Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
1~4413SZ
La présente invention a trait à la fabrication de
sièges de bois, destinés à l'assemblage de chaises par exemple,
et concerne plus particulièrement une méthode et ùne machine
améliorées capable de fabriquer de tels sièges de façon auto-
matique.
On conna~t déjà certains types de machines suscepti-
bles de fabriquer des sièges, telle celle décrite dans le
brevet canadien n 1.0~3.548 délivré le 5 décembre 1978. La
présente invention vise à améliorer les machines de types
connus en diminuant de facon sensible le temps de production
de la machine. En effet, un inconvénient des machines connues
réside en ce que les stations de travail effectuent chacune
plus d'une opération de travail, ce qui présente une perte
considérable de temps puisque la station suivante de la machine
demeure en attente jusqu'au moment de son alimentation en
pièces de bois. De plus, avec les machines connues, l'opéra-
tion de découpage du contour des pièces s'effectue à un stade
initial du procéd~ de fabrication, nécessitant en conséquence
une méthode de mise en position et de retenue complexe aux
stations de travail subséquentes pour assurer la position
correcte des sièges. Dans ce cas, chaque fois que le contour
du siège est modifié, il devient nécessaire de changer les
éléments de mise en position à chacune des stations afin de
les adapter à la configuration du nouveau siège.
De plus, le fait d'effectuer plusieurs opérations
à une même station donne lieu, ~ans les machines connues, à un
encombrement de pièces et de lignes hydrauliques et pneumati-
ques qui rendent pénible la réparation de la machine en raison
de l'inaccessivilité de certaines de ses parties. De plus, il
faut que le transbordement des pièces de bois s'effectue de
façon efficace et sans dommage. Un autre désavantage des
machines connues est qu'elles sont pourvues d'un système *
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.
~i44~5Z
hydraulique et pneumatique unique qui contrôle toutes les
stations de travail de ces machines, ce qui contribue à
accroître considérablement les chances de bris de ces dernières.
De même, un tel système combiné requiert un ensemble de commu-
tation complexe, ce qui ralentit énormément le cycle de travail
de la machine.
La présente invention préconise une machine capable
de fabriquer des sièges en bois suivant un cycle de travail
automatisé, et qui contourne sensiblement tous les désavantages
mentionnés ci-haut.
La présente invention vise également une méthode de
fabrication de sièges en bois, méthode hautement améliorée
par rapport à celles déj~ connues et qui est exempte des désa-
vantages mentionnés plus haut.
En conséquence, la présente invention réside dans
une machine automatique de fabrication de sièges en bois com-
portant des moyens dlalimentation pour acheminer de facon sé-
quentielle une pluralité de pièces, espacées et à la suite,
vers une pluralité de stations de travail séparées; à chacune
des stations, les pièces sont maintenues en position à l'aide
d'un moyen de positionnement et de retenue afin d'effectuer un
travail ou une opération sur les pièces. Le déplacement des
pièces entre les stations-est synchronisé à l'aide de moyens
de synchronisation. Des trous sont percés dans au moins une
surface de chant des pièces de bois, à une station de perçage,
un patron est façonné sur une surface des pièces, à une station
de fraisage alors que cette surface façonnée est sablée à une
station subséquente de sablage. Une station de découpage de
contour permet de former un profilé-périphérique prédéterminé
~0 dans les pièces et un moyen de sablage permet de polir le
rebord de chant de ces pièces. Un moyen de transfert permet le
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13,4435;~
transport des pi~ces machinées sous forme de sièges par les
stations de travail, à un lieu de stockage.
La présente invention réside également dans une
méthode de fabrication de sièges en bois. La méthode comprend
l'avancement en synchronisme et à la suite d'une pluralité de
pièces de bois vers une pluralité de stations de travail où
s'effectuent de façon automatique des opérations de travail
spécifiques. Les pièces de bois sont mises en position et
maintenues à chacune des stations à tour de rale. Des trous
sont percés sur au moins un c8té de la pièce, à une station de
percage. Un patron est façonné dans une surface de chant de
la pièce, à une station de fraisage. La surface fraisée est
sabl~e~ à une station de sablage et un contour est découpé
suivant un profilé périphérique prédéterminé à une station
de découpe de contour. Une sableuse de chant sable alors le
contour et la pièce est finalement transférée vers un lieu de
; stockage.
Un mode de réalisation préféré de la présente inven-
tion sera décrit ci-après avec référence aux dessins annexés
dans lesquels:
la figure 1 est une vue de plan montrant l'arrange-
ment des éléments principaux formant les stations de travail
de la machine suivant la présente invention;
la figure 2 est une vue de côté de la figure 1,
la figure 3A est une vue de dessus montrant le
montage du convoyeur d'alimentation et la position des attaches
de positionnement et de retenue des pièces de bois,
la figure 3B est une vue de coté de la figure 3A
et montre les pièces de bois maintenues en position aux stations
de travail,
~14435;~
la figure 4 est une vue de c8té de la station de
fraisage, et
la figure 5 est une vue en plan illustrant la station
de découpage du rebord et les moyens de transfert.
Se reportant aux dessins et plus particulièrement
aux figures 1 et 2, on désigne par 10 la machine automatique
suivant la présente invention destinée à la fabrication de
si~ges de chaises en bois. On donnera une brève description
des composantes de la machine, de l'extrémité amont à llextré-
mité aval de celle-ci. Une pluralité de pièces de bois 11
sont emmagasinées en juxtaposition dans un magasin 12 situé
à l'extrémité aval. Un convoyeur d'alimentation 13 comporte
une rampe d'alimentation 14 pourvue d'une pluralité de poussoirs
15 espacés les uns des autres. La pièce la plus basse des
pièces 11 est mise en prise et déplacée le long du convoyeur -
~ travers les diverses stations de travail qui seront décrites
plus loin. Comme montré, les pièces de bois 11 sont de forme
rectangulaire et sont acheminées le long du convoyeur d'ali-
mentation 13 à l'aide des guide-supports 15'.
Les poussoirs 15 sont disposés équidistants le long
de la rampe d~alimentation 14 de façon à entrainer les pièces
de bois à la suite et de façon espacée à travers les diverses
stations de travail de la ligne de convoyage. Les moyens de
mise en position et de retenue seront décrits plus loin. Des
commutateurs de limite (non-montr~) sont disposés le long du
convoyeur dtalimentation 13 pour détecter l'avancement d'une
pièce de bois et pour activer les moyens de mise en position
et de retenue, qui sont ici des clavettes 16 rétractables et
ajustables (voir figure 2), de sorte à faire contact avec le
bord droit avant de la pièce 11 qui entre dans la station de
travail. Les commutateurs activent un circuit de synthronisa-
~14~35Z,
tion (non-montré), connu de l'homme de métier, pour opérer de
façon automatique chacune des stations et pour effectuer
diverses fonctions de travail en synchronisme.
Comme illustré aux figures 1 et 2, à partir de leur
position de départ, les pièces de bois sont en premier lieu
dirigées vers une station de perçage 17 qui comporte une
pluralité de perceuses 18, celles-ci pouvant etre disposées au-
dessus et au-dessous des guide-supports 15 de sorte à percer
des trous, tel que 19l dans les surfaces de champ supérieur
et/ou inférieur de la pièce 11~ Chacune des perceuses 18
possède son propre moteur d'entra~nement 20 et est montée sur
un bâti ajustable 21 de sorte à permettre l'ajustement de
l'angle de la mèche 22 suivant les spécifications du siège
en fabrication.
Une fois les trous percés, la pièce 11' est mue
vers une station de fraisage 23 où un patron est faconné par
fraisage sur la surface de la pièce, ici la partie supérieure
de cette pièce. Durant cette opération, la pièce est maintenue
précisément et fixement en position sous une tête de fraisage
24, de façon similaire à celle utilisée à la station de perçage.
Une fois le patron formé sur la pièce, celle-ci est acheminée
vers une station de sablage 25 où steffectue le sablage de la
surface fraisée. Cette dernière station comporte simplement un
cylindre de sablage qui possède une partie périphérique de
sablage (non-montrél et qui est mue à travers la surface
supérieure de la pièce.
L'opération de sablage une fois terminée, la pièce
est alors convoyée vers une station de découpe de contour 26
pour former un profilé périphérique prédéterminé des pièces de
bois. A la station de découpe 26, la pièce de bois est disposée
sur et supportée par une table-support à came 28 et y est
maintenue fixée par succion appli~uée à travers les orifices
--5--
3S~:
29 disposées au centre de la table-support. La succion n'est
appliquée qu'une fois que la pièce de bois est bien mise en
place sur la table à l'aide de moyens de positionnement formés
des clavettes 30 et du piston 31.
A~in de couper la pièce ll' suivant un profilé
spécifique, le bord externe de la table-support 28 est formé
comme un rebord à came 32 de sorte à guider un couteau rotatif
33 de coupe grossière et un couteau rotatif 34 de finition,
ces couteaux étant espacés l'ur. de ltautre et s T appuyant contre
le bord extérieur de la pièce ll'. Cette opération est réalisée
en montant les couteaux 33 et 34 sur un assemblage qui est guidé
au moyen d'un élément à came asservi ~non-montré), bien connu
de l'homme de métier. Egalement, la table 28 est mise en rota-
tion dans le sens horaire contre les couteaux 33 et 34. Le
couteau de finition 34 n'entre en opération que lorsque la
pièce de bois a effectué un cycle de rotation complet sous
l'action du couteau de coupe grossière 33.
En outre, à la station de découpe de contour 26, on
peut utiliser un élément de sablage 35, ici une sableuse rota-
tive, de sorte ~ sabler le bord découpé de la pièce de bois ll'.Le bati 36 de la sableuse peut également être pourvu d'un
mouvement de va-et-vient de sorte à ce que la sableuse rotative
35 est mue d'un tel mouvement contre le bord coupé de la pièce
de bois.
Une fois que le rebord a été sablé, la tête de
transfert 37 du bras 27 est disposée sur la surface supérieure
38 de la pièce ll', la succion d'air sur la table-support 28
est alors coupée et appliquée à la tête du transfert 37. Le
bras de transfert 27 soulève alors la pièce de bois verticale
ment et effectue un mouvement de rotation pour déposer la pièce
de bois en un lieu adjacent de stockage. Une variante de la
station de découpe 26 sera décrite plus loin avec référence à
114~352
la figure 5.
Les figures 3A et 3s montrent l'agencement des moyens
de positionnement et de retenue utilisés aux stations de percage
17, de fraisage 23 et de sablage 25. Ces moyens sont constitués
de la clavette à piston rétractable 16 reliée respectivement à
des enceintes 39 montées sur les rails-supports 15'. Les
clavettes 16 possèdent une nervure de fixation 40 à leur
extrémité supérieure et qui vient s'appuyer sur le rebord de la
pièce de bois 11'. Un piston de repérage 41 (voir figure 1)
place la pièce de bois contre un rail de repérage 42 lorsque le
bord avant 11" de la pièce 11' bute contre les clavettes de
positionnement 16. Par la suite, les clavettes 16 subissent
une rotation axiale de sorte à ce que la nervure 40 soit en
vis-à-vis avec la surface supérieure de la pièce 11'~ les
clavettes sont alors abaissées et appliquent une pression de -
rétention contre la pièce 11' pour la maintenir fermement en
position sur les rails 15'. L'opération propre à la station
peut alors être effectuée.
La figure 4 illustre le montage de la station de
fraisage 23. Cette station comporte essentiellement une tete
de fraisage 50 constituée d'un couteau 51 de type cylindrique
qui est mû en rotation par un moteur d'entrainement 52 et fixé
à un bâti mobile 53. Un élément à came 54 est relié au bâti
53 et se déplace suivant la surface 55 de sorte à permettre un
déplacement vertical du bâti 53 par rapport à la surface supé-
rieure 56 de la pièce de bsis 11'. Comme montré, le bati
mobile possède une paroi arrière 57 qui coulisse sur une paroi
stationnaire 58, cette dernière étant reliée à des tiges de .
piston 59. Cet arrangement permet au bâti 53 de se déplacer ~ :
horizontalement le long des axes transverses X-Y. L'élément
à came 55 est fixé de façon escamotable au bâti de la station
de fraisage de sorte à permettre la variation du patron devant
être façonné sur la surface supérieure 56 de la pièce 11'.
L~élément à came 55 est fixé au bâti de la station de fraisage
et peut se déplacer latéralement avec ce bâti de sorte à
entrainer latéralement le couteau 51 au-dessus de la surface
56 de la pièce 11'.
La figure 5 lllustre une variante de la station de
découpe d'un contour 26. Comme montré, la sableuse rotative 35
a été déplacée à une autre station dite station de sablage 60
de sorte à minimiser le temps d'opération de la station de
découpage 26. En ce cas-ci, la station de découpage 26 ne
comporte plus que le couteau de coupe grossière 33 et le couteau
de finition 34 de sorte à ne requérir qu'un cycle de travail
correspondant à deux révolutions complètes de la pièce de bois
11'. Il est ~ noter qu'~ cette station, une fois la pièce de-
bois déposée sur la table-support, toutes les clavettes de
repère 30 et la tête de piston 31' sont retirées de sorte à
prévoir suffisamment d'espace pour permettre la rotation de
la pièce 11' contre les couteaux. Une fois le contour façonné,
le bras de transfert 27 transporte la pièce 11' vers la station
de sablage 60 qui peut être munie d'une autre table-support 62
avec orifices de succion pour retenir la pièce de bois et
tourner celle-ci contre la sableuse rotative 35. Un autre bras
de transfert 61 pourrait alors recueillir et transférer le
siage au moyen d'un dispositif de succion vers une station de
stockage 63, le bras 61 étant conçu de facon similaire au bras
de transfert 27. La station de stockage peut comporter une
table-support 64 qui s'abaisse de facon graduelle lorsqu'un
siège y est déposé de sorte à ne pas endommager les produits
finis lorsqu'ils sont lâchés les uns sur les autres. Lorsqu'un
nombre prédéterminé de sièges ont été déposés dans le magasin
de stockage , il est possible d'en disposer durant un cycle de
--8--
`- 1144;~52
travail de sorte à ne pas arrêter la machine.
Il est ~ noter qu'avec cet-te machine, il n t est pas
nécessaire de la modifier de façon extensive lorsqu'on veut
obtenir un contour de sièges différent à partir des pièces de
bois. De plus, du fait que le rebord avant demeure droit, nul
n'est besoin de changer les moyens de repère et de serrage.
Les opérations effectuées dans les stations le sont en se
reportant au bord avant droit 11' de chaque pièce de bois et
ainsi même si les pièces de bois sont de dimensions différentes
elles seront toutes traitées par la machine et l'excédent de
bois n'est enlevé qu'à une des stations finales, notamment la
station de découpage de contour 26. Le fait d'avoir plusieurs
stations de travail séparées permet de traiter des pièces de
bois de facon plus rapide et permet en outre un meilleur accès
aux diverses parties des stations pour fin de réparation et
d'entretien. Egalement, des systèmes pneumatiques et/ou hydrau-
liques indépendants sont prévus à chacune des stations, ce qui
permet une mise en opération simultanée de toutes les stations
sans aucun retard, ce qui pourrait 8tre le cas si un système
central était utilisé.
Il est entendu que la portée de la présente invention ~ -
couvre toutes modifications évidentes de celle-ci suivant
l'ampleur des revendications annexées.
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