suivent donnent une description du système de contrôle de la coupe selon la courbe proposé dans la présente invention et comprenant des composantes mécaniques telles que rouleaux motorisés mis en contact uniquement avec les faces planes 100, 102 d'un 10 équarri 104 à deux faces, afin de le guider durant le processus de refendage final (figures 1-4) ou d'équarrissage (figure 6), soit en ligne droite ou selon la courbe naturelle de la pièce telle que déterminée par les données de dimensions et de forme antérieurement obtenues par un scanneur 106 (voir figure 5).
Les figures 1 et 2 illustrent plus particulièrement un mode de refendage d'équarris de la présente invention. Schématiquement, le mode comprend une unité de sciage 108 disposée entre une paire d'unités 110 et 112 de guidage des équarris, respectivement situées en amont et en aval de l'unité 108. Cette dernière comprend une paire de rouleaux inférieurs stationnaires 114 et 116 et un rouleau supérieur 118 monté sur un support qui pivote sur un axe 120 par l'action d'un vérin 122. L'unité 108 comprend également une série de lames de scies circulaires 124, disposées verticalement et espacées horizontalement, qui peuvent tourner dans la direction indiquée par la flèche 126, au moyen d'une unité d'entraînement 127.
La première unité de guidage 110 comprend une paire de rouleaux de support inférieurs 128 et 130 et un rouleau supérieur 132 qui pivote sur un axe 134 sous l'action d'un vérin 136.
CA 0221~6~ 1997-08-29 La seconde unité de guidage 112 comprend une paire de rouleaux de support inférieurs 138 et 140 et un rouleau supérieur 142 qui pivote sur un axe 144 sous l'action d'un vérin 146.
La première unité de guidage 110 est mobile latéralement le long d'une paire de glissières 148, 150 sous l'action d'un levier de raccordement 152 ayant une extrémité 154 montée de façon pivotante au bâti de l'unité 110 et l'extrémité opposée 156 raccordée de façon pivotante à un levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement.
La seconde unité de guidage 112 est mobile latéralement le long d'une paire de glissières 160, 162 sous l'action d'un levier de raccordement 164 ayant une extrémité 166 montée de façon pivotante au bâti de l'unité 112 et l'extrémité opposée 168 raccordée de façon pivotante au levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement.
Le levier 158 a un point de pivotement fixe 170 monté sur une base solide telle que le bâti de l'unité 108. Un vérin de contrôle 172 a ses extrémités opposées 174,176 respectivement reliées de façon pivotante au bâti de l'unité 108 et au levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement.
Le fonctionnement du système de refendage des équarris sera maintenant décrit. Quand un équarri 104 se déplace vers l'unité de sciage 108, dans la direction de la flèche 178, il passe d'abord par la première unité
de guidage 110 où il est pressé sur ses deux faces horizontales 100,102 par l'action du vérin 136, entre les rouleaux 128, 130 et 132, déplaçables latéralement. L'équarri atteint alors les rouleaux 114,116 et 118, montés de façon stationnaire, qui se referment également sur les faces horizontales 100, 102 pour servir de point de pivotement temporaire à l'équarri au moment où l'unité de guidage 110 commence à se déplacer latéralement sur CA 0221~6~ 1997-08-29 les glissières 148,150 pour amorcer la coupe en courbe. Après avoir passé
dans les scies 124,1'extrémité avant de l'équarri atteint la seconde unité de guidage 112 où les rouleaux 138,140 et 142 se referment également sur les faces horizontales 100,102 pendant que l'unité 112 se déplace latéralement sur les glissières 160, 162 dans la direction opposée à celle de l'unité de guidage 110 et en synchronisme avec elle, à cause de l'action d'un levier 158 de synchronisation et de co"l"Sle de mouvement, lequel pivote sur l'axe 170 et relie les deux unités par le biais des leviers de raccordement 152 et 164. A ce moment, un point de pivotement géométrique est établi pour I'équarri par les mouvements interreliés opposés des unités de guidage 110 et 112. N'étant plus requis pour assurer un point de pivotement, le rouleau presseur stationnaire 118 est soulevé de la face supérieure de l'équarri par l'action du vérin 122. Les mouvements synchronisés opposés des unités de guidage 110 et 112, étant contrôlés par le vérin 172 au moyen du levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement, font continuer le pivotement de l'équarri dans le plan horizontal, à ce moment sur un axe vertical géométriquement positionné dans la zone idéale, par la localisation planifiée du point de pivotement 170 du levier 158.
Le sciage en courbe continue après que l'extrémité arrière de I'équarri a quitté l'unité de guidage 110, alors que le rouleau presseur 132 est soulevé pour admettre l'équarri suivant pendant que le rouleau presseur stationnaire 118 se referme sur la face supérieure 100 de l'équarri traité, afinde lui assurer un point de pivotement jusqu'à ce que le sciage en courbe soit complété, par le mouvement latéral de l'unité arrière de guidage (112). Le rouleau presseur 142 est ensuite soulevé et les deux unités de guidage 110 et 112 retournent à leur position de base. Inutile de dire que, afin d'effectuerun sciage en ligne droite, il est nécessaire seulement de laisser les deux unités de guidage 110 et 112 en position stationnaire.
CA 0221~6~ 1997-08-29 Dans ce mode préférentiel de l'invention, le système de contrôle fonctionnel de base tel qu'illustré à la figure 5 comprend un scanneur 106 de dimensions et de forme, un encodeur rotatif 180, une unité
182 de traitement des données, un ordinateur 184 et un contrôleur programmable 186 qui émet des signaux à une servovalve 188 et à deux groupes de valves pneumatiques 190 et 192 actionnées par solénoïde. Ces éléments de contrôle sont programmés de manière à produire les déplacements séquentiels appropriés d'un dispositif 179 d'alimentation et de positionnement (optimiseur linéaire) et des unités de guidage 110 et 112, ainsi que l'application et le relâchement de la pression des rouleaux 132,118 et 142 par le biais de leurs vérins respectifs 136, 122 et 146. En outre, le système de contrôle fonctionne suivant une séquence programmée déterminée par la position longitudinalement de l'équarri repérée en continu depuis le scanning, d'après le nombre enregistré des pulsations de I'encodeur rotatif 180. Généralement, les fonctions du système de guidage décrites ci-dessus sont exécutées selon la position de l'équarri, depuis sa détection initiale par le scanneur, laquelle déclenche un compte par l'ordinateur des impulsions électriques générées par l'encodeur. Comme la rotation de l'encodeur est reliée mécaniquement à celle des rouleaux presseurs dans l'unité de guidage 110, le nombre d'impulsions émises et comptées est une mesure directe de la distance parcourue par l'équarri à
partir du point de détection.
De nouveau en relation avec les figures 1 et 2, on peut mentionner que le système de synchronisation entre les unités de guidage 110 et 112 est composé principalement du levier 158 pivotant sur le point fixe 170 et déplacé à vitesses contrôlées par le vérin de positionnement 172, lequel répond aux commandes de l'ordinateur par l'intermédiaire de la servovalve 188 selon les données du scanneur 106. Le positionnement des unités de guidage est accompli en finale par les deux bras de raccordement 152 et 164 qui complètent le système de contrôle. De la présente description CA 0221~6~ 1997-08-29 du processus et des illustrations qui l'accompagnent, on peut facilement conclure que l'élément qui détermine le rayon de courbure de la coupe est la vitesse de déplacement des unités de guidage 110 et 112 alors que la direction de cette courbure est définie par la direction de mouvement de ces 5 unités.
On voit aussi clairement par la géométrie du système de leviers et sa relation avec les unités de guidage que, si un équarri est dirigé
latéralement par l'action des rouleaux presseurs 132 et 142, il doit rester parallèle au levier 158 de synchronisation et de contrôle de mouvement; par 10 conséquent, il retient dans ces conditions un point de pivotement localisé à
l'opposé du point de pivotement 170 du levier 158.
Il faut maintenant souligner l'importance, lors du débitage par scies le long d'une ligne courbe, de prévenir ou au moins de limiter le mouvement latéral de la pièce dans la zone de coupe, de manière à réduire 15 le plus possible la pression latérale sur les dents de scie. Il est donc nécessaire de maintenir durant le sciage en courbe un point de pivotement de l'équarri, positionné aussi près que possible de la zone de coupe, soit en avant ou en arrière. Un examen des figures 3a et 3b permettra de mieux comprendre cette situation; elles montrent en effet les deux orientations les 20 plus favorables de la ligne de coupe en courbe avec le plan de la scie. Même dans ces arrangements préférentiels où le point de pivotement de l'équarri serait, pour la figure 3a, dans la zone de coupe et, pour la figure 3b, à l'axe de la scie, il est facile de voir qu'il n'existe aucun dégagement latéral des dents à l'intérieur de la coupe, ni dans un cas ni dans l'autre. Il s'ensuit que, 25 dans le sciage selon la courbe, la rotation horizontale de l'équarri à partir d'un axe de pivotement situé à quelque distance de la zone de coupe, pourrait causer une forte pression latérale sur les dents de la scie avec possibilité d'échauffement et de déformation de la scie. Le système proposé
dans la présente invention permet de situer ce point de pivotement à la CA 0221~6~ 1997-08-29 distance la plus rapprochée possible en avant de la scie durant l'entrée et la sortie de l'équarri (figure 4b et 4d), et en tout emplacement choisi dans la zone de coupe ou à proximité (comme dans la figure 4c), pour le sciage de la partie centrale de l'équarri.
ll est à noter que l'action de synchronisation du système proposé de leviers mécaniques 158,152 et 164 entre les unités de guidage 110 et 112 pourrait être effectuée par divers autres moyens, comme par exemple le déplacement d'un vo!ume constant de fluide à l'intérieur d'un système en boucle fermée relié par vérins aux unités de guidage ou, encore, au moyen d'une liaison par ordinateur de deux systèmes d'actionnement, chacun comprenant servovalve 188 et vérin 172 (figure 5) et étant chacun raccordé à une des unités de guidage. ll paraît cependant plus simple et plus fiable de dépendre d'un arrangement du genre levier et pivot, tel que décrit précédemment.
En outre, il n'est pas exclus du principe de cette invention, dans le but particulier d'assurer la retenue sécuritaire des produits de sciage au-delà des scies, d'installer une seconde unité généralement semblable à
l'unité de guidage 112, directement en arrière d'elle et fonctionnant dans des conditions identiques de contrôle, par raccordement à une extension du levier 158 de synchronisation et de contrôle.
Pour mieux illustrer le processus impliqué dans la présente invention, les figures 4a à 4e montrent les diverses phases de la séquence de sciage pour l'équarri 104 traversant le système, en même temps que d'autres pièces à l'avant et à l'arrière. L'identification des symboles est comme suit:
a) Les flèches transversales indiquent les mouvements latéraux des unités 110 et 112.
CA 0221~6~ 1997-08-29 Les flèches noires 192 indiquent que les rouleaux presseurs 132-142 sont en contact avec l'équarri.
Les flèches blanches 194 indiquent que les rouleaux presseurs 132-142 ne sont pas en contact avec l'équarri.
5 b) Application de pression: rouleau presseur 118.
Le point noir 196 indique un contact avec l'équarri (figures 4a, 4b, 4d et 4e).
Aucun point noir indique qu'il n'y a pas de contact avec l'équarri (figure 4c).
c) Le point noir 196 dans les figures 4a, 4b, 4d, 4e indique également l'emplacement du point de pivotement pour l'équarri.
d) La marque X dans la figure 4c indique l'emplacement du point de pivotement pour l'équarri.
L'équarri 104 est montré pendant le sciage selon une courbe 15 vers la droite, alors qu'il suit une autre pièce sciée selon une courbe dans la direction opposée. Une étude de l'explication des symboles qui précède en relation avec les figures 4a à 4e confirmera que le système décrit permet de traiter des équarris ayant alternativement une courbure à droite et une courbure à gauche, tout en conservant entre elles l'espace longitudinal 20 minimum requis par le processus de scanning de dimensions et de forme.
Une autre application de la présente invention lors de la coupe d'un équarri deux-faces selon la courbe, concerne l'équarrissage quatre-faces au moyen de têtes de coupe 200 et 202, telles que trouvées dans une CA 0221~6~ 1997-08-29 unité d'équarrissage-déchiquetage 204, en vue d'un refendage subséquent en dimensions de sciage. Ce processus est illustré à la figure 6, dans laquelle la construction des unités de guidage 110' et 112' est identique à
celle des unités 110 et 112 des figures 1 et 2. Par conséquent, une 5 descri~tion détaillée des composantes de chaque unité de guidage n'est pas donnée, l'emploi du signe prime (') servant à leur identification comparative.
La différence de base entre le refendage et l'équarrissage quatre-faces au moyen de têtes de coupe réside dans les caractéristiques de travail des scies comparativement à l'action des couteaux. Essentiellement, les scies 10 ne tolèrent pas de pressions latérales alors que les têtes de coupe peuvent absorber une quantité relativement importante de déviation latérale de la pièce en coupe. Par conséquent, la nécessité fondamentale d'assurer une stabilité latérale dans la zone de coupe de la scie ne s'applique pas à l'actiondes têtes de coupe, et les rouleaux presseurs stationnaires 114, 116 et 118 15 des figures 1 et 2 ne sont donc plus requis dans un système tel qu'illustré àla figure 6. Cependant, étant donné cette capacité de déchiquetage latéral des têtes de coupe, les guides latéraux fixes 230 et 232 doivent être utilisés en contact avec les faces 101 et 103 ultimement produites par les têtes de coupe, lesdits guides assurant, dans le découpage selon la courbe, un point 20 de pivotement pour l'équarri en arrière de la coupe. Dans le cas de découpage selon la courbe avec des têtes à couteaux, la courbe est amorcée au moment où l'équarri entre en coupe longitudinalement avec un déplacement latéral contrôlé, dans la mesure où son extrémité arrière est maintenue le long d'une ligne droite par l'appareil d'alimentation 179 de la 25 figure 5, jusqu'au contact de l'équarri avec les guides latéraux fixes 230 et232. La courbe continue tout au long de la coupe, les guides latéraux 230 et 232 servant alors de point de pivotement pour l'équarri. Pendant ce temps, les unités de guidage 110' et 112' maintiennent sous pression, consécutivement ou conjointement, I'équarri 104 tout en se déplaçant 30 latéralement à des vitesses contrôlées et dans des directions opposées, comme dans le cas du système de sciage en courbe illustré aux figures 1 et CA 0221~6~ 1997-08-29
2. Ce contrôle latéral est assuré par un arrangement de leviers de synchronisation et contrôle similaire à celui déjà décrit, et tel qu'illustré
schématiquement à la figure 6. Les données du scanneur sont traitées par l'ordinateur et utilisées de la même manière pour générer des signaux contrôlant la vitesse et la direction de mouvement du vérin 172' et, par suite, des unités de guidage 110' et 112'.
Un autre mode de la présente invention consisterait à utiliser, pour le sciage ou l'équarrissage quatre-faces selon la courbe, uniquement une des deux unités de guidage, soit à l'avant ou à l'arrière de l'unité de coupe. Dans l'un ou l'autre cas, I'effet général sur la génération de la courbe durant la coupe serait semblable à celui produit par le système synchronisé
tel que déjà décrit, avec deux différences importantes: la courbe ne pourrait en aucun cas être effectuée sur toute la longueur de la coupe, puisque l'une ou l'autre des extrémités de l'équarri (dépendant de l'unité utilisée) se trouverait momentanément hors de la zone de guidage; de plus, le point de pivotement fixe fourni pour l'équarri par le rouleau presseur 118 n'est pas situé de façon à assurer l'orientation la plus favorable de la scie dans la coupe (voir les figures 3a et 3b), pour laquelle le pivotement de l'équarri devrait se produire près du point marqué d'un X dans la figure 4c, tel que déterminé par le positionnement planifié du pivot 170 dans le levier 158 de synchronisation et de co"llole. On peut par conséquent dire que d'une façon ou de l'autre les bénéfices du système de guidage synchronisé ne seraient pas pleinement réalisés pour la totalité de la coupe en courbe.
D'autres objets et champs d'application de la présente invention se dégageront de la description détaillée des pages précédentes.
Il est à noter, toutefois, que même si elle présente des modes préférentiels de l'invention, cette description n'est donnée qu'à 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.
schématiquement à la figure 6. Les données du scanneur sont traitées par l'ordinateur et utilisées de la même manière pour générer des signaux contrôlant la vitesse et la direction de mouvement du vérin 172' et, par suite, des unités de guidage 110' et 112'.
Un autre mode de la présente invention consisterait à utiliser, pour le sciage ou l'équarrissage quatre-faces selon la courbe, uniquement une des deux unités de guidage, soit à l'avant ou à l'arrière de l'unité de coupe. Dans l'un ou l'autre cas, I'effet général sur la génération de la courbe durant la coupe serait semblable à celui produit par le système synchronisé
tel que déjà décrit, avec deux différences importantes: la courbe ne pourrait en aucun cas être effectuée sur toute la longueur de la coupe, puisque l'une ou l'autre des extrémités de l'équarri (dépendant de l'unité utilisée) se trouverait momentanément hors de la zone de guidage; de plus, le point de pivotement fixe fourni pour l'équarri par le rouleau presseur 118 n'est pas situé de façon à assurer l'orientation la plus favorable de la scie dans la coupe (voir les figures 3a et 3b), pour laquelle le pivotement de l'équarri devrait se produire près du point marqué d'un X dans la figure 4c, tel que déterminé par le positionnement planifié du pivot 170 dans le levier 158 de synchronisation et de co"llole. On peut par conséquent dire que d'une façon ou de l'autre les bénéfices du système de guidage synchronisé ne seraient pas pleinement réalisés pour la totalité de la coupe en courbe.
D'autres objets et champs d'application de la présente invention se dégageront de la description détaillée des pages précédentes.
Il est à noter, toutefois, que même si elle présente des modes préférentiels de l'invention, cette description n'est donnée qu'à 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.
Claims (18)
1. En combinaison avec une unité équipée d'éléments pour le sciage perpendiculairement d'équarris à deux faces planes parallèles et opposées, un système servant à guider l'avance de l'équarri le long de son axe de courbure naturel durant le processus de sciage, ledit système comprenant:
des premiers moyens de pression situés à un point fixe dans la zone d'alimentation de l'unité de sciage, servant à presser par des moyens de roulement contre les faces planes opposées d'un équarri de manière à
assurer un point de pivotement temporaire pour ledit équarri durant son entrée et sa sortie desdits éléments de sciage;
une première unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des deuxièmes moyens de pression situés en amont desdits premiers moyens de pression et servant à presser par des moyens de roulement contre lesdites faces planes opposées dudit équarri;
une seconde unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des troisièmes moyens de pression situés en aval de ladite unité
de sciage et servant à pincer par des moyens de roulement lesdites faces planes opposées dudit équarri;
des moyens d'actuateur servant à amener lesdites première et seconde unités de guidage à se déplacer latéralement;
des moyens de liaison desdites première et seconde unités de guidage de manière à assurer des déplacements latéraux simultanés et opposés desdites unités de guidage, imposant ainsi à l'équarri des mouvements latéraux en directions opposées aux points de pression dans lesdites unités de guidage, et faisant pivoter l'équarri sur un axe vertical;
des moyens pour relâcher la pression sur l'équarri desdits premiers moyens de pression de manière à enlever le point de pivotement temporaire une fois que ledit équarri est engagé dans lesdits deuxièmes et troisièmes moyens de pression desdites première et seconde unités de guidage, permettant ainsi le pivotement de l'équarri sur ledit axe vertical;
des moyens de scanneur situés en amont de ladite première unité de guidage, servant à fournir des données relatives aux dimensions, à la forme et à la position d'un équarri à traiter dans ladite unité de sciage;
des moyens d'encodeur pour mesurer l'avance dudit équarri vers et dans l'unité de sciage, contrôlant ainsi l'émission de signaux de fonctionnement selon une séquence correspondant à la position de l'équarri dans le système; et des moyens de réaction aux données, associés auxdits moyens de scanneur et d'encodeur, produisant lesdits déplacements latéraux desdits deuxièmes et troisièmes moyens de pression d'après lesdites données relatives aux dimensions, à la forme et à la position dudit équarri à traiter.
des premiers moyens de pression situés à un point fixe dans la zone d'alimentation de l'unité de sciage, servant à presser par des moyens de roulement contre les faces planes opposées d'un équarri de manière à
assurer un point de pivotement temporaire pour ledit équarri durant son entrée et sa sortie desdits éléments de sciage;
une première unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des deuxièmes moyens de pression situés en amont desdits premiers moyens de pression et servant à presser par des moyens de roulement contre lesdites faces planes opposées dudit équarri;
une seconde unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des troisièmes moyens de pression situés en aval de ladite unité
de sciage et servant à pincer par des moyens de roulement lesdites faces planes opposées dudit équarri;
des moyens d'actuateur servant à amener lesdites première et seconde unités de guidage à se déplacer latéralement;
des moyens de liaison desdites première et seconde unités de guidage de manière à assurer des déplacements latéraux simultanés et opposés desdites unités de guidage, imposant ainsi à l'équarri des mouvements latéraux en directions opposées aux points de pression dans lesdites unités de guidage, et faisant pivoter l'équarri sur un axe vertical;
des moyens pour relâcher la pression sur l'équarri desdits premiers moyens de pression de manière à enlever le point de pivotement temporaire une fois que ledit équarri est engagé dans lesdits deuxièmes et troisièmes moyens de pression desdites première et seconde unités de guidage, permettant ainsi le pivotement de l'équarri sur ledit axe vertical;
des moyens de scanneur situés en amont de ladite première unité de guidage, servant à fournir des données relatives aux dimensions, à la forme et à la position d'un équarri à traiter dans ladite unité de sciage;
des moyens d'encodeur pour mesurer l'avance dudit équarri vers et dans l'unité de sciage, contrôlant ainsi l'émission de signaux de fonctionnement selon une séquence correspondant à la position de l'équarri dans le système; et des moyens de réaction aux données, associés auxdits moyens de scanneur et d'encodeur, produisant lesdits déplacements latéraux desdits deuxièmes et troisièmes moyens de pression d'après lesdites données relatives aux dimensions, à la forme et à la position dudit équarri à traiter.
2. Un système tel que défini dans la revendication 1, dans lequel chacune desdites première et seconde unités de guidage comprend des moyens de glissière permettant auxdites unités de se déplacer latéralement dans des directions opposées relativement l'une à l'autre.
3. Un système tel que défini dans la revendication 1, dans lequel chacune desdites première et seconde unités de guidage comprend des moyens pour relâcher la pression des moyens de roulement sur ledit équarri.
4. Un système tel que défini dans la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de réaction aux données comprennent des moyens pour analyser les données reçues desdits moyens de scanneur et d'encodeur et pour déterminer la vitesse et la direction de mouvement desdites unités de guidage.
5. Un système tel que défini dans la revendication 4, dans lequel lesdits moyens d'actuateur réagissent aux données analysées par lesdits moyens d'analyse.
6. Un système tel que défini dans la revendication 1, dans lequel les dits moyens d'actuateur consistent en moyens de vérin ayant une extrémité reliée auxdits moyens de liaison et une extrémité opposée à ladite unité de sciage.
7. Un système tel que défini dans la revendication 1, dans lequel lesdits moyens d'actuateur consistent en moyens de servomoteur reliés auxdits moyens de liaison.
8. Un système tel que défini dans la revendication 1, dans lequel lesdits moyens d'actuateur sont individuellement et directement reliés à chacune desdites première et seconde unités de guidage, et où lesdits actuateurs sont synchronisés et coordonnés, uniquement par contrôle d'ordinateur.
9. Un système tel que défini dans la revendication 1, dans lequel lesdits éléments de sciage consistent en une série de scies circulaires montées verticalement.
10. En combinaison avec une unité de coupe pour l'équarrissage quatre-faces d'équarris à deux faces planes parallèles et opposées, un système servant à guider l'avance de l'équarri le long de son axe de courbure naturel durant le processus de coupe, ledit système comprenant:
une première unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des premiers moyens de pression situés en amont de ladite unité de coupe et servant à presser par des moyens de roulement contre lesdites faces planes opposées dudit équarri;
une seconde unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des seconds moyens de pression situés en aval de ladite unité
de coupe et servant à presser par des moyens de roulement contre lesdites faces planes opposées dudit équarri;
des moyens d'actuateur servant à amener lesdites première et seconde unités de guidage à se déplacer latéralement;
des moyens de liaison desdites première et seconde unités de guidage de manière à assurer les déplacements latéraux simultanés et opposés desdites unités de guidage, imposant ainsi à l'équarri, aux points de pression dans lesdites unités de guidage, des mouvements latéraux en directions opposées, faisant pivoter l'équarri sur un second axe vertical;
des moyens de scanneur situés en amont de ladite première unité de guidage, servant à fournir des données relatives aux dimensions, à la forme et à la position d'un équarri à traiter dans ladite unité de coupe;
des moyens d'encodeur pour mesurer l'avance dudit équarri vers et dans l'unité de coupe, contrôlant ainsi l'émission de signaux de fonctionnement dans une séquence correspondant à la position de l'équarri dans le système; et des moyens de réaction aux données, associés auxdits moyens de scanneur et d'encodeur, produisant lesdits déplacements latéraux desdits premiers et seconds moyens de pression d'après lesdites données relatives aux dimensions, à la forme et à la position dudit équarri à traiter.
une première unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des premiers moyens de pression situés en amont de ladite unité de coupe et servant à presser par des moyens de roulement contre lesdites faces planes opposées dudit équarri;
une seconde unité de guidage déplaçable latéralement, comprenant des seconds moyens de pression situés en aval de ladite unité
de coupe et servant à presser par des moyens de roulement contre lesdites faces planes opposées dudit équarri;
des moyens d'actuateur servant à amener lesdites première et seconde unités de guidage à se déplacer latéralement;
des moyens de liaison desdites première et seconde unités de guidage de manière à assurer les déplacements latéraux simultanés et opposés desdites unités de guidage, imposant ainsi à l'équarri, aux points de pression dans lesdites unités de guidage, des mouvements latéraux en directions opposées, faisant pivoter l'équarri sur un second axe vertical;
des moyens de scanneur situés en amont de ladite première unité de guidage, servant à fournir des données relatives aux dimensions, à la forme et à la position d'un équarri à traiter dans ladite unité de coupe;
des moyens d'encodeur pour mesurer l'avance dudit équarri vers et dans l'unité de coupe, contrôlant ainsi l'émission de signaux de fonctionnement dans une séquence correspondant à la position de l'équarri dans le système; et des moyens de réaction aux données, associés auxdits moyens de scanneur et d'encodeur, produisant lesdits déplacements latéraux desdits premiers et seconds moyens de pression d'après lesdites données relatives aux dimensions, à la forme et à la position dudit équarri à traiter.
11. Un système tel que défini dans la revendication 10, dans lequel chacune desdites première et seconde unités de guidage comprend des moyens de glissière permettant auxdites unités de se déplacer latéralement dans des directions opposées l'une à l'autre.
12. Un système tel que défini dans la revendication 10, dans lequel chacune desdites première et seconde unités de guidage comprend des moyens pour relâcher la pression des moyens de roulement sur ledit équarri.
13. Un système tel que défini dans la revendication 10, dans lequel lesdits moyens de réaction aux données comprennent des moyens pour analyser les données reçues desdits moyens de scanneur et d'encodeur et pour déterminer la vitesse et la direction de mouvement pour lesdites unités de guidage.
14. Un système tel que défini dans la revendication 13, dans lequel lesdits moyens d'actuateur réagissent aux données analysées par lesdits moyens d'analyse.
15. Un système tel que défini dans la revendication 10, dans lequel lesdits moyens d'actuateur consistent en moyens de vérin ayant une extrémité reliée auxdits moyens de liaison et une extrémité opposée à ladite unité de coupe.
16. Un système tel que défini dans la revendication 10, dans lequel lesdits moyens d'actuateur consistent en moyens de servomoteur reliés auxdits moyens de liaison.
17. Un système tel que défini dans la revendication 10, où
lesdits moyens d'actuateur sont individuellement et directement reliés à
chacune desdites première et seconde unités de guidage, et où lesdits actuateurs sont synchronisés et coordonnés, à l'aide d'un contrôle par ordinateur.
lesdits moyens d'actuateur sont individuellement et directement reliés à
chacune desdites première et seconde unités de guidage, et où lesdits actuateurs sont synchronisés et coordonnés, à l'aide d'un contrôle par ordinateur.
18. Un système tel que défini dans la revendication 10, où
ladite unité de coupe comprend une paire de têtes de coupe opposées et des guides latéraux en contact avec ledit équarri immédiatement au-delà des têtes de coupe.
ladite unité de coupe comprend une paire de têtes de coupe opposées et des guides latéraux en contact avec ledit équarri immédiatement au-delà des têtes de coupe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2215565 CA2215565C (fr) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Appareil servant au sciage ou au decoupage d'equarris deux-faces suivant une courbe controlee |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2215565 CA2215565C (fr) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Appareil servant au sciage ou au decoupage d'equarris deux-faces suivant une courbe controlee |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2215565A1 CA2215565A1 (fr) | 1999-02-28 |
| CA2215565C true CA2215565C (fr) | 2003-04-01 |
Family
ID=4161474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA 2215565 Expired - Lifetime CA2215565C (fr) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Appareil servant au sciage ou au decoupage d'equarris deux-faces suivant une courbe controlee |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2215565C (fr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005024581B4 (de) * | 2005-05-24 | 2007-03-01 | Esterer Wd Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Ausrichten von Holzerzeugnissen |
-
1997
- 1997-08-29 CA CA 2215565 patent/CA2215565C/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2215565A1 (fr) | 1999-02-28 |
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