PROCEDE ET INSTALLATION D'OBTENTION DE MERRAINS |
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| 申请号 | EP97928384.3 | 申请日 | 1997-07-02 | 公开(公告)号 | EP0912305B1 | 公开(公告)日 | 2000-04-19 |
| 申请人 | Voisin, Frédéric; | 发明人 | Voisin, Frédéric; | ||||
| 摘要 | The invention discloses in particular a method for producing cask wood. It comprises the following steps: cutting a log into at least one bolt; arranging the bolt according to an initial location with respect to a display system; marking at least one medullary ray and one bolt grain; defining at least one marking surface; conforming the marking surface with the medullary rays and the grain; determining a sawing path, and for instance two parallel paths; and effecting the sawing of the bolt following each path. | ||||||
| 权利要求 | |||||||
| 说明书全文 | L'invention concerne un procédé d'obtention de merrains, ainsi qu'une installation de mise en oeuvre de ce procédé. Les merrains sont des pièces de bois utilisées dans le domaine de la tonnellerie, pour l'obtention de douelles. Les tonneaux fabriqués avec des merrains sont destinés à contenir des liquides de grande valeur tels que vins et spiritueux. Ces liquides subissent une bonnification lors de leur séjour en tonneau, par apport gustatif depuis le bois et par des échanges extérieurs, notamment avec l'air. Donc, la sélection du bois à merrain, notamment pour ses qualités gustatives, est importante. En général, le bois à merrain est sélectionné parmi les essences nobles telles que le chêne. Par ailleurs, un merrain doit présenter de nombreuses autres qualités, qui le distinguent par exemple d'une planche de douelle employée dans un foudre. Ainsi, chaque merrain doit constituer intrisèquement une barrière étanche pour éviter les fuites de liquide hors du tonneau. Cette barrière doit toutefois permettre les échanges extérieurs. Pour ce faire, seul le duramen ou bon bois est utilisé dans la fabrication de merrains. Et cela à l'exclusion du coeur, de l'aubier et de l'écorce. Tandis que ce duramen doit être exempt de gelures, gerces, noeuds et autres défauts pouvant occasionner des fuites. De manière similaire, tout colmatage de merrain est exclu pour ne pas altérer le goût du liquide au contact d'un mastic. L'étanchéité est obtenue en débitant les merrains suivant les rayons médullaires de la grume. Or les planches sont découpées de manière classique parallèlement à une planche diamétrale. Egalement, les merrains doivent présenter des qualités mécaniques supérieures aux planches notamment. Leur résistance au cintrage, au voilage, au gauchissement, ainsi qu'aux défauts causés par les contractions anisotropiques dans les tonneaux, doivent aussi être élevées. Par ailleurs, on sait que les essences nobles, et plus spécialement celles qui présentent les qualités gustatives requises, sont de plus en plus rares et coûteuses. Et que du fait des qualités mécaniques et d'étanchéité évoquées, il est difficile d'obtenir le plus de merrains que possible à partir d'une grume donnée. Cela est d'autant plus délicat, que nombre de grumes présentent une courbure et/ou un vrillage. Il est aussi d'importance d'assurer un rendement élevé en matière aussi bien qu'en temps, pour l'obtention de merrains. Actuellement, le procédé le plus utilisé pour fabriquer des merrains consiste à fendre à vue un billon avec un coin hydraulique, puis de le dédoubler en quartiers et de le déligner à la volée, à l'aide d'une scie à ruban. Ce procédé n'est pas satisfaisant quant au rendement en matière qui est de l'ordre de 15% à 20%, mais aussi en productivité. Le document FR-A-637.045 décrit un procédé dans lequel on découpe des grumes en planches suivant des plans moyens et radiaux de la planche initiale. Le document FR-A-1.130.265 décrit une griffe à bois dont la commande comprends un écrou tournant. Le document FR-A-1.394.860 décrit un dispositif mobile en translation et permettant le positionnement d'une bille ou d'un billon saisi à ses extrémités, de façon appropriée par rapport à des moyens de coupe. Le document US-A-4.210.184 décrit un appareil de découpe en continu à la scie circulaire, avec un film d'eau pour la lubrification des guides et de la lame. Le document WO-A-89/047.47 vise la découpe, le séchage et l'optimisation de planches. Le document WO-A-92/16.339 décrit un procédé de sciage permettant d'obtenir un taux élevé de pièces à grains vertical, à partir d'une grume. Le document FR-A-2.716.831 décrit l'optimisation sur un demi-billon, du rendement de fabrication de merrains. Une aquisition vise à rendre une image réaliste du résultat, une optimisation est basée sur un système de projection par laser, tandis qu'une visualisation et une validation permettent un traçage choisi entre deux solutions de sciage. Les techniques connues ne permettent pas l'orientation simultanée par rapport à l'axe de découpe, des rayons médullaires aux deux extrémités du billon, du fil sensiblement longitudinal du bois sur son enveloppe externe et des défauts éventuels. Au plus on parvient à assister le fendeur dans l'opération de séparation d'un billon. Les résultats obtenus avec ces techniques ne peuvent produire que des planches radiales approximativement de fil, voir totalement mal orientées quant au fil. Les merrains issus de ces procédés ne sont donc pas tous aptes à retenir des liquides et nécessitent donc un colmatage des pores du bois, préjudiciable aux vertus oenologiques des fûts. C'est pour cette raison que ces procédés sont peu utilisés aujourd'hui, voire abandonnés. Le but de la présente invention est de permettre l'obtention de merrains avec un rendement, une productivité et une fiabilité optimisées. Notamment, l'invention vise à minimiser les pertes de bois consécutives au dressage des surfaces fendues, comme suivant la technique connue. A cet effet, un premier objet de l'invention est un procédé d'obtention de merrains. Ce procédé comporte les étapes prévoyant de:
Selon une caractéristique, une étape postérieure au débit de la grume prévoit de débarrasser le billon de son écorce et/ou de son aubier. Selon une autre caractéristique, une représentation telle qu'image sur l'un des systèmes de visualisation est inversée à celle de l'autre, à la façon d'un miroir et/ou chaque système diffuse la représentation sensiblement dans les mêmes sens et direction que l'autre, par exemple vers le poste d'un opérateur. Selon encore une autre caractéristique, la localisation initiale du billon dans un repère est une position de maintien rigide par exemple à l'aide de griffes et/ou est ajustable suivant la direction longitudinale et/ou au moins une direction transversale notamment en rotation et/ou en translation à l'aide d'un chargeur à pinces de préhension telles que compas. Selon une autre caractéristique, au moins un système de visualisation prévoit la production de représentations en fonction de lectures internes non-destructives du billon, telles qu'émission d'ondes ou particules. Selon une caractéristique, au moins une étape prévoit la représentation d'une ou plusieurs surfaces de repérage par un système de visualisation, par exemple fondue avec et proportionelle à une représentation par ce système d'au moins un rayon médulaire, fil ou analogues. Selon une autre caractéristique, le repérage et/ou la mise en coincidence d'au moins un rayon médullaire et/ou du fil, est effectué en fonction d'une représentation par au moins un système de visualisation, par exemple par recherche sur une représentation d'une disposition optimale de surface de repérage par rapport aux rayons médullaires et/ou au fil du billon. Selon encore une caractéristique, la mise en coincidence prévoit au moins un déplacement du billon par rapport à sa localisation initiale, par exemple avec un point du billon fixe dans le repère, tel qu'un pivot à une face d'extrémité. Selon une caractéristique, lorsqu'un billon est vrillé, est prévue une étape de mesure de cette vrille, successivement par:
Selon une autre caractéristique, l'étape de mesure prévoit, préalablement à la prolongation du rayon médullaire, une correction transversale à une face, de la position relative de ce rayon et d'une surface de repérage, par exemple jusqu'à centrage du merrain prévu. Selon encore une caractéristique, l'étape de mesure est suivie par une étape de correction transversale à une face, de la position relative de ce rayon et de la surface de repérage, par exemple d'une valeur de l'odre de l'arc estimé. Selon une caractéristique, l'étape de mesure est, par exemple suite à une correction transversale, suivie d'une étape de recherche de placement en regard d'une trajectoire de sciage, par déplacement synchronisé des deux faces opposées du billon. Dans le cas d'un billon non vrillé, on prévoit sa séparation par un trait de découpe suivant un rayon et le fil. Dans le cas d'un billon vrillé ou courbe, on prévoit sa séparation en deux demi-billons au moyen d'une lame de fendage, par exemple celle d'un débarassage d'écorce ou d'aubier. Dans le cas d'un billon présentant des défauts à l'intérieur du duramen, on prévoit sa séparation en portions les plus volumineuses en éliminant les principaux défauts, et éventuellement on purge les défauts dans les portions par fendage local à la lame. Une étape prévoit ensuite la découpe de chaque demi-billon ou portion de billon de manière à obtenir des pièces de bois dont l'épaisseur est de l'ordre de celle ou d'un multiple de celle du merrain prévu en vue d'une découpe ultérieure sensiblement parallèlement à leurs bords. Ce procédé permet notamment l'obtention de merrains d'une épaisseur donnée, par découpe d'une bille de bois, notamment de chêne, en réalisant au moins l'une des étapes suivantes :
Avec ce procédé, la plupart des pièces de bois obtenues permettent l'obtention de merrains de qualité au moins égale, voire supérieure à celle des merrains obtenus couramment aujourd'hui. Les chutes représentent un volume limité du billon, et en particulier du duramen, de sorte que le rendement par rapport au bois utilisé est optimisé. Les opérations de découpe sont grandement facilitées tant en rapidité et sûreté d'exécution qu'en effort à produire. Donc la productivité est elle aussi optimisée. Un deuxième objet de l'invention est une installation de mise en oeuvre du procédé évoqué ci-dessus. Selon une caractéristique, l'installation comporte au moins un poste de fendage avec un outil à lame en queue d'aronde asymétrique transversalement, par exemple l'outil a sa lame bombée vers l'extérieur de son côté destiné à être contre l'aubier et/ou l'écorce, tandis que son autre côté est concave, afin d'exercer une pression dissymétrique longitudinalement dans le billon principalement vers l'extérieur. L'installation comporte des moyens de réception de billons ou de portions de billons avec un système de positionnement qui comprends:
Selon une autre caractéristique, cette installation comprend par exemple:
L'installation comporte au moins un dispositif de repérage apte à générer au moins une surface visible de repérage, éventuellement déformable. Par exemple ce dispositif comporte au moins une source de faisceau laser tel que tube ou diode, montée sur un gabarit déformable de guidage à distance de manière à projeter sur un billon ou une portion de billon la surface de repérage définie par déformation du gabarit, en fonction de sa structure. Selon une caractéristique, l'installation comporte au moins un chariot de sciage muni de griffes indépendantes, et d'un système de commande de ces griffes ainsi que de l'avance du chariot, apte à suivre une trajectoire courbe par exemple. Selon une réalisation, les moyens de saisie comprennent des couteaux dentelés, verticaux, symétriques et opposés et des moyens de serrage de ces couteaux à pression contrôlée de façon à éviter tout fendage par effet de coin. L'installation comporte des moyens de réception et de guidage de billons ou de portions de billons, avec des guides angulaires correspondant respectivement à une section de portion de billon, telle que hiutième, seizième et trente-deuxième de billon, au moins un guide angulaire étant déplaçable, par exemple indépendamment, verticalement par paire semblable, et de manière à être escamoté, notamment sous l'effet d'une commande automatique de positionnement. Ces moyens de repérage comportent un ensemble vidéo assisté par ordinateur et/ou assisté par un faisceau lumineux. Cet ensemble comprend une ou plusieurs cameras de type linéaire ou matriciel et un ou plusieurs écrans informatiques ou vidéo. Sur un tel écran, on peut visualiser simultanément les rayons médullaires aux deux extrémités du billon, le fil du bois sur la face externe et les défauts éventuels. Donc, avant la découpe, on visualise la qualité des merrains que l'on va obtenir tant quant à l'orientation des rayons médullaires, du fil du bois et de la largeur que de la position d'éventuels défauts, par exemple des noeuds. D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description qui suit de modes de réalisation, donnés à titre d'exemple uniquement et illustrés par les dessins annexés. Dans ces dessins, la figure 1 est une vue schématique en section transversale d'une grume, qui illlustre ses différents constituants. La figure 2 est une vue schématique en section transversale d'un billon à coeur excentré et avec des rayons médullaires incurvés. Les figures 3 à 5 sont des vues schématiques en section transversale d'un billon débité par fendage, avec un positionnement correct de plans lumineux sur la figure 4, et incorrect sur les figures 3 et 5. Les figures 6 à 8 sont des vues en coupe transversales d'exemples de merrains vrillés, sur chacun desquels est indiqué par une flèche, le centre à prévoir pour le merrain, ainsi que par trois secteurs de droites le fil, la position optimale du plan lumineux et sa position initiale, respectivement à chaque exemple. Les figures 9 à 11 sont des vues schématiques en perspective de billons débités par fendage, respectivement avec une vrille interne, externe et sans vrille, illustrant des étapes d'orientation. La figure 12 est une vue en section transversale depuis l'extérieur, d'une extrémité longitudinale du billon de la figure 11. La figure 13 est une vue en perspective depuis une extrémité longitudinale, d'un billon débité par fendage avec une vrille, qui illustre une étape de recherche par correction d'une position optimale d'un merrain. Les figures 14 et 15 sont des vues partielles en élévation d'un outil de fendage à lame en queue d'aronde transversalement asymétrique, afin de solliciter l'aubier et l'écorce vers l'extérieur lors du fendage. Les figures 16 à 18 sont des vues schématiques en écorché et en perspective, correspondant à des étapes de positionnement d'un plan lumineux par rapport à un billon vrillé. La figure 19 comprend cinq vues schématiques A, B, C, D et E illustrant chacune la projection longitudinale à une extrémité de billon d'un rayon médulaire de l'autre extrémité, suivant une vrille différente, respectivement. La figure 20 est une vue en écorché et en perspective d'un volume de billon dont la vrille correespond au cas de la figure 19 C. La figure 21 est une vue en écorché et en perspective d'un volume de billon dont la vrille correespond aux cas symétriques des figures 19 A et E. La figure 22 est une vue en écorché et en perspective d'un volume de billon dont la vrille correespond aux cas symétriques des figures 19 B et D. La figure 23 est une vue schématique en perspective d'un billon fendu et vrillé, dont le fil et des rayons médullaires de surface externe ont été rendus visible. Les figures 24 à 29 sont des vues schématiques en perspectives de sections transversales à différents emplacements en longueur, et longitudinale pour la figure 28, dans un merrain obtenu à partir du billon de la figure 23. Les figures 30 et 31 sont des vues schématiques en perspectives de merrains présentant les qualités requises notamment d'étanchéité, et obtenus conformement à l'invention. La figure 32 est une vue schématique en plan d'une installation de production de merrains à partir de grumes, conforme à une réalisation de l'invention. La figure 33 est une vue schématique en plan d'un détail de chariot à griffes d'installation de production de merrains, conforme à une réalisation de l'invention. La figure 34 est une vue schématique en perspective d'un détail de chargeur de billons d'une installation de production de merrains, conforme à une réalisation de l'invention. La figure 35 est une vue schématique d'une commande conforme à l'invention, pour un chargeur tel que celui de la figure 34. La figure 36 est une vue partiellle en perspective d'une installation conforme à l'invention, avec un plateau ou deck à tapis roulant d'amenée de billons, d'un chargeur similaire à celui de la figure 24, de griffes de chariot, d'un tapis d'amenée vers un poste de sciage La figure 37 est une vue schématique de dessus en plan d'un gabarit déformable pour matérialiser le passage de traits de scie, selon l'invention. La figure 38 est une vue de dessus en plan illustrant une règle de gabarit et un axe de sciage, pour le guidage du déplacement d'un billon à scier. La figure 39 est une vue schématique en élévation d'un caisson à dispositif lumineux tel que laser, de faisceaux lumineux et d'un billon. La figure 40 est une vue schématique en élévation d'un détail du gabarit de la figure 37, avec un doigt mobile, un palpeur, une règle , un bloc coulissant, un axe tansversal de suppport du bloc et des diodes lumineuses. La figure 41 est une vue schématique en plan de dessus d'un détail de la figure 40. Et les figures 42 à 46 sont des exemples d'optimisation selon l'invention, sur des sections transversales de billons, les découpes au dédoubleurétant représentés en lignes discontinue, les traits de sciage en ligne intérieure pleine, respectivement pour deux billons sans vrille, pour un billon entièrement vrillé, pour un billon partiellement vrillé, et un billon dont le coeur est inexploitable. La figure 47 est une vue schématique en élévation de moyens de réception et de guidage de billons et portions de billons. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une grume. Pour simplifier la description, la référence 1 désigne également ici un billon découpé longitudinalement dans une grume, ou un secteur de billon fendu. La grume 1 comprend une écorce 2, un phloem 3, un cambium 4, un aubier 5, un coeur 6, des cernes 7, une moelle 8 et des rayons médullaires 9. Le duramen ou bon bois est désigné en 10. Sur les figures, une direction longitudinale X correspond à la direction principale de croissance de l'arbre ayant donné la grume 1. Le terme transversal se rapporte à une localisation perpendiculaire à la direction longitudinale X. Commençons par décrire le procédé d'obtention à partir d'une grume 1, de merrains 11. Ce procédé comporte d'abord l'étape prévoyant de débiter une grume 1 en au moins un billon. Ce débit est effectué transversalement à la direction longitudinale X. Le billon 1 ainsi obtenu présente suivant cette direction X, une dimension sensiblement égale ou légèrement supérieure à celle des merrains 11 qu'il est prévu d'extraire du bilon 1. La dimension peut aussi correspondre à un multiple de celle des merrains prévus. Selon une étape postérieure au débit de la grume 1, on prévoit de débarrasser le billon de son écorce 2 et de son aubier 5. Puis, le billon 1 est disposé suivant une localisation initiale par rapport à un repère prédéterminé. Suivant cette localisation, une première face 12 d'extrémité longitudinale est en regard d'un système de visualisation 13, visible sur la figure 16. Une face 14 opposée du billon 1 est alors en regard d'un autre système 15 de visualisation. Ensuite est repèré au moins un rayon médullaire 9 sur chaque face 12, 14. Un fil 16 du billon 1, reliant sensiblement les rayons 9 repérés, est aussi relevé sur son enveloppe longitudinale externe. Il convient de définir au moins une surface de repérage, ici deux plans 17. Sur certaines figures, un seul plan de repérage 17 est représenté. Ce plan unique est un plan médian entre les deux plans de repérage, comme cela ressort bien de la figure 18. Ces plans 17 sont sensiblement parallèles, par exemple lumineux, et distants transversalement d'une distance sensiblement égale à l'épaisseur "e" (figure 43) du merrain prévu 11. Une surface visible de repérage 17 est dans l'exemple des figures 37 et 38, déformable. La source 27 comporte au moins un générateur de faisceau laser tel que tube ou diode, montée sur un gabarit 28. Ce gabarit guide et support la source 27. Pour rendre la ou les surfaces 17 déformables, le gabarit est associé en servant de guidage à distance pour la conduite en sciage. Sur celui-ci, sont positionnées ici des diodes lumineuses de type laser à angle d'ouverture étroit. De la sorte, un segment lumineux est projetté à distance par chaque diode. Cela forme, secteur contre secteur, le gabarit de forme exacte sur le billon ou portion de billon. L'interception de cette surface 17 et du billon 1 indique le passage exact des traits de scie, tant aux faces d'extrémité 12 et 14 pour positionner les rayons médullairesque sur l'enveloppe externe pour positionner le fil 16. Cela est possible même si le fil 16 est concave, convexe, de façon symétrique ou assymétrique. Précisemment, une étape prévoit de faire sensiblement coincider sur le billon 1, chacun des plans ou surface de repérage 17, par exemple d'un côté des rayons médulaires 9 et du fil 16, par rapport à l'autre plan 17. Puis est déterminé en fonction de chaque plan de repérage 17, par exemple deux trajectoires de sciage parallèles. Il est alors possible de provoquer le sciage du billon 1 suivant chaque trajectoire 18. On comprend au vu des figures 16 et 17, qu'une représentation 19, ici une qu'image sur le système 15 de visualisation est inversée à celle de l'autre système 13, à la façon d'un miroir. Tandis qu'ici, chaque système 13, 15 est orienté sensiblement dans les mêmes sens et direction que l'autre, vers le poste 20 d'un opérateur. Précisons que dans les exemples, la localisation initiale du billon 1 dans le repère est une position de maintien rigide par exemple à l'aide de griffes 21 telles qu'illustrées sur les figures 33 et 36. La localisation est aussi ajustable suivant la direction longitudinale X et deux directions transversales. Notamment des ajustements en rotation et en translation sont rendus possibles à l'aide d'un chargeur 22, à pinces 23 de préhension telles que compas. Selon les figures 37 à 41, au moins un système de visualisation prévoit la production de représentations en fonction de lectures non-destructives du billon 1, telles qu'émission d'ondes ou particules. Au moins une étape prévoit la représentation d'un ou plusieurs plans de repérage 17 par un système de visualisation, par exemple relativement notamment proportionelle à une représentation par ce système d'au moins un rayon médulaire et/ou du fil. Le repérage et/ou la mise en coincidence d'au moins un rayon médullaire et/ou du fil, est effectué en fonction d'une représentation par au moins un système de visualisation, par exemple par recherche sur une représentation d'une disposition optimale des plans de repérage par rapport aux rayons médullaires et/ou au fil du billon. Notons que la mise en coincidence prévoit au moins un déplacement du billon 1 par rapport à sa localisation initiale, par exemple avec un point du billon fixe dans le repère, tel qu'un point d'une face d'extrémité. Lorsqu'un billon 1 est vrillé, comme sur les figures 16 à 18, 23, 44 et 45, est prévue une étape de mesure de cette vrille V. Cette mesure prévoit successivement:
Comme sur les figures 3 à 5, l'étape de mesure prévoit, préalablement à la prolongation du rayon médullaire, une correction transversale à une face, de la position relative de ce rayon et des plans de repérage, par exemple jusqu'à centrage du merrain 11 prévu. Comme sur les figures 16 à 18, l'étape de mesure est suivie par une étape de correction transversale à une face, de la position relative de ce rayon et des plans de repérage, par exemple d'une valeur de l'ordre de l'arc estimé. Suite à une correction transversale, est prévue d'une étape de recherche de placement en regard d'une trajectoire de sciage, par déplacement synchronisé des faces d'extrémité 12, 14 du billon 1. Il apparaît sur un écran vidéo sur lequel sont tracés à-même la vitre deux axes représentant les deux découpes permettant d'obtenir une ou plusieurs pièces de bois radiales dans lesquelles seront délignés les merrains 11. Ces deux axes ont été préalablement établis par rapport à l'axe de découpe. On a pu aligner le fil 16 du bois parallèlement à ces deux axes, grâce au dispositif de réception et d'orientation et par un déplacement transversal des deux extrémités du billon. Sur les figures on voit qu'un écran vidéo sur lequel sont tracés à-même la vitre de l'écran deux axes qu'il est possible de graduer, représentant les deux découpes permettant d'obtenir une ou plusieurs planches radiales dans lesquelles seront délignés les merrains. Ces deux axes ont été préalablement établis par rapport à l'axe de découpe. On a pu aligner les rayons médullaires parallèlement à ces deux axes, grâce au dispositif de réception et d'orientation et par un déplacement transversal du billon. Cet alignement a été opéré de façon semblable aux deux extrémités du billon grâce à deux caméras et deux écrans similaires. Sur les figures 42 à 46 sont illustrés des exemples de mise en oeuvre. Dans le cas d'un billon non vrillé, on prévoit sa séparation par un trait de découpe suivant un rayon et le fil. Dans le cas d'un billon vrillé ou courbe, on prévoit sa séparation en deux demi-billons au moyen d'une lame de fendage, par exemple celle d'un débarassage d'écorce ou d'aubier. Dans le cas d'un billon présentant des défauts à l'intérieur du duramen, on prévoit sa séparation en portions les plus volumineuses en éliminant les principaux défauts, et éventuellement on purge les défauts dans les portions par fendage local à la lame. Une étape prévoit ensuite la découpe de chaque demi-billon ou portion de billon de manière à obtenir des pièces de bois dont l'épaisseur est de l'ordre de celle ou d'un multiple de celle du merrain prévu en vue d'une découpe ultérieure sensiblement parallèlement à leurs bords. Ce procédé permet notamment l'obtention de merrains d'une épaisseur donnée, par découpe d'une bille de bois, notamment de chêne, en réalisant au moins l'une des étapes suivantes :
Avec ce procédé, la plupart des pièces de bois obtenues permettent l'obtention de merrains de qualité au moins égale, voire supérieure à celle des merrains obtenus couramment aujourd'hui. Les chutes représentent un volume limité du billon, et en particulier du duramen, de sorte que le rendement par rapport au bois utilisé est optimisé. Les opérations de découpe sont grandement facilitées tant en rapidité et sûreté d'exécution qu'en effort à produire. Donc la productivité est elle aussi optimisée. On procéde comme suit pour la détermination et mesure de la vrille : Il faut mesurer très exactement la vrille V de la zone possible pour extraire un merrain. Il est important de tenir compte dès ce stade de la largeur du merrain envisagé, surtout dans le cas de rayons médullaires courbes où il faudra alors déterminer si le merrain sera près de l'aubier ou centré par rapport au rayon de la bille. La mesure de la vrille prévoit de considérer un des fil du bois sur le dessus du billon. On positionne alors le merrain de manière à faire coïncider l'extrémité du fil opposée à l'opérateur avec l'extrémité supérieure du rayon visé. L'écartement obtenu à l'avant du billon entre le fil considéré et l'extrémité supérieure du rayon visé correspond à la mesure de la vrille V. On voit sur la figure 19 diffentes schématisation des différentes vrilles existantes. Si l'on superpose les rayons médullaires visibles aux deux extrémités du billon suivant son axe, on peut représenter schématiquement les différents types de vrilles comme en A, B, C, D et E. Mais si on corrige l'orientation du merrain, on obtient une schématisation différente (voir figure 6). On procéde à une anticipation du fil et correction éventuelle : Pour positionner le fil du bois par rapport au fil de l'aubier et par rapport au trait laser, il faut effectuer une correction de fil en déplaçant une extrémité du billon jusqu'à une valeur égale à une fraction de la côte V. On estime d'abord où se situe l'axe du merrain cherché et le centre du merrain. La détermination de la fraction de la côte V dont on déplace une extrémité du billon prévoit : Connaissant l'axe du merrain, on recherche un axe qui lui est parallèle, situé sur l'enveloppe du billon et qui passe par l'extrémité supérieure du rayon visé. Cet axe constitue l'axe du merrain. Le point d'intersection de cet axe avec le périmètre de la face avant du billon détermine une fraction de la côte V dont on déplacera transversalement une extrémité du billon. De cette manière, on a aligné l'axe du laser parallèlement à l'axe, selon lequel se fera la découpe. Puis on recherche la meilleure position par rapport aux deux caméras : Il reste à rechercher le meilleur emplacement vis-à-vis des rayons médullaires et des défauts en déplaçant simultanément les deux bornes. Ainsi on aligne les rayons médullaires aux deux extrémités du billon, par le déplacement selon la direction X sur la figure 9, des extrémités du billon. Dans le cas où la position des rayons médullaires aux deux caméras n'est pas au maximum de la tolérance de la diagonale, il est possible de "tricher" en déplaçant simultanément les deux bornes jusqu'à la tolérance maximum de la diagonale pour éventuellement passer à côté d'un défaut, ou mieux optimiser les largeurs des merrains suivants, ou encore tenir compte de la courbure du coeur en s'en rapprochant. Il est nécessaire de procéder à l'orientation en mesurant la côte V à chaque pièce débitée, car la vrille peut varier considérablement sur une même bille. La méthode d'orientation est maintenant décrite. Quatre étapes sont à exécuter. Il s'agit des étapes suivantes :
En premier lieu, on recherche la meilleure disposition des rayons. Une caméra est déplacée après l'autre en déplaçant une griffe après l'autre. La précision est importante à ce stade, car il faut mesurer très exactement la vrille V de la zone possible pour extraire un merrain. Il faut de plus tenir compte dès ce stade de la largeur du merrain envisagé surtout dans le cas de rayons médullaire courbes ou il faut alors déterminer si le merrain sera près de l'aubier ou centré par rapport au rayon de la bille. Pas de vrille : possibilité de "tricher" jusqu'à la tolérance maximum de la diagonale pour éventuellement passer à côté d'un défaut, ou mieux, partager les largeurs des merrains suivants. En deuxième lieu, on détermine le type de vrille. S'il s'agit d'une vrille externe, les fibres ne se déforment qu'à partir du coeur, du milieu, voire du tiers du rayon deux quartier. S'il s'agit d'une vrille interne, l'aspect extérieur du billon non fendu ne permet pas de déterminer la présence d'une vrille. Seule la recherche de la meilleure disposition des rayons aux caméras peut le déterminer. Il s'agit en général de billons dont le début de croissance a été tourmenté et il n'est pas rare que le coeur de tels billons soit également courbe et excentré. Si on superposait les rayons médullaires visibles aux deux extrémités du billon suivant son axe, on pourrait représenter schématiquement les différents types de vrille comme en A, B, C, D, E sur la figure 19. Mais si on corrige l'orientation du merrain, on obtient une schématisation différente. Pour positionner le fil du bois par rapport au fil de l'aubier et par rapport au trait laser, il faut effectuer une correction de fil en déplaçant une extrémité du billon jusqu'à une valeur égale à une fraction de la cote V. L'étape de correction du fil exécutée, il reste à rechercher le meilleur emplacement vis-à-vis des rayons médullaires et des défauts en déplaçant simultanément les deux bornes. Dans le cas où la position des rayons médullaires aux deux caméras n'est pas au maximum de la tolérance de la diagonale, il est possible de "tricher" en déplaçant simultanément les deux bornes jusqu'à la tolérance maximum de la diagonale pour éventuellement passer à côté d'un défaut, ou mieux optimiser les largeurs des merrains suivants, ou encore tenir compte de la courbure du coeur en s'en rapprochant. Il est nécessaire de procéder à l'orientation en mesurant la cote V à chaque pièce débitée, car la vrille peut varier considérablement sur une même bille ou demie bille. Les quartiers résiduels (8ème, 16ème de billon) des billons vrillés doivent également être orientés et dressés au moins d'une face, sinon ils ne sont pas correctement orientés, ce qui est rare dans des billons non vrillés. On aligne le fil du bois par les déplacements, puis on aligne les rayons médullaires aux deux extrémités du billon par le déplacement. Ainsi, simultanément et préalablement à la découpe, on peut visualiser la qualité des merrains que l'on va obtenir tant sur le plan de l'orientation des rayons médullaires, du fil du bois, de la largeur ou de la position d'éventuels défauts par exemple des noeuds. L'installation 24 de la figure 32 est ici décrite. Sur les figures 14 et 15, l'installation 24 comporte au moins un poste 26 de fendage avec un outil 25 à lame en queue d'aronde asymétrique transversalement. L'outil 25 a sa lame bombée vers l'extérieur de son côté destiné à être contre l'aubier et/ou l'écorce, tandis que son autre côté est concave. Il est ainsi possible d'exercer comme indiqué par la flèche F une pression dissymétrique longitudinalement dans le billon principalement vers l'extérieur. Les outils de sciage 50 tels que celui visible sur la figure 36, est ici une lame à double tranchant. On peut prévoir plusieurs outils 50, à simle ou duble tranchant, à différents emplacements de l'installation 24. Alors, on dirige vers ces différents outils 50 les pièces de bois, portion de billons 1 ou autres, selon le traitement que l'on souhaite leur faire subir. L'installation comporte sur la figure 36, des moyens de réception de billons ou de portions de billons 1, avec un système de positionnement 34 qui comprends:
Sur la figure 36 notamment, on voit les moyens 21 de saisie d'un billon par les extrémités, ici des couteaux à dents, mobiles au moins en translation et/ou pourvus de limitateur de contraintes. On prévoit aussi des moyens de repérage simultané, à distance pour les rayons médullaires à ses deux extrémités ; à distance ou à proximité pour le fil du bois sur la face externe et des défauts éventuels. Des moyens permettent la réception et d'orientation des portions de billon, par exemple deux pinces 23 telles que compas, dont chacune est déplaçable suivant au moins une direction longitudinale et/ou transversale. Sur la figure 36, Les pinces sont déplaçables en rotation autour d'un axe horizontal, perpendiculaire à la direction X entre les pinces 23. L'installation 24 en outre un dispositif 38 de repérage apte à générer au moins une surface visible de repérage, déformable. Le dispositif 38 comporte au moins une source de faisceau 27 laser tel que tube ou diode, montée sur un gabarit 28 déformable de guidage à distance de manière à projeter sur un billon ou une portion de billon la surface de repérage définie par déformation du gabarit, en fonction de sa structure. Un chariot 40 de sciage est illustré sur la figure 33. Il est muni de griffes indépendantes 21, et d'un système 39 de commande de ces griffes. L'avance du chariot 40 est aussi sous le contrôle du système 39, pour être apte à suivre une trajectoire courbe par exemple. Des moyens de saisie comprennent des couteaux dentelés, verticaux, symétriques et opposés et des moyens de serrage de ces couteaux à pression contrôlée de façon à éviter tout fendage par effet de coin. La figure 47 montre des moyens de réception 41 et de guidage de billons ou de portions de billons 1. Ces moyens 41 ont des guides angulaires 42, 43, 44 correspondant respectivement à une section de portion de billon, telle que hiutième, seizième et trente-deuxième de billon. Ces guides 42 à 44 sont étant déplaçables, indépendamment, verticalement par paire semblable, et de manière à être escamotés, notamment sous l'effet d'une commande automatique 39 de positionnement. Les moyens de repérage comportent un ensemble vidéo assisté par ordinateur et/ou assisté par un faisceau lumineux. Cet ensemble comprend une ou plusieurs cameras ici les systèmes 13 et 15 de type linéaire ou matriciel et un ou plusieurs écrans informatiques ou vidéo, sur un tel écran, on peut visualiser simultanément les rayons médullaires aux deux extrémités du billon, le fil du bois sur la face externe et les défauts éventuels. Cette installation 24 comprend des moyens de repérage simultané, à distance pour les rayons médullaires à ses deux extrémités ; à distance ou à proximité pour le fil du bois sur la face externe et des défauts éventuels. Les moyens de réception et d'orientation des portions de billon, sont dans l'exemple deux pinces telles que compas, dont chacune est déplaçable suivant au moins une direction longitudinale et/ou transversale. L'installation 24 comprend entre autres :
L'installation illustrée sur la figure 32 comprend de façon schématique un chariot. Ce dernier comporte un châssis 45, mobile en translation grâce à des roues 46 , guidées par des rails 47. Des moyens de saisie ou griffes d'un billon comprennent des couteaux dentelés, verticaux, symétriques et opposés mobiles perpendiculairement à l'axe longitudinal du châssis 45 confondu avec la direction X, et montées sur deux embases 48 elles-mêmes mobiles en translation par rapport à une glissière 49, suivant l'axe de déplacement du châssis. Cette glissière comprend, à ses deux extrémités, deux patins prévus pour se déplacer sur deux glissières transversales solidaires du châssis. Un moyen de déplacement, par exemple un dispositif à chaînes et pignons (non représenté), assure le déplacement de l'ensemble glissière-patin par rapport aux glissières transversales. Le dispositif comprend, en outre, des moyens de réception et de guidage des billons avec des guides angulaires correspondant aux sections des différentes portions de billon obtenues dont quart, huitième, seizième, et trente-deuxième de billon. Ces guides angulaires se déplacent indépendamment et par paire semblables suivant un axe vertical; ils sont escamotables et assurent de manière automatique le positionnement des portions de billon. En outre, il est prévu des moyens de repérage simultané : des rayons médullaires à ses deux extrémités, du fil du bois sur la face externe et des défauts éventuels. On a représenté, en traits interrompus sous la référence, la zone de positionnement angulaire escamotable des billons, de lecture vidéo des rayons médullaires aux deux extrémités des billons et de lecture vidéo (ou de lecture assistée par un faisceau lumineux) du fil du bois sur la face externe éventuellement écorcée et/ou débarrassée de l'aubier. Les moyens de coupe comprennent préférentiellement une lame de scie à ruban ou deux lames à écartement variable en fonction de l'épaisseur "e" de la planche à obtenir, ou mieux encore, une série de dispositifs à une ou deux lames, chacun spécialisé dans une opération distincte du procédé. De façon à éviter toute pollution des merrains par l'utilisation d'un lubrifiant d'origine minérale tel que du gazole, on a recours à un lubrifiant de qualité alimentaire tel que l'eau ou certaines huiles d'origine végétale ou minérale, ou encore une émulsion dans l'eau de ces huiles. Ainsi, les merrains obtenus n'engendrent aucun effet préjudiciable sur les qualités gustatives des liquides mis en tonneaux fabriqués à partir de tels merrains. Les figures 37 à 41 illustrent un gabarit déformable associé à un plan lumineux lui aussi déformable. L'interception de ce plan lumineux et du billon à traiter matérialisant le passage exact des traits de scies tant aux extrémités du billon pour positionner les rayons médullaires que sur le dessus du billon pour positionner le fil du bois, même si celui-ci est concave ou convexe, de façon symétrique ou non. Dans un caisson rectangulaire, de préférence vitré sur sa face inférieure, étanche et thermostaté, se trouvent:
Par exemple, ces faisceaux lumineux seront doublés de part et d'autre de la règle, distants d'une épaisseur e donnée pour une pièce comme un doublon, soit deux fois l'épaisseur d'un merrain. L'écartement des deux faisceaux est équidistant à la face de la règle servant de gabarit. Pour que les diodes projettent un plan lumineux précis, elles sont fixées sur des blocs coulissants sur des axes perpendiculaires. Les blocs procèderont essentiellement de deux fonctions : le maintient des diodes dans un axe vertical parfait, et le déplacement des diodes parallèlement à al position de la règle au niveau du bloc. De plus, ces diodes seront orientées de manière à pouvoir éclairer les extrémités d'un billon ;
Dans ce caisson, peut également être positionné une caméra de type matricielle, de bonne définition, à objectif asservi et de préférence à image inversée, reliée à un moniteur placé devant l'opérateur. Cette caméra donnant la vision de l'extrémité du billon opposée à l'opérateur et montrant à ce dernier l'interception des plans lumineux laser et du billon, permettant ainsi le positionnement de ce dernier en fonction des rayons médullaires. Sous ce caisson, distant d'environ un mètre, se trouve un ensemble de positionnement des billons ou portions de billons composé de deux paries de bras articulées autour d'un axe, escamotables et relevables par paire semblable de l'horizontale à la verticale, mobiles en translation par paire dissemblable suivant l'axe de la règle du caisson. Cet ensemble permettant à l'opérateur de positionner rapidement un billon ou portion de billon en recherchant simultanément, aux deux extrémités, la meilleure orientation en fonction des rayons médullaires et sur le dessus la meilleure courbe ou droite, parallèle au fil du bois. Une fois le billon positionné, reste à le charger de façon précise sur un chariot de sciage. Ce chariot est sur la figure 36 muni de deux griffes indépendantes. Ces griffes sont munies d'un système permettant de connaître exactement leur position abscisse et ordonnées par rapport à n'importe quel point de la zone de sciage ou de chargement. Ces coordonnées sont transmises à l'ordinateur déjà évoqué. Le sciage est alors être assisté par cet ordinateur qui gèrere les déplacements des griffes et du chariot en fonction de l'orientation préalablement définie visuellement par l'opérateur. Pour scier courbe, il faut que les griffes déplacent le billon lors du sciage tout en exerçant une pression de serrage constante. L'angle mesuré figure 38, sur la règle servant de gabarit est le même à portion de courbe égale que l'angle à donner au billon. Cette portion est définie par rapport à la largeur de coupe et par rapport à la voie de la lame. Reste à connaître en permanence l'écartement des griffes pour calculer, par calcul trigonométrique simple, la position à donner aux griffes. |
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