Anwendung : Ensemble de rabotage

Holzwerke van Roje GmbH & Co. KG exploite sur son siège d’Oberhonnefeld-Gierend (Rhénanie-Palatinat) une scierie au rendement de coupe annuel moyen d’env. 450 000 mètres cubes. On y traite actuellement 90 % d’épicéa et 10 % de douglas, mais le directeur Gerhard Hauschulte estime que le pin devrait bientôt refaire son apparition au vu des prochaines disponibilités de bois rond. La scierie dispose d’une raboterie et d’une production de granulés de 80 000 t par an, ainsi que d’une installation de bois lamellé croisé encore en construction. La scierie van Roje emploie actuellement 160 personnes.

La raboterie a été entièrement reconstruite l’an dernier en tenant compte des particularités propres à la production de la scierie : l’objectif est d’accentuer encore davantage la valorisation du bois de sciage. Le produit principal devrait donner 70 000 m³ de rabot par an, ce qui correspond à 50% de la production de la scierie.

Kallfass GmbH, à Baiersbronn, a fourni toute la mécanisation entièrement automatisée, ainsi qu’une station de mise sous film, pour la nouvelle raboteuse Rex « Big Master » de Georg Schwarzbeck GmbH & Co KG, à Pinneberg. Celle-ci comprend également un dispositif de mesure de l’humidité et de la courbure du bois, un scanner de la qualité « Golden Eye » de Microtec, une station de marquage de REA JET et un cerclage de Fromm.

Alors que les travaux étaient encore en phase de planification en avril 2020, les deux lignes de rabotage existantes ont été démontées dès juin dernier. Kallfass a dès lors commencé à monter des parties de la mécanisation sur les surfaces libres, sans interrompre la production. La mise en service de l’installation complète a eu lieu début septembre. À la fin de l’année, l’installation produisait environ 400 m³ de bois raboté par jour avec un fonctionnement en deux-huit.

Adoptant une approche centrée sur le client, la scierie van Roje fournit toute l’Europe. L’entreprise met l’accent sur les marchés hollandais et anglais, avec une forte proportion de longueurs supérieures à 6 m. Ces dernières années, van Roje s’est aussi concentré sur le marché européen et a profité de débouchés dus à l’essor du marché américain du bois de sciage sur le territoire national. L’entreprise débite des souches de max. 620 mm et des grumes mesurant entre 3 et 14 m. La longueur maximale pour l’ensemble de triage du bois de sciage est de 8 m. Un roulement fréquent de l’assortiment, jusqu’à 4 formats par heure, fait partie du quotidien de la production chez van Roje. La raboterie a ainsi affaire à une grande diversité de sections et de longueurs, ainsi qu’à des lots relativement petits. Les plus petits lots ne contiennent souvent que deux paquets pour chaque format. La production de la raboterie est donc des plus variées, allant de liteaux de diverses dimensions spéciales à des produits bruts en bois massif de construction. La dimension maximale des produits rabotés par van Roje est de 150 x 320 mm. La longueur maximale possible de 8 m distingue toutefois cette installation de la plupart des raboteries industrielles.

Temps de réglage minimal et « gestion des profils » sur le rabot

La souplesse nécessaire à van Roje se reflète dans la configuration de la raboteuse Rex « Big Master » : ses 10 arbres de rabotage (quatre horizontaux, deux verticaux et quatre à chanfrein unique pour un biseautage de la pièce à usiner de tous les côtés) permettent de tailler des produits finis mesurant de 60 à 400 mm de long et de 15 à 200 mm de haut, avec des avances réglables en continu de 30 à 150 m/min. Hormis le rabotage et le profilage, van Roje peut découper la pièce à usiner à une ou plusieurs longueurs en utilisant jusqu’à cinq scies.

La machine permet d’appliquer simultanément différentes largeurs de planches dans la même couche avec un faible écart. Le réglage de la largeur est servocommandé à une vitesse de 20 mm/s. La commande de gestion des profils Rex permet de mémoriser le positionnement des arbres de travail. Si un certain profil s’avérait à nouveau nécessaire, l’opérateur peut le retrouver grâce au nom de la pièce à usiner défini (après avoir choisi les outils nécessaires). La machine positionne alors toutes les broches correctement de façon automatique. Les arbres inutiles pour l’opération en question se mettent en veille, ce qui réduit considérablement la consommation d’énergie.

Mécanisation compacte pour des pièces à usiner de max. 8 m de long

Kallfass a installé ici une mécanisation entièrement automatique avec une connexion à l’interface du système ERP de van Roje (Timbertec). En dehors d’un opérateur de l’installation et d’un remplaçant, le fonctionnement de la raboterie nécessite aussi deux personnes à la mise sous film.

Après le dépilage par renversement des paquets de matière première (pré-triés à la scierie lors du sciage frais) et la séparation, les matériaux non adaptés peuvent être évacués par le convoyeur de tri avant l’alimentation du rabot. L’installation peut donc aussi servir à l’empilage de paquets de séchage. Un système de détection des anneaux de croissance (détection de la courbure) intégré au séparateur et un dispositif de mesure de l’humidité de Microtec associé à un inverseur de planches contribuent à améliorer la qualité du rabotage. Le bois trop humide peut être évacué et la matière première peut être retournée en fonction des anneaux de croissance.

Une scie longitudinale triple à déplacement libre, fréquemment utilisée chez van Roje, se situe en amont de l’alimentation du rabot. Le tronçonnage avant le rabotage permet d’obtenir des coupes exemptes de franges. L’alimentation du rabot affiche un débit de 50 cycles/min. Juste derrière la raboteuse, les pièces passent par le scanner « Golden Eye » qui les répartit en deux classes de résistance C16 et C24 afin de les séparer en continu et de les acheminer soit directement vers l’un des deux empileurs, soit vers le bottelage au préalable. L’adaptation de la certification CE pour le tri mécanique est actuellement en cours chez van Roje. Les clients ont ainsi le choix entre des produits de rabotage triés mécaniquement ou visuellement.

Quatre stations de cerclage se trouvent au niveau du bottelage. Elles peuvent produire jusqu’à dix paquets de baguettes à la minute. Les empileurs dotés de chargeurs à baguettes permettent de produire des paquets à une cadence de 10 couches/min.

La flexibilité et la modification rapide des dimensions sont des exigences clés de van Roje envers la mécanisation au vu du changement fréquent de l’assortiment. La modification des dimensions dure en pratique environ 1 minute avant la raboteuse et 20 secondes après la raboteuse, chaque modification nécessite donc en tout 1 à 2 minutes. L’ensemble de la mécanisation est réglé sur une avance de 200 m/min. La mécanisation compacte s’utilise avec des longueurs de bois de 8 m, la longueur minimale étant de 2 m pour les produits bruts et de 1,80 m pour les produits rabotés. La station de mise sous film prend en charge toutes les longueurs de paquets jusqu’à 8 m.

Commercialisation CLT dès mai

La raboterie ne vise pas uniquement la finition du produit principal, elle constitue aussi une étape majeure en amont de la production de bois lamellé croisé (actuellement encore en construction) : les lamelles de catégorie B, initialement coupées par la scierie pour d’autres produits, sont calibrées et triées pour servir de parement au bois lamellé croisé (CLT). Les lamelles coupées à la scierie et destinées au parement sont directement rabotées à la station de bois lamellé croisé. Les lamelles brutes issues des produits latéraux sont rabotées et pré-triées pour servir de couches transversales non galvanisées dans le CLT. La possibilité de raboter différentes largeurs de planches dans une même couche prend ici tout son sens. Le rendement des produits latéraux augmente donc nettement.

Par rapport à la production habituelle de CLT, cela permettrait d’optimiser l’ensemble du processus en matière d’efficacité des ressources – de la fabrication des lamelles brutes à la scierie à l’élément de construction fini en bois lamellé croisé. Au niveau de la production de bois lamellé croisé, qui porte le nom de projet « Cross-Works », on veille aussi particulièrement à économiser les ressources : les découpes de fenêtres et de portes sont réintroduites dans le cycle des matières premières après traitement. Ces découpes sont triées et réutilisées dans la couche transversale. Cet effort en matière d’efficacité des ressources a également été possible grâce au financement de l’ensemble du projet à hauteur de 5 993 815 euros dans le cadre du programme d’innovation environnementale du ministère allemand de l’Environnement (voir encadré à droite). Dès le mois d’avril, l’entreprise devrait produire 75 000 m³ de CLT par an en deux-huit. van Roje souhaiterait lancer la commercialisation de son bois lamellé croisé en mai.

Rendement élevé rapidement atteint

Pour la nouvelle ligne de rabotage, les responsables ont surtout mis l’accent sur la flexibilité et également sur une grande disponibilité. C’est d’ailleurs pour cette raison que leur choix s’est porté sur l’installation mécanisée de Kallfass, à Baiersbronn-Klosterreichenbach/DE. « Nous savions que nous allions trouver chez Kallfass la solution qu’il nous fallait », souligne Lang. Le spécialiste de la mécanisation avait déjà transformé auparavant une ligne de rabotage qui existait à Ramstein. Tout avait parfaitement fonctionné. Rétrospectivement, Lang est plus que satisfait de la réalisation : « J’ai rarement vu une mise en service aussi parfaite. Au bout de quatre semaines, nous avions atteint presque 100 % du rendement. Durant cette période, 6000 m³ de liteaux ont pu être mises en lots. Si c’était à refaire, nous construirions à nouveau l’installation exactement de la même manière. »
Kallfass a parfaitement intégré la nouvelle ligne de rabotage dans le hall existant. L’installation peut usiner des longueurs de 2 à 5 m, des largeurs de 60 à 300 mm et des épaisseurs de 14 à 120 mm. Pour des raisons de place, un dépilage sous vide sépare les paquets de bois coupé et séché en couches. Un racleur de liteaux racle les liteaux d’empilage qui sont récupérées par des dispositifs de transport. Lors du transport transversal, un opérateur procède d’abord à un contrôle visuel des pièces. Ensuite, leur humidité est contrôlée à l’aide d’un mesure d’humidité de Brookhuis. « À ce niveau là, il est encore possible d’évacuer les pièces en bois non conformes », explique Hans Haist, directeur général de Kallfass. Ensuite, Kallfass a installé le dispositif d’introduction longitudinale vers la raboteuse de WJS. En fonction de la longueur du bois, celle-ci atteint une cadence maximale de 80 cycles par minute.

« Le travail réalisé par Kallfass a été remarquable. En l’espace de quatre semaines, nous avions atteint un rendement de presque 100 % ».

Dr. Stephan Lang, directeur général Rettenmeier Holzindustrie

Tri pour une meilleure qualité

En aval de l’installation de rabotage, il y a deux possibilités : les pièces en bois pouvant être classées dans une catégorie de qualité supérieure après tronçonnage sont triées en couche vers la gauche sur un convoyeur. Elles peuvent être réintégrées dans le cycle, par exemple lors d’un changement de dimensions dans la raboteuse. « Ce tri nous permet d’économiser une installation d’empilage supplémentaire ainsi qu’une station d’éboutage complexe » affirme Haist. La plus grande partie des pièces rabotées sont dirigées vers un convoyeur transversal derrière le convoyeur avec les pièces en bois stockées temporairement. C’est là qu’un employé examine les pièces, retire celles qui ne répondent pas aux spécifications et peut réaliser un tronçonnage en tirant les pièces. Rettenmeier a opté également pour le bottelage de liteaux qui sont tout simplement transportées au moyen de chaînes avant d’être étiquetées. L’étiquetage est une solution que Kallfass avait déjà développé chez Cordes. Cette solution est mise en œuvre aussi à Ramstein. « Il est possible d’étiqueter aussi bien les bottes que les liteaux », explique Haist.

Les pièces en bois traversent alors la fameuse tronçonneuse multiple de Kallfass. La scie est équipée de quatre unités de scie variables. Ensuite, les couches sont transférées à l’unité d’empilage dotée de chargeurs à dépose automatique de liteaux. Le dispositif d’empilage convient aussi pour les paquets destinés au marché du bricolage, c’est-à-dire les paquets en quart. Pour finir, les paquets de bois finis sont filmés et amenés au poste d’expédition. Avec le station de filmage, Kallfass a fourni encore une fraise pour chevrons fraisant les rainures dans les chevrons « Cette machine a déjà fait ses preuves à plusieurs reprises », affirme Haist.
« Avec la nouvelle ligne de rabotage, il nous est possible de procéder au rabotage classique sur quatre faces, à la séparation ou à la réalisation de profilés rainure et languette. Cela nous rend très polyvalents. Kallfass nous a fourni une solution simple mais très efficace avec laquelle nous pouvons répondre à toutes les exigences », conclut Lang.

Un concept élaboré en commun

« L’installation telle qu’elle existe maintenant est issue d’un travail en commun entre REA Jet, Cordes et nous », déclare M. Goldhahn. Lui a suggéré entre autres d’installer un convoyeur à chaînes tampon en amont du dépilage. L’installation récupère un paquet de bois à la fois sans jamais faillir et l’apporte au dépilage par le vide. « Pour cette étape, nous avons suggéré de choisir le dépilage par le vide avec dispositif de levage et racleur de baguettes, ainsi qu’un scanner de baguettes ATB, et c’est précisément ce qui a été fait », explique-t-il encore.
Chez Cordes, il est possible d’éliminer en amont des robots raboteurs les morceaux de bois trop courts ou non adaptés. « Dans un paquet de bois, il arrive de trouver un morceau trop court. Mais cela ne sert à rien qu’il passe dans la raboteuse », explique M. Cordes. C’est la raison pour laquelle ici aussi, un dispositif de mesurage de la déformation d’ATB (de Roggenburg en Allemagne) ainsi qu’un dispositif de retournement ont été installés à ce niveau.

Performant malgré les plusieurs options de traitement et le raccourcissement

Ensuite, c’est la première étiqueteuse en continu de REA Jet qui imprime toutes les informations nécessaires sur les produits destinés au bricolage. La tronçonneuse multiple en aval est fournie par Kallfass. « Désormais, nous pouvons raccourcir au millimètre près. Nous pouvons proposer de petites pièces de 800 mm de long jusqu’à des surlongueurs de 6 m, ce qui rend notre offre extrêmement flexible », se réjouit M. Cordes pendant la visite de la nouvelle raboterie.
Il peut consulter les données de performance de l’installation en temps réel sur son téléphone mobile. Lorsque le Holzkurier s’est rendu sur place, la raboterie produisait toutes les 50 secondes un paquet de 4 m pour le marché du bricolage.

Deux lignes, trois robots

L’« opération à cœur ouvert », comme M. von Werder aime à l’appeler, a eu lieu d’avril à septembre. Kallfass a réalisé l’intégralité du montage de la ligne de baguettage pendant que la scierie continuait de produire. Le montage lui-même a pris deux mois. « Le projet s’est très bien déroulé et surtout, sans incident. Nous n’avons enregistré pratiquement aucun arrêt de production », confirme M. von Werder. À Brilon, Egger découpe env. 1 million de mètres courants par an. Le bois découpé est trié dans une installation de produits principaux et une de produits secondaires qui sont installées en parallèle. La nouvelle ligne Kallfass alimente pareillement les deux installations en lattes étuvées et en traverses, ainsi qu’en morceaux de bois équarri. Les baguettes d’empilage sortant de l’étuve arrivent avec le bois équarri par ranchers jusqu’à la nouvelle ligne Kallfass. Les ranchers sont vidés sur un convoyeur tampon. L’installation sépare automatiquement le bois équarri des baguettes. Le bois équarri arrive à l’empilage après être passé sur une section tampon à chaînes dédiée. De là, la commande Kallfass utilise les données des paquets pour affecter les morceaux de bois équarri aux deux installations d’empilage. Les baguettes suivent une autre trajectoire : l’équipement mécanisé de Kallfass les sépare et les fait passer à travers un scanner. Ce dernier détermine les dimensions et la courbure. Les baguettes non conformes sont évacuées par une trappe. L’installation regroupe à chaque fois onze baguettes sur un convoyeur incliné.