CH647711A5

CH647711A5 - Procede et appareil de sciage de billes en bois en longueurs variables.

Info

Publication number: CH647711A5
Application number: CH1990/82A
Authority: CH
Inventors: Peter Murphy; David H King; Bernard Haeber
Original assignee: King Murphy Lavalin Inc
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1985-02-15
Also published as: CA1160321A; US4330019A; SE453269B; DE3212392C2; SE8202024L; DE3212392A1

Description

Cette invention concerne en général l'installation d'une scierie, et plus particulièrement un appareil fonctionnant avec un scanner-ordinateur pour scier des billes.

Lorsque les billes sont sciées en longueurs variables ou désirables dans une scierie, il est important que le sciage, ou sciage de long comme on l'appelle en général, soit effectué avec rapidité et précision. Le premier critère, la vitesse, est déterminé en partie par la manière selon laquelle les billes sont amenées aux scies et par la rapidité avec laquelle les positions relatives d'une ou de plusieurs scies et des billes ayant des formes souvent irrégulières peuvent être ajustées. Il existe deux procédés bien connus de déplacement des billes vers une position de coupe; ces procédés sont dits d'écoulement linéaire et d'écoulement transversal. Avec l'écoulement linéaire, chaque bille est déplacée longitudinalement vers une position où elle est coupée transversalement par une scie. Cela assure le sciage sélectif de long des billes, ce qui est un avantage; mais un désavantage de l'écoulement linéaire est le besoin du mouvement à haute vitesse des billes pour obtenir une production raisonnable. Avec l'écoulement transversal, chaque bille est déplacée transversalement jusqu'à une pluralité de scies fixées, espacées latéralement, et elle est ajustée longitudinalement par rapport aux scies fixées. Le désavantage de ce procédé réside dans la perte du sciage sélectif de long dans des limites de sciage prédéterminées, tandis qu'un avantage est le volume élevé qui peut être traité dans un temps donné.

La présente invention élimine ou réduit considérablement les désavantages des procédés connus d'écoulement linéaire et d'écoulement transversal, en combinant le sciage de long sélectif obtenu par

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l'écoulement linéaire et les volumes élevés résultant de l'écoulement transversal avec des scies à déplacement latéral pour assurer le sciage rapide des billes en longueurs appropriées. Au fur et à mesure que chaque bille avance vers les scies, elle est explorée pour obtenir des données du profil de la bille. Ces données comprennent la longueur, le diamètre, la conicité, le décalage, la courbure, l'évasement, les extrémités en bout à bout inégales et autres. Ces données du profil sont entrées dans un ordinateur ayant une mémoire contenant des données de longueurs de coupe désirables. Une extrémité de chaque bille est située par rapport à une ligne de repère de référence, ou plan de coupe. Un ordinateur compare les données du profil de la bille avec les données de coupe désirables et provoque le déplacement d'une pluralité de scies, espacées latéralement par rapport à la ligne de repère de référence, vers des positions où la bille sera coupée en longueurs variables optimales. Les billes sont ensuite sciées pour avoir la meilleure récupération du bois de construction contenu dans les diverses longueurs et avec seulement un nombre minimal de portions de la bille réduites ultérieurement en copeaux de bois. Le procédé utilise l'appareil dans une série d'étapes qui comprend l'exploration de chaque bille pour obtenir ses données du profil; l'entrée de ces données du profil dans un ordinateur ayant une mémoire avec des données de longueurs de coupe désirables, cet ordinateur comparant ces données du profil avec ces données de coupe désirables; le support de la bille en des intervalles longitudinaux sur sa longueur dans une position prête à être sciée; le positionnement d'une extrémité de la bille supportée pour déterminer la position de cette bille par rapport à une ligne de repère de référence, et le déplacement d'une pluralité de scies dans le sens longitudinal de la bille, en fonction des données du profil comparées et de l'extrémité de la bille positionnée pour positionner les scies pour couper la bille en longueurs variables optimales d'après les données du profil.

L'invention est définie à la revendication 1.

Des modes de réalisation de l'invention sont illustrés dans les dessins d'accompagnement où:

la fig. 1 est une vue en plan schématique illustrant la disposition générale de l'appareil de sciage de long des billes;

la fig. 2 est une élévation d'extrémité de l'appareil avec des parties en lignes interrompues et illustrées en coupe;

la fig. 3 est un diagramme utilisé pour expliquer le fonctionnement de l'appareil;

la fig. 4 est une élévation d'extrémité d'un autre mode de réalisation de l'invention, et la fig. 5 est une vue en plan schématique du mode de réalisation de la fig. 4.

En référence aux dessins, le chiffre 10 indique de manière générale l'appareil de sciage de long des billes construit selon un mode préférentiel de réalisation de la présente invention.

L'appareil 10 est pourvu d'un bâti approprié sur lequel les pièces principales de l'invention sont montées. Les pièces principales comprennent plusieurs scies 15 qui sont situées le long de la structure 16 pour supporter chaque bille lorsqu'elle est sciée ou sciée de long en plusieurs longueurs. Une transporteuse d'alimentation 17 amène les billes vers une position le long de la structure de support, et une transporteuse de sortie 18 emmène les billes sciées de long après qu'elles ont été déchargées de la structure de support pour tout autre traitement ultérieur. Les transporteuses parallèles d'alimentation et de sortie déplacent les billes longitudinalement, ou extrémité contre extrémité, et cet écoulement linéaire n'est normalement interrompu que lorsqu'il est suffisamment long pour permettre aux billes d'être déplacées latéralement à l'aide de moyens de transfert 19 à l'extrémité de la transporteuse d'alimentation 17 et sur la structure 16 où les billes sont coupées en longueurs variables par les scies.

Les scies, indiquées de manière générale par le chiffre 13, sont disposées pour se déplacer parallèlement à la transporteuse de sortie 18, la fig. 1 illustrant cinq de ces scies. Il est à noter qu'un nombre supérieur ou inférieur de ces scies peut être utilisé, en fonction de la longueur totale des billes à scier et de l'utilisation à laquelle le bois est destiné. Chaque unité de scie 15 comprend un chariot 24 (fig. 2)

qui est pourvue de roues 25, les roues pouvant rouler sur des rails 26 qui sont portés le long d'un côté du bâti. Un moyen d'entraînement séparé pour chaque chariot consiste en un moteur électrique réversible 30 monté sur le chariot 24; par l'intermédiaire d'une réduction 31, ce moteur est adapté pour faire tourner un pignon 32 qui s'engrène avec une crémaillère 33 fixée sur une pièce 34 du bâti. Le moteur électrique à courant continu 30 est connecté par un câble flexible 35 à une source d'alimentation de courant appropriée (non illustrée), le câble étant enroulé sur une bobine 36. Une voie porteuse 37, suspendue sous une pièce 38 du bâti, permet au chariot 24 de se déplacer en avant et en arrière le long de la voie sans être gêné par le câble. Ainsi, la pluralité d'unités de scie 15 est montée avec un mouvement latéral individuel le long des rails qui assurent un chemin de déplacement commun parallèle à la transporteuse de sortie 18.

Les chariots 24, illustrés dans la fig. 2, sont pourvus chacun de plaques latérales qui forment un corps 40 dont la partie supérieure est ouverte. Un arbre horizontal 42 est porté en haut du corps 40 et un bras radial 43 est monté de manière basculante sur l'arbre, ce bras radial ayant une extrémité externe se projetant normalement sur la transporteuse de sortie 18. Une lame de scie circulaire 46 est montée normalement sur l'extrémité externe du bras radial et un moteur électrique 47 est prévu pour faire tourner la lame à de hautes vitesses. Le chariot 24 est équipé d'un cylindre hydraulique à double effet 50 ayant une bielle de piston 51 (voir fig. 2). Des goupilles de pivotement 52 et 53, respectivement, connectent le cylindre et la bielle de piston à une pièce 54 du chariot et à une portion 55 du bras radial 43. Le cylindre 50 est inclus dans un circuit hydraulique approprié, représenté par des lignes des conduits 57 et 58 qui apparaissent dans la fig. 2 seulement. La disposition est telle que, lorsque le cylindre est pressurisé par la ligne 57 et que la bille est extendue, la lame 46 bascule dans un engagement de coupe, une bille étant maintenue par la structure de support 16. La pressurisation de l'extrémité supérieure du cylindre 50 par la ligne 58 fera osciller la lame de scie, qui reprendra sa position d'origine. Dans l'industrie des scieries, ce type de scie est connu et l'on s'y réfère par l'appellation de scie à tronçonner; étant donné qu'elle est très bien connue, une description plus détaillée est considérée comme inutile.

La structure indiquée en général en 16, qui supporte la bille lorsqu'elle est sciée, est illustrée de la meilleure manière dans la fig. 2, où elle comporte une pluralité de porte-bille 60. Ces porte-bille sont espacés à intervalles réguliers le long de la portion du bâti 14 qui porte l'extrémité terminale de la transporteuse d'alimentation 17. Chaque porte-bille comprend une rampe 61 et un arrêt 62. La rampe, qui consiste de manière avantageuse en deux bras espacés, est fixée à une console 64 sur le côté du bâti par une goupille de pivotement 65. L'extrémité opposée des bras de la rampe est connectée par une goupille de pivotement 66 à l'arrêt ou butée 62 qui possède la forme d'un quadrant. Une autre goupille de pivotement 67 connecte l'arrêt à une bille de piston 68 d'un cylindre hydraulique à double effet 69 monté sur le bâti par un montage à tourillon 70. Le cylindre 69 est inclus dans un circuit hydraulique ayant des lignes de canalisation 72 et 73, qui sont illustrées dans la fig. 2 seulement. Ainsi, le cylindre 69 est adapté pour être pressurisé de telle sorte que sa bielle 68 déplacera la rampe de bille 61 et l'arrêt des billes 62 sur les positions en traits pleins illustrées dans la fig. 2, de telle sorte qu'une bille peut être supportée pour son sciage. La rétraction de la bielle 68 provoquera l'affaissement de la rampe des billes et de l'arrêt des billes de manière à permettre à une bille sciée de rouler par gravité sur la transporteuse de sortie 18. Ce dispositif prévoit pour chaque porte-bille 60 une position en berceau pour la bille (illustrée en traits pleins dans la fig. 2), ainsi qu'une position affaissée qui est illustrée par des traits en pointillés dans la même figure. Dans la position affaissée, la rampe et les arrêts sont dégagés d'une lame de scie qui s'approche en terminant une coupe tandis que la bille est supportée par les autres porte-bille, sauf si l'un ou plusieurs de ces porte-bille sont également rétractés.

Les billes sont enlevées à l'extrémité de la transporteuse d'alimentation 17 et sont déplacées sur les différents porte-bille 60 par

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des moyens de transfert indiqués généralement en 19. Dans la fig. 2, les moyens 19 comprennent une pluralité d'éjecteurs à déclenchement 74 qui sont fixés et espacés entre eux de manière appropriée sur un arbre 75. Cet arbre est tourillonné dans des paliers 76 portés par une pièce 77 du bâti. Le dispositif est tel que, lorsque l'arbre 75 est mis partiellement en rotation dans un sens par des moyens appropriés, non illustrés, les éjecteurs à déclenchement 74 oscillent dans le sens des aiguilles d'une montre (fig. 2) et déplacent une bille latéralement, hors de la transporteuse 17, de telle sorte qu'elle descend en roulant sur les différentes rampes 61 et s'arrête contre les différentes butées ou arrêts 62 des porte-bille qui, évidemment, se trouvent à ce moment dans la position de berceau pour les billes.

L'appareil 10 est pourvu de dispositifs de détection destinés à initier l'action appropriée chaque fois que les unités de scies prennent des positions où leurs lames 46 pourraient venir en contact d'une partie d'un porte-bille adjacent 60 en bout d'une course de coupe. Dans la fig. 2, un tel dispositif de détection est illustré et comprend un commutateur de fin de course 80 qui est monté sur l'un des rails 26 directement opposé à un porte-bille 60. Ce commutateur, normalement ouvert, possède un levier de fonctionnement 81 situé dans le chemin d'une goupille 82 dépendant depuis le dessous d'un chariot 24. Le commutateur 80 est connecté par des circuits électriques et hydrauliques appropriés au cylindre 69. Lorsque les unités de scies sont déplacées le long des rails 26, une telle unité peut être arrêtée opposée à un porte-bille 60 qui, alors, constituerait un obstacle pour la lame de cette unité. Le dispositif précédent, cependant, prévoit que tout porte-bille susceptible d'être endommagé par la lame d'une scie traversant une bille s'affaissera hors de danger.

L'appareil 10 est conçu pour couper des billes en longueurs variables selon les profils respectifs des billes, de manière à utiliser au maximum le bois en sciant les billes en bois de charpente au cours d'une opération séparée et ultérieure. De manière à obtenir les données nécessaires du profil des billes, l'appareil 10 comprend un dispositif d'exploration approprié qui, de préférence, est un scanner linéaire, indiqué par le chiffre 100 dans les fig. 1 et 3. Le scanner 100, qui peut être du type traditionnel à simple axe ou à double axe, est illustré monté sur la transporteuse d'alimentation 17 et dans une position où chaque bille en déplacement longitudinal doit passer au travers du scanner juste avant d'atteindre une position le long de la structure de support 16. Pendant le passage de chaque bille, le scanner note des détails tels que la longueur, le diamètre, la conicité, le décalage, la courbure, l'évasement, les extrémités en bout irrégulières, etc., de la bille.

L'information rassemblée par le scanner 100 est envoyée et entrée dans un ordinateur 105 (fig. 3 seulement). Cet ordinateur possède une mémoire programmée avec toutes les données de coupe désirables nécessaires, de telle sorte que, basée sur l'information reçue, une sélection peut être effectuée par l'ordinateur en ce qui concerne les longueurs variables de coupes de la bille les plus appropriées pour utiliser au maximum le bois de construction.

La fig. 3 illustre également l'ordinateur connecté à une unité de commande maîtresse 110 qui est montée sur une console (non illustrée) pour la commodité de l'opérateur de l'appareil 10. Cette unité 110 possède les commandes nécessaires au fonctionnement de l'appareil indépendamment et de manière prioritaire par rapport aux décisions de positionnement des scies prises par l'ordinateur et les pièces associées.

L'ordinateur 105 et l'unité 110 sont illustrés connectés par le circuit dans la fig. 3 à une unité de commande de scies 115. L'unité 115 fonctionne comme un dispositif d'avance des billes après chaque coupe, en ce sens qu'elle reçoit une entrée provenant de l'ordinateur et/ou de l'unité de commande maîtresse 110 et excite les différents moteurs 30 de manière à ajuster les positions des unités des scies 15 telles qu'elles ont été enregistrées pour couper une bille explorée en longueurs optimales.

Les longueurs sélectionnées par l'ordinateur sont toutes en relation avec une ligne de repère prédéterminée 120 qui est située sur l'appareil pour s'étendre transversalement à la structure de support de billes 16 (fig. 1). Il est à noter que la ligne de donnée ou de repère de référence 120 est positionnée à proximité de l'extrémité terminale de la transporteuse 17, et que l'extrémité avant d'une bille avancée par cette transporteuse est espacée d'une courte distance de cette ligne au moment où les moyens de transfert 19 entrent en fonctionnement. Le fonctionnement correctement synchronisé des moyens 19 est obtenu à l'aide d'un œil électrique indiqué d'une manière générale en 121 dans la fig. 1. L'œil 121 comprend deux unités 122 situées sur les côtés opposés de la porteuse 17, à proximité de la ligne de repère 120. Ces unités fournissent un rayon 123 qui est interrompu par la bille, et l'œil électrique signale aux moyens 19 d'actionner les éjecteurs à déclenchement, faisant ainsi rouler la bille latéralement sur la structure 16.

De manière à déterminer la position d'une extrémité d'une bille par rapport à une ligne de repère de référence 120, l'appareil 10 est pourvu de moyens de positionnement indiqués de manière générale en 125 dans les fig. 1 et 3. Ces moyens de positionnement sont illustrés et comprennent un cylindre hors d'atteinte 126 ayant une bille de piston 127 pourvue d'une plaque extrême 128. Lorsqu'une bille est déchargée sur les porte-bille 60, le cylindre 126 est pressurisé de telle sorte que la plaque 128 se déplace en avant en engagement avec le bout extrême de cette bille. Un dispositif de détection de pression 129 est associé au cylindre 126, de telle sorte que la distance d'extension de la bielle de piston 127 est notée et que cette information est transmise à l'ordinateur 105 qui prend l'information en considération lors de sa détermination de la position où devraient être situées les différentes unités de scie sur la longueur de la bille explorée antérieurement.

L'appareil 10 fonctionne pour traiter des billes se déplaçant en bout à bout au fur et à mesure qu'elles sont amenées par la transporteuse d'alimentation 17. Une bille estimée par le scanner 100, lorsqu'elle est déplacée vers l'avant par la transporteuse 17, interrompt l'œil électrique 121 et est déplacée par les éjecteurs à déclenchement 74 sur les porte-bille en attente 60. Ensuite, les moyens de positionnement 125 déterminent la position de l'extrémité adjacente de la bille par rapport à la ligne de repère 120. L'ordinateur 105 prend les données du profil et la position de l'extrémité de la bille en considération et signale aux unités de scie 15 de se déplacer en conséquence. Dès que les scies ont pris leurs positions requises, les cylindres 50 sont pressurisés et les différentes scies à tronçonner 15 fonctionnent pour couper la bille en longueurs variables optimales. Si une unité particulière 15 était positionnée de telle manière que sa lame de scie 46 vienne à être en contact avec une partie du porte-bille opposé 60, alors le commutateur de fin de course 80 opposé au porte-bille en danger serait actionné par cette unité en question et le cylindre 69 serait pressurisé pour faire tomber le porte-bille faisant obstacle et le déplacer hors d'atteinte de la scie, la bille étant alors supportée par les porte-bille restants. Tous les porte-bille sont affaissés simultanément pour décharger la bille sciée sur la transporteuse de sortie 18, et cette action de déchargement peut également être commandée par l'opérateur depuis la console de l'unité de commande maîtresse.

Un autre mode de réalisation de la présente invention est illustré dans les fig. 4 et 5. Ce mode de réalisation comprend une pluralité d'unités de scie 130 qui sont, chacune d'elles, montées sur un chariot 132 roulant sur des rails 134. Chaque chariot porte un support 136 qui est pourvu d'un éjecteur à déclenchement actionné électriquement 137 pour déplacer une bille sciée du support et la passer sur la transporteuse de sortie 18. De même, une paire de brides 140 est prévue sur chaque support, les brides étant actionnées par un dispositif à cylindre et à bielle de piston 142 pour serrer et supporter une bille lorsqu'elle est sciée en longueurs variables. Les organes d'éjection et de bridage de la bille sur chaque support sont espacés entre eux, comme cela est illustré dans la fig. 5, de telle sorte que la lame d'une scie adjacente ne rencontre pas d'obstacle en bout d'une course de coupe.

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REVENDICATIONS

1. Procédé de sciage de billes de bois en longueurs variables selon les profils respectifs des billes, ce procédé comprenant les étapes suivantes:

— l'exploration de chaque bille pour obtenir ses données du profil, l'introduction de ces données du profil dans un ordinateur (105) ayant une mémoire avec des données de longueurs de coupe désirables, cet ordinateur comparant les données du profil avec les données de coupe désirables;

— le support de la bille en des intervalles longitudinaux et dans une position de sciage;

— le positionnement d'une extrémité de la bille supportée pour déterminer la position de l'extrémité de cette bille par rapport à une ligne de repère de référence (120), et

— le déplacement d'une pluralité de scies (15) dans le sens longitudinal de la bille en fonction de la comparaison des données du profil et de l'extrémité de la bille positionnée pour positionner les scies (15) pour couper la bille en longueurs variables optimales d'après ces données du profil.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape supplémentaire de retrait du support de la bille dans tout intervalle longitudinal approché par une scie adjacente exécutant une course de coupe.
3. Procédé selon la revendication 2, comprenant l'étape supplémentaire de déplacement de la bille jusqu'à et au-delà de la position d'exploration.
4. Procédé selon la revendication 3, comprenant l'étape supplémentaire de déplacement de la bille sciée par l'extrémité en l'éloignant de la position de sciage.
5. Appareil permettant de scier des billes de bois en longueurs variables selon les profils respectifs des billes pour la mise en œuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend:

— une pluralité de scies (15) espacées latéralement et montées avec un mouvement latéral individuel le long d'un chemin de parcours commun;

— des moyens d'entraînement (30-33) pour déplacer chaque scie (15);

— une structure de support (16) pour supporter une bille amenée jusque-là dans une position prête à être sciée en longueurs par les scies;

— des moyens de positionnement (125) pour positionner une extrémité de la bille sur la structure de support (16) et déterminer la position de l'extrémité de cette bille par rapport à une ligne de repère de référence (120) s'étendant en travers de cette structure;

— des moyens d'exploration (100) pour explorer la bille amenée jusqu'à la structure de support (16) de manière à obtenir les données du profil de la bille, et

— un ordinateur (105) ayant une mémoire avec des données de coupe désirables, cet ordinateur étant relié opérationnellement aux moyens de positionnement (125), aux moyens d'entraînement (30), et aux moyens d'exploration (100) de manière que les scies (15)

soient positionnées par rapport à la ligne de repère (120) de référence (120) pour couper la bille en longueurs variables optimales.
6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel cette structure de support (16) comprend une pluralité de porte-bille (60) espacés pour supporter la bille à des intervalles sur sa longueur, ces porte-bille ayant chacun une position de berceau pour la bille et une position rabattue libérant la bille, des moyens d'actionnement (68, 69) pour déplacer chaque porte-bille vers l'une ou l'autre de ces positions, et un dispositif de détection (80-82) opposé à chaque porte-bille dans une position pour être actionné par les scies (85), chacun de ces dispositifs de détection étant connecté de manière effective aux moyens d'actionnement d'un porte-bille opposé de telle sorte que ce porte-bille opposé soit déplacé vers la position rabattue lorsqu'une scie (46) est amenée en position de sciage d'une bille, l'empêchant de venir en contact avec ce porte-bille opposé dans la position de berceau pour la bille.
7. Appareil selon la revendication 1, dans lequel chaque scie comprend un chariot (24) supportant une scie de coupe ayant une lame de scie (46), la structure de support (16) comprenant un support (176) monté sur chaque chariot à l'opposé de la scie de coupe et un mécanisme de bridage ou fixation de la bille (140) monté sur chaque support dans une position de bridage de la bille le long de la lame de scie lorsque la scie de coupe est actionnée pour faire basculer cette lame en engagement de coupe avec la bille.
8. Appareil selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que chaque scie de coupe est montée sur un chariot (24) adapté pour se déplacer longitudinalement par rapport à une bille, chacune de ces scies de coupe ayant une lame de scie circulaire (46) et pouvant fonctionner pour donner un mouvement de va-et-vient à cette lame par des courses de coupe et de retrait au travers de la bille; les moyens d'entraînement (30-33) rapprochent ou éloignent les chariots latéralement les uns par rapport aux autres; les porte-bille (60) ont chacun une rampe de bille (61) et une butée de bille (62) mobile pour donner au porte-bille une position en berceau portant la bille et une position rabattue libérant la bille, et un dispositif de détection (80-82) enclenche chaque moyen d'actionnement pour déplacer le porte-bille associé vers la position rabattue lorsque le porte-bille est une obstruction ou une gêne pour la lame de scie circulaire d'une scie de coupe adjacente,
9. Appareil selon la revendication 8, comprenant une transporteuse d'amenée (17) pour déplacer les billes linéairement jusqu'à une position le long de la pluralité des porte-bille (60); des moyens de transfert (19) pour déplacer les billes latéralement en les déchargeant de la transporteuse d'amenée (17) et les faisant passer sur la pluralité de porte-bille, et un œil électrique (121), situé à proximité de la transporteuse d'amenée (17), adapté pour détecter le passage d'une extrémité d'une bille et commencer l'opération des moyens de transfert.
10. Appareil selon la revendication 9, comprenant une transporteuse d'évacuation (18) pour recevoir les longueurs variables provenant de la pluralité de porte-bille et pour déplacer ces longueurs linéairement en les éloignant de l'appareil.