Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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SYST~ME DE TOURNE-PI~CES ALÉATOIRE
CHAMP DE L'INVENTION
L'invention porte sur un système de tourne-pièces
aléatoire destiné, mais non exclusivement, à tourner, sur
elles-mêmes, des pièces de bois de différentes épaisseurs,
largeurs et longueurs. Ce système est apte, entre-autres, à
tourner des pièces de bois qui présentent des inégalités
et/ou de la flache sur une de ses faces, de façon à
positionner ces défauts sur un même plan.
HISTORIQUE
I1 arrive que certaines pièces de bois, à la suite d'un
sciage pratiqué dans une usine de sciage, présentent ce que
l'on appelle couramment de la flache, soit une inégalité dans
l'équarrissage des pièces. Pour des raisons techniques et
économiques, la flache doit se retrouver en tout temps sur le
dessus des pièces de bois avant leur rabotage pour que la
flache soit éliminée ou au moins réduite. La haute vélocité
des équipements de plus en plus utilisés en usine rend la
tâche très difficile pour tourner les pièces de bois ou non
selon la prêsence de flache ou non à l'aide des équipements
traditionnels.
n~wewew Tnr~
Un objet de la présente invention est de proposer un
système de tourne-pièces aléatoire apte à tourner
efficacement des pièces de bois qui présentent de la flache à
l'entrée des raboteuses.
Un autre objet de la présente invention est de proposer
un tel système qui permet de tourner ou non les pièces de
bois au besoin sur une chaîne de transfert de bois opérant à
une cadence élevée, par exemple 200 pièces par minute.
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Enfin, le système de tourne-pièces selon l'invention,
est constitué d'un transfert de transport des pièces de bois,
d'un système de détection de la flache, d'un ensemble de
rouleaux de remise à zéro et d'un mécanisme de mains tourne-
pièces synchronisé avec le transfert.
Les pièces de bois sont déposées mécaniquement une par
une sur un transfert à chaînes parallèles ayant des
attachements également espacés. Elles passent sous un système
de lecture et de caméras électroniques pour en obtenir la
forme et ainsi détecter la position de la flache. Un ensemble
de rouleaux de remise à zéro positionne le bout rapproché des
pièces sur un mur assurant ainsi la bonne position de ces
dernières. Enfin, un mécanisme de mains tourne-pièces, se
déplaçant parallèlement aux chaînes du transfert, permet le
positionnement synchronisé de chacune des mains avec les
pièces de bois. Selon l'information transmise par le système
de lecture, un mécanisme de came est actionné ou non afin de
tourner ou non la pièce de bois correspondante à sa main
tourne-pièce. Les pièces de bois sont ensuite amenées vers un
transfert sans attachement et dirigées vers l'entrée de la
raboteuse.
DESCRIPTION BR~VE DES DESSINS
Une description détaillée des réalisations préférées de
l'invention sera donnée ci-après en référence avec les
dessins suivants:
Figure 1 est un diagramme schématique montrant une vue
en plan d'une station complète de tourne-pièces utilisant un
système de tourne-pièces selon la présente invention.
Figure 2 est un diagramme schématique montrant une vue
en plan agrandie du système de tourne-pièces selon la
présente invention.
Figure 3 est un diagramme schématique montrant
l'assemblage individuel de chacune des mains tourne-pièces
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comprises dans le système de tourne-pièces selon la présente
invention.
Figure 4 est un diagramme schématique montrant
l'ensemble des mains tourne-pièces sur leurs chaînes
d'entraînement ainsi que le mécanisme permettant de maintenir
leurs positions horizontales.
Figure 5 est un diagramme schématique montrant le
mécanisme de cames permettant de tourner ou non chaque main
tourne-pièce.
Figures 6 et 7 sont des diagrammes schématiques montrant
le mécanisme d'entraînement du système de tourne-pièces
aléatoire.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES
En référence à la figure 1, il est montré une vue
d'ensemble d'une station complète de tourne-pièces utilisant
un système de tourne-pièces aléatoire selon l'invention. Cet
ensemble consiste généralement en un transfert de transport
10 avec attachements et un transfert de sortie 11 sans
attachement, le tout permettant le transport de pièces de
bois 12 ayant été déposées une à une, au début du transfert
10, dans les attachements 14 par un système de chargement
mécanique (non montré). Ces pièces de bois sont dirigées par
la suite vers l'entrée d'une raboteuse (non montrée).
Le transfert 10 comprend une série de chaînes de
transport 13 disposées parallèlement. Ä ces chaînes sont
fixés des attachements 14 afin de permettre le déplacement
des pièces de bois 12 sous un système de lecture électronique
15. Ce système de lecture consiste en une série de têtes
lectrices montées sur une ou des membrures transversales
passant au-dessus et/ou au-dessous des pièces de bois,
permettant de détecter la forme des pièces et de transmettre
cette information à un ordinateur associé à ce système de
lecture.
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Après avoir passé sous le système de lecture, les pièces
de bois sont poussées transversalement vers une butée 16 par
un ensemble de rouleaux égalisateurs 17 afin d'assurer une
ligne de bois bien positionnée et uniforme. Elles seront
ensuite acheminées vers le système de tourne-piècess
aléatoire 18. Ce système sera défini en détail plus bas. Les
pièces ayant été retournées ou non, seront poussées vers un
transfert de sortie 11 comprenant une série de chaînes de
transport 19 disposées parallèlement et sans attachement. Les
pièces de bois sont ensuite amenées vers un autre transfert
sans attachement (non montré) et dirigées vers l'entrée de la
raboteuse.
Les chaînes 13, les rouleaux 17 et le système de tourne-
pièces 18 sont synchronisés mécaniquement et entraînés par
une même motorisation. Ce système sera détaillé plus bas.
Le système de tourne-pièces 18 montré à la figure 1 est
monté parallèlement au transfert 10 mais le déplacement des
mains tourneuses 27 se fait sur un axe vertical, ce qui
permet aux mains tourneuses 27 de s'approcher du bout des
pièces 12 afin de se positionner pour tourner ou non cette
dernière et par la suite de se retirer.
Se référant aux figures 3,4 et 5, le système de tourne-
piëces aléatoire 18 comprend une paire de chaînes 21 et 22
qui sont montées sur des roues dentées 23 et 24, ces roues
dentées étant montées et entraînées par deux arbres verticaux
et 26. L'entraînement de ces arbres sera détaillé plus
bas.
Des ensembles de mains tourneuses 27 (voir figure 3)
sont fixés à ces chaînes 21 et 22, un support 28 permet la
fixation de l'ensemble sur les chaînes 21 et 22. Sur la
partie supérieure du support 28, deux galets rotatifs 29
assurent la position parallèle de l'ensemble 27 par rapport
au transfert 10. Sur la partie inférieure du support 28, un
autre galet rotatif avec support axial 30 assure la position
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et supporte le poids de l'ensemble 27. Au centre du support
28, deux paliers flanqués 31A supportent l'arbre de support
31 permettant la rotation de la main 35. Sur le bout
intérieur de l'arbre de support 31, une plaque 32 supporte
deux galets rotatifs 33, ces derniers maintiennent la main 35
en position horizontale lors du déplacement de l'ensemble 27.
Le bout extérieur de l'arbre de support 31 maintient la main
35, une plaque pliée forme une ouverture en "C" afin de
tourner la piëce de bois 12. Sur l'arrière de la main 35, un
support permet de fixer verticalement deux galets rotatifs 34
permettant l'action de rotation de la main 35. Un guide
souple 36, fixé sur la partie supérieure du support 28
maintient la main 35 en position horizontale lors du passage
à vide.
En se référant à la figure 4, le bâti principal 37
permet de supporter les deux arbres verticaux 25 et 26. Un
guide de roulement 38 permet aux galets rotatifs 33 de
maintenir la position horizontale de la main 35, lors du
mouvement des chaînes 21 et 22, entraînant le déplacement des
ensembles de mains tourneuses 27. Les guides 39 et 40
assurent la position et le maintien des ensembles de mains
tourneuses 27.
En se référant à la figure 5, une came mobile 41 est
reliée au bâti principal 37 par un pivot 42, un actionneur
pneumatique 43 permet le déplacement de la came mobile 41.
Une came fixe 44 est fixée au bâti principal 37.
En se référant à la figure 6, une roue dentée 45 montée
sur l'arbre de tête du transfert de transport 10, entraîne
une roue dentée 46 montée sur un arbre intermédiaire 47.
Entre les deux roues dentées 45 et 46, un mécanisme de
positionnement 48 pivote sur l'arbre intermédiaire 47. Ce
mécanisme est composé d'un support 49, deux paliers flanqués
50, montés à la base du support 49, permettent son pivotement
sur l'arbre intermédiaire 47, deux roues dentées 51 avec
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roulement libre sont fixées à la partie supérieure du support
49. Un ensemble d'actionneurs pneumatiques 52 permet
plusieurs positions différentes du mécanisme de
positionnement 48. Le mouvement de ce mécanisme de
positionnement 48 permet la synchronisation et le bon
positionnement des ensembles de mains tourneuses 27 selon la
largeur des pièces de bois 12 utilisées. Toujours entre les
deux roues dentées 45 et 46, un mécanisme de tendeur
automatique 53 maintient une tension constante de la chaîne
d'entraînement 54. Ce mécanisme de tension est composé d'un
support 55, deux paliers flanqués 56, montés à la base du
support 55, permettent son pivotement sur l'arbre
intermédiaire 47, une roue dentée 57 avec roulement libre est
fixée à la partie supérieure du support 55. Un actionneur
pneumatique 58 permet de maintenir une tension constante de
la chaîne 54.
En se référant à la figure 7, une roue dentée 59 est
montée à l'autre bout de l'arbre intermédiaire 47, cette
dernière entraîne une roue dentée 60 qui est montée sur une
entrée horizontale d'une boîte de renvoi d'angle 61. Sur la
sortie verticale de la boîte de renvoi d'angle 61, un
accouplement souple 62 entraîne l'arbre de commande 25 du
système de tourne-pièces aléatoire.
OPÉRATION ET FONCTIONNEMENT
Les pièces de bois 12 sont déposées sur le transfert de
transport 10 par un système de chargement mécanique (non
montré). Elles passent sous le système de lecture
électronique 15, ce dernier détermine s'il y a de la flache
ou non, quel en est le volume et quelle est sa position sur
la pièce, l'information est transmise à l'ordinateur du
système afin de déterminer si cette pièce doit être tournée
ou non, l'information est reliée à cette pièce et est
conservée pour action future.
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La station complète de tourne-pièces est entraînée par
une même motorisation. Chaque élément est donc parfaitement
synchronisé avec les autres. Un système d'encodeur
électronique permet de suivre le déplacement de chaque pièce
de bois 12.
Après avoir passé sous le système de lecture 15, les
pièces de bois 12 sont poussées sur des rouleaux égalisateurs
17 afin de les déplacer transversalement vers une butée 16.
Cette opération permet d'assurer que les bouts rapprochés des
pièces de bois 12 sont bien positionnés pour la pénétration
dans les ensembles de mains tourneuses 27. D'autres guides et
entonnoirs (non montrés) assurent la bonne pénétration sur
les autres axes.
La distance centre en centre des attachements 14 du
transfert 10 est plus grande que la distance centre en centre
des ensembles de mains tourneuses 27. Donc la vitesse
d'avance du système de tourne-pièces 18 est plus lente que la
vitesse d'avance du transfert 10. L'ensemble de mains
tourneuses 27, entraîné par les chaînes 21 et 22, pivote
autour des roues dentées 24, ce mouvement amène la main
tourneuse 27 à l'avant de la pièce de bois 12. La vitesse
d'avance du transfert 10 étant plus rapide que celle de la
main tourneuse 27, la pièce de bois 12 pénètre
progressivement à l'intérieur de la main tourneuse 27 afin
d'atteindre la bonne position pour le retournement si
nécessaire.
La position de la première face (appelée la rive) de la
pièce de bois 12 doit être d'environ 3/4" en amont du centre
de la main 35, soit le centre de rotation de l'arbre de
support 31. Cette position est constante pour toutes les
largeurs de pièces et nous l'appellerons la position de
tournage 63 (voir figure 1).
Un peu avant que la pièce de bois 12 arrive à la
position de tournage 63, l'ordinateur du système transmettra
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la décision reliée à cette pièce spécifique. Si la décision
est de tourner la pièce, un signal sera envoyé vers
l'actionneur pneumatique 43 afin de déplacer la came mobile
41 vers sa position levée. Le déplacement de l'ensemble de
mains tourneuses 27 amènera le galet rotatif inférieur 34 en
contact avec la came mobile 41, ce qui amorcera le mouvement
de rotation de la main 35. Un évidement dans le guide de
roulement 38 permet de dégager le passage pour le mouvement
du galet rotatif 33 afin d'annuler sa fonction de maintien.
Le galet rotatif supérieur 34 se dégagera facilement du guide
de maintien 36. La main 35 effectuera une rotation de 90
degrés durant son déplacement sur la came mobile 41. Au bout
de la came mobile 41, le galet rotatif arrière 33 sera en
position basse et entrera en contact avec la came fixe 44
afin de poursuivre la rotation de la main 35, la rotation de
180 degrés sera complétée lorsque l'ensemble 27 sera arrivé
au bout de la came fixe 44. Le galet rotatif supérieur 34 se
positionnera sous le guide souple 36 afin d'arrêter le
mouvement de rotation. Le galet rotatif arrière 33 rejoindra
la surface de roulement du guide 38 et assurera la position
horizontale de la main 35. L'ensemble de mains tourneuses 27,
entraîné par les chaînes 21 et 22, pivote autour des roues
dentées 23, ce mouvement amène l'ensemble de mains tourneuses
27 à se retirer de la pièce de bois 12. Cette dernière peut
continuer son chemin vers le transfert de sortie 11.
Dans le cas où la décision est de ne pas tourner la
pièce de bois 12, la came mobile 41 sera maintenue en
position basse. I1 n'y aura alors aucun contact entre le
galet rotatif 34 et la came mobile 41. Le galet rotatif
supérieur 34 maintiendra sa position dans le guide de
maintien souple 36, ce qui gardera la main 35 en position
horizontale jusqu'à la position de pivotement autour des
roues dentées 23, ce qui amènera le dégagement de l'ensemble
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de mains tourneuses 27 sans avoir provoqué le retournement de
la pièce de bois 12.
Le système de tourne-pièces aléatoire étant conçu pour
la manipulation de diverses largeurs de bois, et étant donné
que la position de tournage 63 doit être constante, ces
variations de largeurs demandent différentes positions de
synchronisation entre la position des attachements 14 du
transfert de transport 10 et la position de tournage 63. Ces
différentes positions de synchronisation sont obtenues à
l'aide du mécanisme de positionnement 48. Le mouvement de ce
mécanisme change la position de la chaîne de commande reliant
les roues dentées 45 et 46. Ce changement de position amène
une variation de la distance entre la position de tournage 63
et le centre des attachements 14. Ce changement de position
est effectué par l'utilisation d'un ensemble d'actionneurs
pneumatiques 52. Cet ensemble d'actionneurs pneumatiques 52
est composé de plusieurs actionneurs assemblés bout à bout et
ayant des courses différentes. La combinaison de ces courses
permet une multitude de positionnements du mécanisme 48. Afin
d'assurer une tension constante et adéquate de la chaîne de
commande reliant les roues dentées 45 et 46, un actionneur
pneumatique 58 maintient une pression de poussée constante
sur le tendeur automatique 53. Des positions déjà programmées
dans l'ordinateur du système permettent le positionnement
automatique de l'ensemble après sélection de la largeur des
pièces de bois 12 par l'opérateur.
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