Procédé et dispositif d'assemblage de structures en bois

Abstract

 L'invention concerne un procédé d'assemblage de structures en bois.
Le traçage des structures à assembler est réalisé à l'aide d'un projecteur (19) qui se déplace selon un plan parallèle au-dessus de la table d'assemblage (1 ) et projette un dessin cadré et référence que l'on fait coïncider, en déplaçant l'appareil, à des références fixes (4) matérialisées sur la table (1 ).
L'enfoncement de connecteurs métalliques est réalisé à l'aide d'une table métallique (1 ) se déplaçant entre deux trains de rouleaux (6) (10) et un tapis métallique sans fin (16).
L'empilage automatique des structures est réalisé à l'aide d'un chariot (36) se déplaçant sur des roues non guidées (37), à même la surface de travail de l'aire d'assemblage, l'avance ou le recul du chariot étant assuré par deux chaînes sans fin (40) disposées en travers des trains de rouleaux supportant les structures à empiler.

Description

[0001] L'invention concerne un procédé et des moyens pour réaliser, à partir d'un dessin coté, des éléments en bois assemblés dans un même plan, particulièrement destinés aux charpentes et bâtiments industrialisés, cette application n'étant pas limitative.

[0002] La technique la plus courante, utilisée jusqu'à présent, consiste à dessiner sur une surface ou table de traçage, en grandeur nature, la structure à assembler par tous moyens connus d'assemblage. Selon ce tracé, on réalise un modèle servant de gabarit pour la fabrication répétitive de cette structure.

[0003] Une amélioration de cette technique consiste à définir par calcul la longueur et les angles de chaque élément à assembler, ainsi que les coordonnées des points de jonction.

[0004] Lorsque l'on utilise pour l'assemblage des connecteurs métalliques, les moyens connus pour enfoncer ceux-ci dans le bois sont, soit des presses à plateaux, soit des presses à rouleaux.

[0005] D'autre part, on utilise pour faciliter la manutention des éléments une fois assemblés, des releveurs mécaniques ou hydrauliques.

[0006] L'invention a pour but de supprimer les inconvénients des systèmes connus, de proposer un procédé de fabrication rationnel, précis, rapide et facile à mettre en oeuvre.

[0007] L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

[0008] Conformément à l'invention, le procédé consiste essentiellement à projeter une image sur une table d'assemblage mobile, à positionner cette image par rapport à un réseau quadrillé de repères référencés sur cette table, à utiliser cette image pour positionner les pièces de maintien des éléments à assembler, à exercer sur la table en déplacement une compression progressive entre deux surfaces, à évacuer et à empiler automatiquement les structures assemblées.

[0009] Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte une table d'assemblage mobile, un projecteur se déplaçant le long de cette table et perpendiculairement à celle-ci, une presse à compression progressive constituée de deux trains de rouleaux sans fin motorisés et d'un tapis métallique sans fin, une machine à empiler comportant un chariot latéral et des bras de levage.

[0010] Le réseau quadrillé et référencé à l'échelle naturelle, est reproduit à une échelle moindre sur un plan transparent juxtaposable sur le plan d'ensemble définissant la structure à réaliser.

[0011] Ce procédé part du fait que seul le tracé des zones de jonction, communément appelées "noeuds", est utile pour l'assemblage d'une structure.

[0012] A l'aide du plan quadrillé et transparent, on choisira une zone carrée ou rectangulaire déterminée par quatre points référencés, dans laquelle se trouve un "noeud" que l'on souhaite reproduire sur la table de traçage.

[0013] On déterminera de préférence par calcul l.a mesure de l'abcisse et de l'ordonnée du point de jonction du noeud par rapport aux quatre points de référence.

[0014] En partant du point de jonction, on réalise un dessin,rentrant de préférence dans un cadre de formant A4, en choisissant pour ce faire une échelle de réduction, par exemple 1 sur 3, en se rapprochant le plus possible de l'échelle naturelle, pour que la précision du dessin soit aussi grande que possible.

[0015] Ce dessin établi, et indiquant avec précision les quatre points référencés, correspondant à ceux de la table de traçage, sera reproduit sur un support transparent, par exemple, à l'aide d'une photocopieuse, ou analogue.

[0016] L'image agrandie du dessin sera ensuite projetée à l'échelle naturelle à l'aide d'un projecteur, par exemple un rétro-projecteur utilisant une lentille de Fresnel, avec une précision optimum de l'image.

[0017] La projection de l'image sera perpendiculaire à la surface de la table pour éviter les distorsions, et on agira sur la distance focale du projecteur pour obtenir l'échelle d'agrandissement souhaitée.

[0018] Ce projecteur mobile au-dessus de la table sera déplacé sur un plan parallèle au plan de cette table, et l'opérateur fera coïncider les quatre coins référencés du dessin projeté avec les quatre points portant la même référence de la table.

[0019] Aussi bien la distorsion que l'agrandissement peuvent être corrigés et on obtiendra une grande exactitude de l'image projetée à l'échelle grandeur nature, lorsque les quatre références du dessin se juxtaposeront sur les quatre références correspondantes de la table.

[0020] La table sera de préférence munie de trous taraudés .à chaque point de jonction référencé, ces trous servant à la fixation de pièces de positionnement des éléments à assembler.

[0021] Après mise en place des éléments et des connecteurs à enfoncer, la table mobile est introduite entre deux trains de rouleaux sans fin, l'un inférieur, l'autre supérieur, ce dernier étant entouré d'un tapis métallique sans fin.

[0022] Ce tapis métallique circule par l'intermédiaire du train de rouleaux sur une surface inclinée de l'avant vers l'arrière, de manière à obtenir une compression régulière entre deux surfaces.

[0023] A la sortie de la presse, la structure est dégagée automatiquement au fur et à mesure de l'avancement de la table à l'aide d'un volet incorporé dans celle-ci, et conduite sur un train de rouleaux.

[0024] Ce train de rouleaux comporte des bras de levage qui, articulés sur un chariot latéral, transportent les structures et les empilent en position verticale ou inclinée les unes à côté des autres, le déplacement de ce chariot étant commandé par deux chaînes sans fin actionnées par un motoréducteur-frein indépendant de ce chariot.

[0025] L'invention sera bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins annexés, décrivant et illustrant l'un des modes préférentiels de réalisation de l'invention et ne comportant bien entendu aucun caractère limitatif. Dans ces dessins :

la figure 1 est une vue en coupe schématique en perspective d'une machine selon l'un des modes préférentiels de mise en oeuvre du procédé ;

la figure 2 est une vue en perspective schématique d'un dispositif de projection, et

la figure 3 est une vue schématique en perspective et en coupe éclatée d'un dispositif d'empilage.

[0026] La table d'assemblage (1), par exemple en acier, circule sur un train de rouleaux (2), actionné par un ensemble de pignons, chaînes, motoréducteur (3). Les éléments à assembler avec les connecteurs sont maintenus par des pièces de positionnement, fixées sur la table (1) à l'aide de trous taraudés (4) dont est munie la table sur toute sa surface et à intervalles réguliers, par exemple tous les 10 cm.

[0027] Un bâti rigide (5) comporte plusieurs trains de rouleaux reliés par des maillons (6). Ces trains de rouleaux (6) sont actionnés par des pignons (7) et (8) et circulent sur une table rigide (9), par exemple en acier. Des trains de rouleaux (10) identiques aux trains (6) sont actionnés par un train de pignons (11), ces trains circulant sur une table rigide (12) solidaire d'un sommier (13) réglable en hauteur et orientable grâce aux colonnes de réglage (14). La table (12), inclinable, est prolongée par des surfaces incurvées (15) servant de chemins de roulement aux trains (10). Un tapis métallique (16), formé d'éléments, en acier par exemple parallélépipédiques et articulés, reliés entre eux par des broches cylindriques, recouvre le train de rouleaux (10). Un train de rouleaux (17), analogue au train de rouleaux (2), est actionné par un dispositif identique au dispositif (3) décrit.

[0028] Le fonctionnement de la machine ainsi décrite est le suivant :

Les éléments à assembler étant placés dans les pièces de positionnement, l'opérateur met en mouvement simultanément les trains de rouleaux (2) (17) (6) (10). La table (1) s'engage sous le tapis (16), qui comprime progressivement les connecteurs lors de leur passage. Les fortes pressions sont transmises par les trains de rouleaux (6) (10) aux tables (9) (12), et absorbées par le bâti (18). L'inclinaison de la table (12) déterminera l'amplitude de la compression. A titre d'exemple, elle pourra être de l'ordre de 3 cm sur une longueur de pression de 150 cm.

[0029] Dans la figure 2, est représenté un dispositif utilisant un rétro-projecteur (19) se déplaçant selon un plan horizontal au-dessus de la table d'assemblage (1). Le portique (20) se déplace sur un rail (21) disposé de chaque côté de la table (1) et comporte un chariot (22) pour le déplacement dans le sens de la largeur de la table. Ce chariot (22) comporte un chariot (23) support du rétro-projecteur (19), assurant le déplacement en dernière approche de celui-ci.

[0030] L'ensemble est réalisé, à titre d'exemple, en profilés légers et les galets sont montés sur roulements à billes, afin d'obtenir un positionnement manuel et sans effort du projecteur.

[0031] Les rails (21) sont prolongés au-delà de la table, afin de déplacer le portique (20) en dehors de la zone de travail, lorsque le travail de positionnement des noeuds est effectué. L'opérateur se sert des repères (4) matérialisés sur la table, et les fait correspondre avec les repères du dessin (24) fixé sur la plage de travail du projecteur (19).

[0032] Pour faire coïncider les quatre repères de la table avec ceux du dessin projeté, l'opérateur agit sur la tige de déplacement (25) du projecteur, et éventuellement sur la manette de réglage (26) de la distance focale du projecteur, celle-ci déterminant l'échelle de l'image. En agissant sur l'angle de renvoi du miroir (27), on peut corriger une éventuelle distorsion de l'image, qu'il est aisé de déceler lorsque les points de repère ne se juxtaposent pas tous très exactement.

[0033] Le réglage effectué, et l'exactitude du positionnement vérifié, l'opérateur fait coulisser un poids (28), situé à la base de la tige de déplacement (25). Ce poids, en venant s'appuyer sur la table (1), immobilise le projecteur (19), et par voie de conséquence le dessin projeté. Ce dernier servira de guide à l'opérateur pour la mise en place des moyens de positionnement, tous les détails nécessaires pouvant être reproduits sur le dessin avec une grande précision.

[0034] Une grande visibilité sera atteinte en peignant la table (1) de couleur blanche ou claire, formant ainsi écran.

[0035] Grâce à la maniabilité du dispositif, l'opérateur peut passer rapidement d'un noeud de la structure à l'autre.

[0036] La figure 3 est une vue en perspective schématique éclatée représentant le dispositif d'empilage automatique des structures assemblées.

[0037] La table (1), à la sortie de la machine à enfoncer (18), est entraînée par le train de rouleaux (17). Immédiatement au-dessus de ce train de rouleaux et dans un plan parallèle à celui-ci, se trouve un autre train de rouleaux, qui vient reprendre la structure disposée sur la table (1), celle-ci se séparant de la table par l'action d'un volet (29) articulé perpendiculairement à la table (1). Ce volet (29) est commandé par un galet (30) qui se soulève au moment de l'avancement de la table (1) par l'action d'un plan incliné (31). Une butée, munie d'un contact de fin de course, située à l'extrémité du train de rouleaux (17), actionne des bras (45) disposés tout le long d'une poutre (33) articulée sur deux paliers (34) et dont la rotation est commandée par un motoréducteur (35). Lorsque les bras (45) ont une position d'environ 70° par rapport à l'horizontale, le chariot (36) circulant sur deux galets à bandages (37) avance perpendiculairement au sens de marche de la table (1). L'avancement est obtenu par un motoréducteur (38) lui-même commandé par un contact de fin de course situé sur l'axe du bras (33). Le motoréducteur (38) actionne un arbre (39) sur lequel sont clavetés deux pignons entraînant deux chaînes sans fin (40). Ces deux chaînes sans fin (40) se trouvent de part et d'autre des deux.bras (32) et sont rendues solidaires du chariot (36) par deux pièces de fixation (41). L'extrémité de chaque bras (32) est elle-même guidée par un galet (42) circulant à l'intérieur d'un profilé (43) solidaire du bâti du train de rouleaux (17). Un palpeur (44), venant en contact avec les structures déjà empilées, assure le retour du chariot (36) ainsi que le retour en position normale des bras (45).

[0038] A titre d'exemple, et pour donner une indication de performance que l'on peut obtenir, la table ayant une vitesse d'avancement de 1 m/sec., une opération d'enfoncement d'une structure sera réalisée en moins de 40 secondes.

[0039] Finalement, et quels que soient les modes de réalisation adoptés, l'invention présente un certain nombre d'avantages parmi lesquels on peut citer ceux résumés par les points suivants :

- le traçage d'une structure s'effectue rapidement, avec facilité et sans risques d'erreur,

- le positionnement des éléments de la structure à assembler ne nécessite plus des pièces lourdes et volumineuses à déplacer à chaque changement de modèle, grâce à l'emploi d'un dessin projeté et de tables d'assemblage munies de trous taraudés,

- l'enfoncement de connecteurs métalliques s'effectue d'une manière très rapide, selon un processus continu et entre deux surfaces droites, ce qui assure un enfoncement optimum à l'aide de connecteurs les plus usuellement usités et les moins coûteux,

- l'empilage automatique des structures est aisé grâce au dispositif proposé, et les empilages sont évacués facilement à l'aide de moyens de manutention classiques, tels que chariots élévateurs,

- par l'adjonction d'une ou plusieurs tables et de trains de rouleaux en amont et en aval de la machine, on obtient un rendement très élevé de l'ensemble, même si les séries répétitives des structures à assembler sont courtes et variées,

- par l'archivisation et le classement des dessins transparents des structures, la mise en oeuvre d'une commande est très rapide et d'une précision invariable.

[0040] Bien entendu, cette description n'a aucun caractère restrictif, chaque caractéristique pouvant être combinée avec des moyens connus d'assemblage, d'enfoncement et de manipulation des structures, sans pour celà sortir du champ d'application de l'invention et de son domaine de protection.

Revendications

1. Procédé d'assemblage de structures en bois, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter une image sur une table d'assemblage mobile (1), à positionner cette image par rapport à un réseau quadrillé de repères référencés sur cette table, à utiliser cette image pour positionner les pièces de maintien des éléments à assembler, à exercer sur la table en déplacement une compression progressive entre deux surfaces, à évacuer et à empiler automatiquement les structures assemblées.

2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit dans la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une table d'assemblage mobile (1), un projecteur (19) se déplaçant le long de cette table (1) et perpendiculairement à celle-ci, une presse à compression progressive constituée de deux trains de rouleaux sans fin motorisés (6, 10) et d'un tapis métallique sans fin (16), une machine à empiler comportant un chariot latéral (36) et des bras de levage.

3. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que le projecteur (19) se déplace sur un portique (20) le long de la table d'assemblage (l) et qu'il est supporté par un chariot (23) règlable en hauteur par rapport à la table, en déplacement sur ce portique (20), la distance focale de la projection étant règlable ainsi que l'angle de projection, par déplacement de la distance et modification de l'angle du miroir d'un rétro-projecteur.

4. Dispositif selon revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la table d'assemblage (1) comporte sur sa surface un réseau quadrillé et référencé, quatre points de ce réseau formant une surface carrée ou rectangulaire étant juxtaposables aux quatre points (24) d'une image projetée.

5. Dispositif selon revendication 4; caractérisé en ce que la table d'assemblage (1) est en acier, supportée par des trains de rouleaux (2) motorisés et munie sur toute sa surface de trous taraudés (14) disposés de préférence aux intersections du réseau quadrillé et référencé.

6. Dispositif selon revendication 4 et 5, caractérisé en ce que la table d'assemblage (1) se déplace entre deux trains de rouleaux motorisés sans fin (6, 10) et un tapis métallique sans fin (16).

7. Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que le tapis métallique sans fin est règlable par rapport à la table mobile (1) de même que son inclinaison d'avant en arrière, par l'intermédiaire de colonnes filetées.

8. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que deux ou plusieurs tables sont disposées l'une derrière l'autre, et sont, soit indépendantes, soit interconnectables.

9. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que la machine à empiler comporte un chariot d'évacuation (36) circulant sur deux roues non guidées (37) et sur la surface de travail de l'aire d'assemblage.

10. Dispositif selon revendication 9, caractérisé en ce que l'avance et le retour du chariot (36) sont assurés par deux chaînes sans fin (40) disposées de part et d'autre du chariot (36), solidaires dans leur mouvement, et disposées en travers des trains de rouleaux supportant les structures à empiler, le lien avec le chariot (36) étant assuré par deux bras (32),dont les extrémités circulent dans des rails (43) dans lesquels sont disposées les deux chaînes sans fin (40).

Dessins