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Système d'analyse d'équarris. Équarris produits par une équarisseuse dans une usine de sciage de bois résineux

 

M. Danick Dupont, ing. - CRIQ
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Au Québec, les allocations de volume de même que la qualité de la matière ligneuse diminuent, ce qui oblige les compagnies forestières à raffiner davantage leur procédé de sciage afin d'obtenir un rendement matière optimum. Les industries québécoises de bois de sciage doivent maintenant investir dans le développement de systèmes spécialisés de contrôle de la qualité en ligne, et ce, pour chacun des différents postes de transformation tout au long de la ligne de production.

En 2003, Abitibi Consolidated inc. (ACI) a ciblé l'amélioration de la qualité de ses équarris. L'entreprise et le CRIQ ont collaboré au développement d'un système d'analyse s'installant à la sortie d'une équarrisseuse. En plus de compiler et de vérifier les paramètres qualitatifs des produits générés par l'équipement, ce système d'analyse fournit, au procédé et à l'opérateur, une certaine latitude pour rétroagir sur plusieurs variables d'ajustement mécanique des équipements de la ligne.

En fait, le Système d'analyse d'équarris a la capacité d'analyser :

  • la forme du plateau (défilement longitudinal et parallélisme des faces) et de détecter une dérivation des ajustements mécaniques dans le temps;
  • la qualité du positionnement de la bille dans l'équarisseuse (angulation et déplacement transversal) et de déceler un ajustement non optimal du système de guidage;
  • le fini de surface de la pièce (grain arraché, rugosité et coups de couteaux);
  • les dimensions des plateaux produits (contrôle des variations de sciage) et de constater une dérivation, dans le temps, occasionnée par des effets thermiques sur l'usure des couteaux ou le désajustement des têtes d'équarisseuse;
  • l'exactitude de la rotation de la bille réalisée par le tourne-billes, en amont de l'équarrisseuse.

En plus de procéder à l'examen de ces différents éléments, le système d'analyse d'équarris :

  • permet de corriger, en temps réel, les paramètres de débitage, réduisant ainsi :
     les écarts de débitage attribuables aux erreurs de positionnement,
     l'écart type des variations de sciage ;
  • fournit une base de données et des outils d'analyse pour évaluer la performance des postes de débitage;
  • affiche des consignes à l'opérateur pour corriger des situations proches des conditions limites.

Bref, le système analyse les équarris, recense les différents défauts décrits précédemment et soumet à l'opérateur des options de correction basées sur les tendances observées.

Pour chacun des éléments décrits plus haut, l'opérateur a la possibilité de déterminer un seuil d'alarme. Ce seuil définit une limite à partir de laquelle le système commencera à signaler une anomalie opérationnelle liée à l'élément en question.

Voici des exemples d'actions entreprises par le système d'analyse face à une situation donnée :

SITUATION

ACTION

« Une tendance déviante au niveau du défaut de déplacement transversal de 0,050 pouce »

Le système procédera lui-même, par le PLC de l'usine, au réajustement des têtes de l'équarisseuse en commandant leur réalignement dans l'axe du système de guidage des billes.

« L'usure des couteaux ou un bris inattendu d'un couteau provoque des excès de rugosité jugés inacceptables en fonction du seuil limite »

Le système n'effectuera aucun arrêt de production, mais il informera le personnel du problème.

 

Le système d'analyse d'équarris fait appel à une technologie de vision artificielle basées sur l'imagerie de profils à l'aide de laser. Au CRIQ, cette technologie porte le terme générique de profilomètre.

  • Le système d'analyse d'équarris peut opérer à plus de 400 pieds/minute.
  • Pour chacun des plateaux, 720 plans de lecture peuvent être saisis, ce qui donne une densité de lecture d'un plan au quart de pouce, pour un plateau de 16 pieds.
  • Niveau de précision des lectures à environ 0,003 pouce.

Selon une évaluation réalisée par l'équipe de projet (ACI et CRIQ), l'implantation de ce système dans une usine de sciage de résineux permet à ses propriétaires d'espérer obtenir au minimum des gains monétaires de 1 $/m3 d'approvisionnement en raison de l'amélioration de la qualité des équarris et du procédé.

Le CRIQ a été la première organisation au monde à développer un tel système d'analyse, tout comme il l'avait été en 1996 lors du développement du classeur-optimiseur linéaire au rabotage (LGO, « Lumber Grading Optimizer »). Depuis ce temps, plusieurs compagnies à travers le monde ont emboîté le pas.

Autres applications du profilomètre

Ces technologies peuvent également être appliquées dans des contextes plus généraux. Le système de profilomètre générique a notamment été utilisé dans le développement de BorealScanMD, un système de débitage deux axes complètement automatisé. BorealScanMD intègre les dernières technologies de vision couleur, de profilométrie et d'optimisation pour apporter à l'industrie québécoise du meuble une réponse à la compétition asiatique.

 

 

Le système de profilomètre générique peut également être employé dans les usines de meubles afin de détecter les anomalies d'usinage ou de transformation. L'image à gauche représente la lecture d'une surface de bois franc planée. Les lignes blanches sont les « dents » formées par le passage des couteaux au rabotage. Ce système « très haute résolution » pourrait être installé à la sortie d'une déligneuse dans une usine de meubles afin d'effectuer un contrôle de qualité en ligne.

L'intégration de technologies de contrôle de qualitésera nécessaire à la survie de l'industrie manufacturière québécoise, et ce, à plusieurs niveaux. Des systèmes automatisés d'optimisation du débitage utilisant la vision artificielle, intégrés directement dans le procédé de fabrication et de commercialisation, devront être perfectionnés et implantés.

 

Article mis en ligne le 27 avril 2006