Intégration des propriétés locales du bois - Vers un procédé de transformation durable par usinage robotisé – PropUsiBot

Lors de la seconde transformation du bois, matériau orthotrope dont les mécanismes de coupe sont dépendants de la direction de coupe par rapport au fil du bois (orientation de la fibre du bois lors de sa croissance), les finitions en ponçage après usinage sont omniprésentes notamment pour les produits à haute valeur ajoutée. Ces finitions sont nécessaires car l’hétérogénéité du matériau (densité et direction du fil variables, présence de singularités) ne permet actuellement pas à l’usineur de garantir la qualité parfaite sur l’intégralité du produit fini avec une trajectoire et des conditions de coupe égales pour toutes les pièces brutes qu’il transforme. Alléger ce travail de ponçage, générateur à la fois de particules cancérigènes et de troubles musculosquelettiques sévères, est un enjeu de santé fondamental pour l’industrie du bois.
Pour résoudre cette problématique, il est proposé dans ce projet de fortement limiter, voire de supprimer les opérations de ponçage en intervenant sur deux étapes : lors de l’usinage et du ponçage. Dans cette optique, l’outil robotique sera central pour la flexibilité des trajectoires empruntables par un robot polyarticulé et pour sa faculté de commande adaptative.
L’objectif de la première étape consistera à améliorer la maitrise et l’agilité de l’usinage (plus particulièrement du fraisage) du bois en intégrant la variabilité et l’évolution de la ressource. Cela signifie d’une part développer la capacité à mesurer les propriétés locales des produits bruts, mais aussi savoir produire des conditions de coupe et des trajectoires optimisées au regard de la connaissance de ces propriétés. La seconde étape consistera à proposer une méthode d’automatisation et d’optimisation des opérations de ponçage basées sur la cartographie des états de surfaces produits lors de l’usinage. Pour cela, une méthode d’estimation des états de surface générés en cours d’usinage par suivi en ligne de signaux mesurés en cours d’opération sera développée.