Scier plus vite avec SensoPart

La prise de mesure automatique de planches de bois avec les capteurs laser de mesure de distance augmente le débit d’une scie circulaire.

La coupe en largeur de planches de bois joue un rôle essentiel dans la transformation de bois. De la scierie en passant par le menuisier jusqu’à l’industrie du meuble, on utilise souvent des scies circulaires dont les lames sont positionnées automatiquement sur un axe perpendiculaire au sens. De cette façon, on obtient d’une seule planche de bois brut plusieurs planches de largeur(s) désirée(s) en un seul passage (Schéma 1). En raison de l’alignement et du travail du bois encore très manuels, le débit d’une telle scie reste limité, même si l’utilisateur est, en règle générale, assisté pour la mesure avec des marques faites au laser.

Un alignement complètement automatisé au lieu d’un travail manuel

Etant donné que la précision de coupe mais aussi le rythme de transformation sont de plus en plus importants, la société Raimann était en recherche d’une solution peu coûteuse pour automatiser la mesure des planches brutes. Le bureau d’études a mis en place la mesue par triangulation laser intégré pour cette scie circulaire: 16 capteurs laser de mesure de distance de type FT50 RLA-220 ont été installés sur une barre au dessus du dispositif; ils détectent les planches de bois brut se déplaçant en direction transversale, pour déterminer la position des chants encore recouverts d’écorce.
Sur les bases de ces données, les planches seront automatiquement alignées de manière optimale par la commande machine grâce à des segments mobiles et transportées dans le sens de la longueur en direction de la scie circulaire.

De grandes attentes aux capteurs installés

„La position idéale de la planche varie à chaque fois selon le cahier des charges du client“, explique Rüdiger Ruh, Responsable du développement chez Raimann. „On peut soit produire plusieurs moulures avec une ou plusieurs largeurs prédifinies ou simplement couper les planches avec une largeur maximale, c’est-à-dire, séparer les chants recouverts d’écorce au plus juste, de manière à atteindre un rendement en bois maximum.“
Les instructions de production sont rentrées dans la commande de machines et combinées avec les données de mesure des capteurs de mesure de distance. Un changement de la marchandise produite ou une épaisseur différente des planches de bois brut n’a aucune influence sur le réglage des capteurs: on les configure une fois à l’usine, donc chez Raimann. „Pour nous, il est impératif que les FT50 RLA-220 soient configurables via interface série avec un PC“, indique Ruh, comme étant un des critères de sélection pour le produit SensoPart. „Régler chacun des 16 capteurs manuellement sur l’installation était impensable.“ Avec l’actuelle configuration, l’installation transforme des planches d’une longueur allant jusqu’à 5,50 m et une largeur de 10 à 50 cm.

Les planches sont transportées sous la barre de capteurs. 16 capteurs de distance de type SensoPart FT50 RLA-220 placés à une distance de 15 cm, détectent le passage de l’écorce; la planche est ainsi positionnée de manière idéale avant le passage de la scie. (Photo: SensoPart)

Une autre exigeance pour les capteurs de mesure de distance était qu’ils soient insensibles aux variations de la surface des planches: Le bois, selon l’essence, peut être presque blanc, l’écorce presque noire – les capteurs ne doivent pas tenir compte de ces variations de couleur. „Le FT50 RLA-220 a un décalage minime noir-blanc et est ainsi idéal pour ce genre d’applications“, explique Lothar Stöcks, Directeur des ventes chez SensoPart. „De plus, il dispose de suffisamment de réserve de fonctionnement puisqu’il a été conçu pour détecter des distances allant jusqu’à 300 mm.“ Selon l’épaisseur des planches transportées, la distance mesurée dans les applications données varie entre 100 et 200 mm. Le critère de sélection le plus important a été la vitesse de détection: „Avec une fréquence de commutation de 1000 Hz, nos FT50 RLA220 font partie des capteurs de mesure de distance les plus rapide sur le marché“, souligne Lothar Stöcks. La grande vitesse est ici nécessaire: pour satisfaire à la capacité demandée par le client, 15 planches à la minute doivent être traitées. Par planche (4,5m de long) on ne dispose que de 4 secondes pour la mesure, le transport, l’alignement, l’accélération dans la longueur et la séparation. Pour les capteurs de différents fabricants soumis à ce test, l’épreuve a été éliminatoire.

Le capteur laser de mesure de distance FT50 RLA220 a satisfait à toutes les exigeances de Raimann avec son important champ de mesure, sa fréquence de commutation élevée et son très faible décalage noir-blanc. (Photo: SensoPart)

Un compromis idéal entre la précision et le débit

Avec ses données performantes, la nouvelle installation comble un trou entre les lignes sur lesquelles le travail se fait manuellement et les scanners, très précis mais beaucoup plus onéreux, qui sont équipés de système d’analyse d’images et peuvent exploiter d’autres caractéristiques sur la qualité tels les trous, les fentes et les défauts de couleur. „Dans de nombreuses applications pour lesquelles une mesure automatique de la géométrie suffit pour déterminer la largeur maximale de la planche et qui ne doit pas analyser d’autres caractéristiques de qualité comme les changements de couleur, les noeuds, les fentes etc, cette installation représente un compromis idéal“, nous dit Rüdiger Ruh, convaincu. La première machine sera utilisée pour la fabrication de palettes Europe et apportera la même performance que deux à trois installations qui seraient alimentées manuellement. „Malgré le haut débit, nous scions au milimètre près.“, souligne Ruh. „Car une reconnaissance aussi précise que possible de l’écorce est importante pour obtenir un rendement maximal de bon bois.“ Lothar Stöcks voit également dans la réalisation de cette installation une „solution avec une valeur ajoutée particulièrement élevée qui remplace un marquage manuel aux lignes laser“.

Toutes les exigeances sont remplies: le capteur laser de distance FT50 RLA-220

Le capteur laser de mesure de distance FT50 RLA-220 (Schéma 4) possède deux sorties seuils PNP, ainsi qu’une interface RS-485 pour l’échange de données avec un automate ou un PC en utilisant le soft de programmation ultra conviviale. Le signal de sortie analogique (4…20 mA) peut être réglé sur une fenêtre au choix à l’intérieur du grand champ de mesure 80…300 mm (par ex. 4mA pour 150 mm, 20 mA pour 200 mm). La ligne de diodes laser utilisée rend le capteur insensible aux variations de couleurs ou de rémission des surfaces détectées. Avec une résolution de 0,1% de la valeur de fin de champ, il fait partie des plus précis de sa classe.