專利名稱：全自動無限長指接機的制作方法
技術領域：
本發明涉及木工機械技術領域，具體地講是一種大斷面木材板條縱向齒榫全自動無限長指接機，用于集成材生產加工用的單板或大斷面木結構梁柱拼接單板的連續接長專用設備；特別適合大斷面木結構建筑材料生產加工，長度尺寸改變任意設定，長度測量準確一致，自動化程度高、造價低適合各類大中小規模企業。
背景技術：
隨著經濟和人民生活水平的提高，人們對賴以生存環境提出了 “綠色居住”的要求，以工程木制材料為主體的現代木結構房屋建設將是不久的居住目標。但是，由于森林的過度采伐和全球天然林保護工程的實施，大徑級原木不斷減少而且價格堅挺，從各行業消耗木材結構看，家具制造業完全可以從消耗大徑材轉換為消耗小徑材為主。森林間伐使得小徑材過剩，大徑材緊缺，為了充分地利用人工林木材、間伐材、枝椏材，尤其是小徑針葉材，緩解森林退化解決木材供需矛盾，為了減少壓力，達到小材大用，劣材優用的目的，人們開始了木材循環利用的研究，即利用小材、邊角余料兩端銑齒，再進行指接，制成家具用集成材或建筑用構造材。木結構作為可再生資源循環利用，經再加工提高應力、防火、防腐、防蛀處理拼接成立柱、弓梁集成材，在發達國家得到更大的開發利用，已經普遍用于游樂場、 大劇院、體育場、圖書館等大型場館、完全可以替代鋼筋水泥結構，它在防火等級、抗震強度、舒適安全、低碳經濟方面有著顯著優勢。目前國內常用的指接機(也有的稱作接木機)品種繁多、形狀各異，性能上有自動半自動之分，規格大都局限在加工長度8米、寬度150毫米、厚度80毫米以內。加工規格一般按訂貨合同確定制造，工作原理是將寬度厚度相同長度不一的開齒涂膠木條送到工作臺上，然后平推到帶有上壓橫壓機構工作臺面水平壓緊，一端固定不動另一端油缸加力擠壓完成接長工作，但當用戶生產加工長度變化時只能在其有效范圍內改變擋鐵位置實現，這樣存在的突出缺點一是每段定長中有若干個首尾相接開榫木條，它在送料長度達到擋鐵位置時而被定長切斷，由于每段中長短不齊的木條數量不定，接縫數量差別較大，當兩端施力擠壓接長后尺寸長短不齊，需要重新鋸切齊頭造成浪費，一致性差；二是由于擠壓力從一端施加，當大斷面木板被上壓橫壓擠緊時縱向壓力傳遞受到影響波動較大，造成指接縫緊密程度不一，穩定性差；三是由于長度改變的局限，不能對臨時需要的任意長度兩塊木板對接，適用性差；四是各個訂單規格要求不盡相同，機床外形尺寸差別較大，通用性差。國際上木工機械比較先進的無限長指接機大都是綜合性加工機組，既有開榫銑齒功能又有榫齒涂膠功能還有擠壓接長功能，它是將待接長的寬厚相同的兩塊木板傳送到機床中間，兩組夾緊機構將木板分別夾緊并使端部保持一定距離，然后開榫動力頭垂直運動銑削加工榫齒，動力頭退出后對齒榫涂膠，兩組夾緊機構相對運動將木齒擠壓緊密完成接長加工。但其不足之處在于一是復雜系數大，幾何精度高，制造成本高；二是銑齒加工的木屑排塵不徹底時夾雜涂膠中，造成擠壓到榫齒中使得接縫不緊密；三是將比較簡單的銑齒涂膠工序綜合成復雜設備，停臺幾率和維護成本加大、造成指接生產效率不高；四是齒形改變時換刀比較麻煩，因而市場占有率很低很低。
發明內容
本發明的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種各種規格、不同斷面木材接長生產的全自動無限長指接機，主要解決現有的指接機生產效率低、加工質量波動大、適用范圍小、普及性差等問題。為了達到上述目的，本發明是這樣實現的全自動無限長指接機，它包括機架，在機架上設工作臺，其特殊之處在于工作臺由靜止工作臺和進給工作臺兩部分組成，進給工作臺夾持工件一端與靜止工作臺夾持工件另一端相對水平運動擠壓，使這一段中數個木條榫齒無縫對接完成木板接長工作；在靜止工作臺上設進料預接機構、液壓正壓腳的后端壓腳、氣動上壓杠、氣動側壓杠，其中液壓正壓腳是由二套液壓油缸組成前端、后端龍門式壓腳，分別安裝在靜止工作臺和進給工作臺上； 在進給工作臺上設液壓正壓腳的前端壓腳，與液壓縱向指接油缸的活塞桿鉸接支座一起安裝在機架的滑動導軌副上，在靜止工作臺與定長切斷鋸之間滑動，并保持運動中的進給工作臺與靜止工作臺、定長切斷鋸臺面始終保持同一個水平面，以確保工件運動精度，即液壓縱向指接油缸一端用萬向軸聯接工作臺的進給工作臺，另一端與工作臺的靜止工作臺相連；工作臺的靜止工作臺通過進料預接機構與變速送料臺連接，組合成為光電測長自適應變速送料臺；在機架的前端設有定長切斷鋸，它的一端與工作臺的靜止工作臺、進給工作臺在一條直線上構成一個連續工作平面，另一端與接料出料臺連接，組成自動定尺切斷出料臺；在機架的底部設液壓系統，液壓系統通過高壓管路分別與進料預接機構中的液壓馬達、 液壓正壓腳的油缸、液壓縱向指接油缸連接，執行運動動作；在機架的腹部設氣動控制閥島，通過進氣接口處理單元、儲氣罐和管路與進料預接機構上的氣控擺動橫向導向輪、氣動上壓杠和氣動側壓杠的汽缸、定長切斷鋸的進給汽缸、變速送料臺的氣囊浮動式自調節彈力滾輪組、接料出料臺的推料擺動汽缸連接，完成氣動工作步序；電氣自動控制系統通過導線和信號線將安裝在機架上的觸摸屏按鈕站、氣動控制閥島的電磁閥、鋸切電機、鋸切氣缸上的位置傳感器和工作臺上的旋轉編碼器、光電傳感器、液壓正壓腳上的位置傳感器、氣動上壓杠上的位置傳感器、氣動側壓杠上的位置傳感器、液壓縱向指接油缸上的位置傳感器、 送料臺變頻器減速電機、液壓站電機、風扇電機、液壓系統的電磁閥與電器箱里的自動斷路器、交流接觸器、熱繼電器、可編程序控制器、驅動單元電子電器連接；在上述部件形成的指接機的主機外設外殼罩。本發明的的全自動無限長指接機，其所述的工作臺的靜止工作臺平面、氣動上壓杠和氣動側壓杠的底平面鑲嵌敷設聚四氟乙烯不粘膠材料，可使得木板在進給工作臺上夾緊后，被液壓縱向指接油缸推動水平運動無錯位、無阻滯、無摩擦、無膠垢；所述的液壓正壓腳的二套液壓油缸組成前端、后端龍門式壓緊壓腳底平面加工棱花并燒結或鑲嵌敷設聚四氟乙烯不粘膠材料，確保既能將木板工件壓緊而表面接觸又無損傷。本發明的全自動無限長指接機，其所述的輸送進料預接機構包括一對垂直安裝的液壓馬達，上下液壓馬達軸端安裝自平衡旋轉料輥、厚度補償彈性滾輪組，厚度補償彈性滾輪組軸端與氣控擺動橫向導向輪軸端相連接，預接長度檢測旋轉編碼器安裝在氣控擺動橫向導向輪懸臂上，用來測量長度的旋轉編碼器的轉動碼輪始終壓在傳送中的工件表面，精確測量工件運動距離，旋轉編碼器通過連線接到電氣自動控制系統中的可編程序控制器輸入端，旋轉編碼器的轉動碼輪壓在傳送中的工件表面，工件移動時帶動碼輪旋轉產生的脈沖數計量工件長度；工件在一對垂直安裝的液壓馬達中間滾動輸送，裝在軸端的自平衡旋轉料輥由滑動軸承、氣彈簧、輥輪組成，與厚度補償彈性滾輪組、氣控擺動橫向導向輪聯合確保工件始終沿著直線軌跡運動，確保工件無阻塞、無錯位、足夠預緊力的預先接長；旋轉編碼器測量預接長度及其接縫位置并反饋到電氣自動控制系統的可編程序控制器，當檢測工件運動長度等于設定值、接縫位置到達臨界點時液壓馬達減速運轉平穩停止，然后擠壓接長。本發明的全自動無限長指接機，其所述的變速送料臺底部安裝變頻器減速電機， 在軸端用鏈輪和鏈條聯接位于變速送料臺上方的自漲緊不粘膠傳送帶的導輪，在變速送料臺側邊安裝氣囊浮動式自調節彈力滾輪組和接縫端部檢測光電傳感器，并處于不粘膠傳送帶的上方，位置可調、相互之間距離可調。本發明的全自動無限長指接機，其所述的定長切斷鋸底部安裝高速鋸切電機及進給汽缸，在進給汽缸上設位置傳感器，上部安裝有壓緊鋸罩，定長切斷鋸臺面上安裝定長測量旋轉編碼器，定長切斷鋸最前端聯接接料出料臺及出料架定長檢測光電傳感器；擠壓拼接長度達到設定值時，暫停當前運動，切斷夾緊機構進行定長切斷，并向外輸送碼放，長度尺寸精確可靠。本發明所述的全自動無限長指接機與已有技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步1、適用范圍寬既能夠加工常規幅度木板更能夠拼接大斷面木結構建筑用集成材、并且無論長度多少；2、運行安全平穩可靠全自動計算機控制，外加安全防護罩是本質安全設計、拼板拼接工作區有機玻璃觀察窗便于糾錯操作提高指接質量；3、生產效率高 送料自動調整、運行自動調速，有接縫處擠壓無接縫快速通過，以及工作臺不粘膠保護層防止壓力傳遞阻滯，減少木板摩擦阻力及停機清膠時間，提高工作效率；4、指接質量好一系列壓力檢測傳感器、位置傳感器、光電傳感器、旋轉編碼器精確檢測和多數據反饋控制，確保直線度、平整度和榫齒緊密度。
圖1是本發明的全自動無限長指接機的主機主視結構示意圖2是圖1的側視結構示意圖3是圖1的俯視結構示意圖4是本發明的全自動無限長指接機的送料臺主視結構示意圖5是圖4的俯視圖6是本發明的全自動無限長指接機的出料臺的主視結構示意圖
圖7是圖6的俯視圖8是本發明的全自動無限長指接機的氣動原理示意圖9是本發明的全自動無限長指接機的液壓原理示意圖10是本發明的全自動無限長指接機的控制電氣原理圖11是本發明的全自動無限長指接機的主電路原理圖。
具體實施例方式為了更好地理解與實施，下面結合附圖給出具體實施例詳細說明本發明所述的全自動無限長指接機。實施例1，參見圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11，加工制成機架1，將工作臺2平面加
工后與液壓系統11的液壓油箱以及縱向指接油缸7的滑動平臺組裝成水平工作臺面，固定在機架1上，工作臺2制作成靜止工作臺和進給工作臺兩部分；液壓正壓腳4是由二套液壓油缸組成前端、后端龍門式壓腳，在靜止工作臺上安裝進料預接機構3、液壓正壓腳4的后端壓腳、氣動上壓杠5、氣動側壓杠6，進料預接機構3包括一對垂直安裝的液壓馬達31，上下液壓馬達31軸端安裝自平衡旋轉料輥32、厚度補償彈性滾輪組33，厚度補償彈性滾輪組 33軸端與氣控擺動橫向導向輪34軸端相連接，預接長度檢測旋轉編碼器35安裝在氣控擺動橫向導向輪；34懸臂上，預接長度檢測旋轉編碼器35的轉動碼輪壓在傳送中的工件表面上，工件移動時帶動碼輪旋轉產生的脈沖數計量工件長度；工作臺2的靜止工作臺平面、氣動上壓杠5和氣動側壓杠6的底平面鑲嵌敷設聚四氟乙烯不粘膠材料，液壓正壓腳4的二套液壓油缸組成前端、后端龍門式壓緊壓腳底平面加工棱花并燒結或鑲嵌敷設聚四氟乙烯不粘膠材料；液壓正壓腳4的后端壓腳構成工件靜止壓力區、氣動上壓杠5垂直壓腳與氣動側壓杠6水平壓腳呈90°構成工件通道；在進給工作臺上安裝液壓正壓腳4的前端壓腳， 與液壓縱向指接油缸7的活塞桿鉸接支座一起安裝在機架1的滑動導軌副上，液壓縱向指接油缸7 —端法蘭盤固定在工作臺2的靜止工作臺底部，另一端活塞桿耳環用萬向軸聯接著工作臺2的進給工作臺端面，在靜止工作臺與定長切斷鋸8之間滑動，并保持運動中的進給工作臺與靜止工作臺、定長切斷鋸8臺面始終保持同一個水平面；液壓正壓腳4的前端壓腳構成工件的另一壓力區，液壓縱向指接油缸7推動進給工作臺縱向擠壓工件，完成兩木條端部指榫膠壓接長工序；工作臺2的靜止工作臺部分通過進料預接機構3與變速送料臺9連接，組合成為光電測長自適應變速送料臺，變速送料臺9底部安裝變頻器減速電機91，在軸端用鏈輪和鏈條聯接位于變速送料臺9上方的自漲緊不粘膠傳送帶92的導輪，在變速送料臺9側邊安裝氣囊浮動式自調節彈力滾輪組93和接縫端部檢測光電傳感器94，并處于不粘膠傳送帶 92的上方，位置可調、相互之間距離可調；在機架1的前端安裝定長切斷鋸8，它的一端與工作臺2的靜止工作臺、進給工作臺在一條直線上構成一個連續工作平面，另一端與接料出料臺10連接，組成自動定尺切斷出料臺，定長切斷鋸8底部安裝高速鋸切電機84及進給汽缸81，在進給汽缸81上安裝位置傳感器85，上部安裝有壓緊鋸罩，定長切斷鋸8臺面上安裝定長測量旋轉編碼器82，定長切斷鋸8最前端聯接接料出料臺10及出料架定長檢測光電傳感器83 ；液壓系統11的液壓站安裝在機架1的底部，通過各類閥件高壓管路分別與進料預接機構3中的液壓馬達31、液壓正壓腳4的油缸、液壓縱向指接油缸7連接，完成執行動作；氣動控制閥島14安裝在機架1的腹部，通過進氣接口處理單元、儲氣罐和管路與與進料預接機構3上的氣控擺動橫向導向輪34、氣動上壓杠5和氣動側壓杠6的汽缸、定長切斷鋸8的進給汽缸81、變速送料臺9的氣囊浮動式自調節彈力滾輪組93、接料出料臺10 的推料擺動汽缸101連接，完成氣動工作步序；電氣自動控制系統12的電器箱安裝在機架1的底部，通過導線不信號線將安裝在機架1上的觸摸屏按鈕站15、氣動控制閥島14的電磁閥、鋸切電機84、鋸切氣缸上的位置傳感器85和工作臺2上的旋轉編碼器35、82、光電傳感器83、94、液壓正壓腳4上的位置傳感器41、氣動上壓杠5上的位置傳感器51、氣動側壓杠6上的位置傳感器61、液壓縱向指接油缸7上的位置傳感器71、送料臺變頻器減速電機91、液壓站電機111、風扇電機112、液壓系統11的電磁閥與電器箱里的自動斷路器、交流接觸器、熱繼電器、可編程序控制器、驅動單元電子電器連接，完成所有的動作指令和控制；在上述部件形成的指接機的主機外設外殼罩13，觸摸屏、按鈕站安裝在機器外殼罩13正面，通過線路與電氣自動控制系統12連接；安裝在進料側的預接長度檢測旋轉編碼器和光電傳感器主要檢測控制接縫到達的擠壓位置，安裝在出料側的定長測量旋轉編碼器和光電傳感器主要檢測控制指接長度尺寸以及切斷位置。 本發明所述的全自動無限長指接機，工作時，根據需要在可編程序控制器內預置程序，可選擇調試工作、手動工作、自動工作方式，可設定自動工作狀態下的短料指接程序、 長料指接程序、兩縫對接程序。當確定為自動工作方式時，啟動機床工作，按下自動開始按鈕，系統進入自動工作程序，只要將木料源源不斷地放置在變速送料臺9的不粘膠皮帶傳送帶上，由變頻器減速電機帶動自漲緊傳送帶運轉將木料向前輸送、氣囊浮動式自調節彈力滾輪組始終輕輕地壓在木料斜上角并自動調整壓緊力，當木料寬度不均勻時氣囊氣壓被調節，類似于氣彈簧原理使得彈力滾輪組柔性浮動確保輸送勻速流暢，當榫齒涂膠的木料端部在變速送料臺9的傳送帶上輸送時被光電檢測到，反饋給可編程序控制器作為接縫到達的擠壓位置進行控制，與在進料預接機構3上的長度檢測旋轉編碼器聯合進行預接長度檢測，使木料在臨近擠壓位置時控制液壓馬達和變頻調速系統自動調節減慢速度，以確保接縫端部不越位，另一控制特點更是確保只有接縫處才進行拼接，而無接縫時快速通過進料預接機構3和工作臺2以提高工作效率。當接縫到達擠壓位置時，工作臺2的液壓正壓腳4的后端壓腳、氣動上壓杠5與氣動側壓杠6垂直水平呈90°框住工件、液壓正壓腳4的前端壓腳將開齒涂膠待對接的另一木條同樣夾緊，并由液壓縱向指接油缸7推動向靜止工作臺縱向擠壓運動，達到兩木條端部指榫膠壓接長目的，然后所有壓腳、壓杠放松，液壓縱向指接油缸7后退到位置傳感器監測點。當再有接縫重復上述運動，以此類推完成無限長連續指接工作。安裝在接料出料臺10上的旋轉編碼器檢測長度達到設定尺寸時發出信號， 可編程序控制器控制當前動作停止，而定長切斷鋸8的鋸切電機在進給氣缸的推動下切斷木料并返回，然后接料出料臺10上的推料氣缸將料推出完成一支定長指接長料工作。
權利要求
1.全自動無限長指接機，它包括機架(1)，在機架(1)上設工作臺0)，其特征在于工作臺O)由靜止工作臺和進給工作臺兩部分組成，在靜止工作臺上設進料預接機構(3)、液壓正壓腳(4)的后端壓腳、氣動上壓杠(5)、氣動側壓杠(6)，其中液壓正壓腳(4)是由二套液壓油缸組成前端、后端龍門式壓腳，分別安裝在靜止工作臺和進給工作臺上；在進給工作臺上設液壓正壓腳(4)的前端壓腳，與液壓縱向指接油缸(7)的活塞桿鉸接支座一起安裝在機架(1)的滑動導軌副上，在靜止工作臺與定長切斷鋸(8)之間滑動，并保持運動中的進給工作臺與靜止工作臺、定長切斷鋸(8)臺面始終保持同一個水平面，即液壓縱向指接油缸 (7) 一端用萬向軸聯接工作臺(2)的進給工作臺，另一端與工作臺⑵的靜止工作臺相連; 工作臺(2)的靜止工作臺通過進料預接機構(3)與變速送料臺(9)連接，組合成為光電測長自適應變速送料臺；在機架(1)的前端設有定長切斷鋸(8)，它的一端與工作臺(2)的靜止工作臺、進給工作臺在一條直線上構成一個連續工作平面，另一端與接料出料臺(10)連接，組成自動定尺切斷出料臺；在機架(1)的底部設液壓系統(11)，液壓系統(11)通過高壓管路分別與進料預接機構(3)中的液壓馬達(31)、液壓正壓腳的油缸、液壓縱向指接油缸(7)連接；在機架⑴的腹部設氣動控制閥島(14)，通過進氣接口處理單元、儲氣罐和管路與進料預接機構C3)上的氣控擺動橫向導向輪(34)、氣動上壓杠( 和氣動側壓杠 (6)的汽缸、定長切斷鋸(8)的進給汽缸(81)、變速送料臺(9)的氣囊浮動式自調節彈力滾輪組(93)、接料出料臺(10)的推料擺動汽缸(101)連接；電氣自動控制系統(1 通過導線和信號線將安裝在機架(1)上的觸摸屏按鈕站(15)、氣動控制閥島(14)的電磁閥、鋸切電機(84)、鋸切氣缸上的位置傳感器(8 和工作臺( 上的旋轉編碼器(35、82)、光電傳感器(83、94)、液壓正壓腳(4)上的位置傳感器(41)、氣動上壓杠( 上的位置傳感器(51)、 氣動側壓杠(6)上的位置傳感器(61)、液壓縱向指接油缸(7)上的位置傳感器(71)、送料臺變頻器減速電機(91)、液壓站電機(111)、風扇電機(112)、液壓系統(11)的電磁閥與電器箱里的自動斷路器、交流接觸器、熱繼電器、可編程序控制器、驅動單元電子電器連接；在上述部件形成的指接機的主機外設外殼罩(13)。
2.根據權利要求1所述的全自動無限長指接機，其特征在于所述的工作臺O)的靜止工作臺平面、氣動上壓杠( 和氣動側壓杠(6)的底平面鑲嵌敷設聚四氟乙烯不粘膠材料。
3.根據權利要求1所述的全自動無限長指接機，其特征在于所述的液壓正壓腳的二套液壓油缸組成前端、后端龍門式壓緊壓腳底平面加工棱花并燒結或鑲嵌敷設聚四氟乙烯不粘膠材料。
4.根據權利要求1所述的全自動無限長指接機，其特征在于所述的輸送進料預接機構(3)包括一對垂直安裝的液壓馬達(31)，上下液壓馬達(31)軸端安裝自平衡旋轉料輥 (32)、厚度補償彈性滾輪組(33)，厚度補償彈性滾輪組(3 軸端與氣控擺動橫向導向輪 (34)軸端相連接，預接長度檢測旋轉編碼器(3 安裝在氣控擺動橫向導向輪(34)懸臂上。
5.根據權利要求1所述的全自動無限長指接機，其特征在于所述的變速送料臺(9)底部安裝變頻器減速電機(91)，在軸端用鏈輪和鏈條聯接位于變速送料臺(9)上方的自漲緊不粘膠傳送帶(9 的導輪，在變速送料臺(9)側邊安裝氣囊浮動式自調節彈力滾輪組(93) 和接縫端部檢測光電傳感器(94)，并處于不粘膠傳送帶(9 的上方，位置可調、相互之間距離可調。
6.根據權利要求1所述的全自動無限長指接機，其特征在于所述的定長切斷鋸(8)底部安裝高速鋸切電機(84)及進給汽缸(81)，在進給汽缸(81)上設位置傳感器(85)，上部安裝有壓緊鋸罩，定長切斷鋸(8)臺面上安裝定長測量旋轉編碼器(82)、定長切斷鋸(8)最前端聯接接料出料臺(10)及出料架定長檢測光電傳感器(83)。
全文摘要
本發明公開了一種全自動無限長指接機，它由機架(1)，其特點是通過機械連接將工作臺(2)、進料預接長機構(3)、液壓正壓腳(4)、氣動上壓杠(5)、氣動側壓杠(6)、液壓縱向指接油缸(7)與機架(1)及防護外殼罩(13)和觸摸屏按鈕站(15)構成無限長連續指接機床主機；進料端預接長機構(3)與變速送料臺(9)組裝連接構成光電測長自適應變速送料臺；定長切斷鋸(8)與接料出料臺(10)組合連接后構成自動定尺切斷出料臺；主機、送料臺、出料臺、液壓系統(11)和電氣自動控制系統(12)組成為一臺自動識別料端接縫、自動測量長度、自適應速度調節、按預設定長度自動定尺切斷出料的全自動無限長(連續)指接機，是一種全自動高效率、高品質、任意長度的大斷面木材縱向連續指接拼長的光機電液一體化技術裝備。
文檔編號B27D1/10GK102225562SQ201110122820
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者包前錄, 周義成, 孫元光, 張樹慶 申請人:煙臺黃海木工機械有限責任公司