全自动无限长指接机的制作方法

  本发明涉及木工机械技术领域，具体地讲是一种大断面木材板条纵向齿榫全自动无限长指接机，用于集成材生产加工用的单板或大断面木结构梁柱拼接单板的连续接长专用设备；很适合大断面木结构建筑材料生产加工，长度尺寸改变任意设定，长度测量准确一致，自动化程度高、造价低适合各类大中小规模企业。

  随着经济和人民生活水平的提高，人们对赖以生存环境提出了 “绿色居住”的要求，以工程木制材料为主体的现代木结构房屋建设将是不久的居住目标。但是，由于森林的过度采伐和全球天然林保护工程的实施，大径级原木不断减少且价格坚挺，从各行业消耗木材结构看，家具制造业可完全从消耗大径材转换为消耗小径材为主。森林间伐使得小径材过剩，大径材紧缺，为了充分地利用人工林木材、间伐材、枝桠材，尤其是小径针叶材，缓解森林退化解决木材供需矛盾，为减少压力，达到小材大用，劣材优用的目的，人们开始了木材循环利用的研究，即利用小材、边角余料两端铣齿，再进行指接，制成家具用集成材或建筑用构造材。木结构作为可再生资源循环利用，经再加工提高应力、防火、防腐、防蛀处理拼接成立柱、弓梁集成材，在发达国家得到更大的开发利用，已经普遍用于游乐场、 大剧院、体育场、图书馆等大型场馆、可完全替代钢筋水泥结构，它在防火等级、抗震强度、舒适安全、低碳经济方面有着显著优势。目前国内常用的指接机(也有的称作接木机)品种繁多、形状各异，性能上有自动半自动之分，规格大都局限在加工长度8米、宽度150毫米、厚度80毫米以内。加工规格一般按订货合同确定制造，工作原理是将宽度厚度相同长度不一的开齿涂胶木条送到工作台上，然后平推到带有上压横压机构工作台面水平压紧，一端固定不动另一端油缸加力挤压完成接长工作，但当用户生产加工长度变化时只能在其有效范围内改变挡铁位置实现，这样存在的突出缺点一是每段定长中有若干个首尾相接开榫木条，它在送料长度达到挡铁位置时而被定长切断，由于每段中长短不齐的木条数量不定，接缝数量差别较大，当两端施力挤压接长后尺寸长短不齐，要重新锯切齐头造成浪费，一致性差；二是由于挤压力从一端施加，当大断面木板被上压横压挤紧时纵向压力传递受一定的影响波动较大，造成指接缝紧密程度不一，稳定性差；三是由于长度改变的局限，不能对临时需要的任意长度两块木板对接，适用性差；四是各个订单规格要求不完全一样，机床外观尺寸差别较大，通用性差。国际上木工机械比较先进的无限长指接机大都是综合性加工机组，既有开榫铣齿功能又有榫齿涂胶功能还有挤压接长功能，它是将待接长的宽厚相同的两块木板传送到机床中间，两组夹紧机构将木板分别夹紧并使端部保持一定距离，然后开榫动力头垂直运动铣削加工榫齿，动力头退出后对齿榫涂胶，两组夹紧机构相对运动将木齿挤压紧密完成接长加工。但其不足之处在于一是复杂系数大，几何精度高，制造成本高；二是铣齿加工的木屑排尘不彻底时夹杂涂胶中，造成挤压到榫齿中使得接缝不紧密；三是将最简单的铣齿涂胶工序综合成复杂设备，停台几率和维护成本加大、造成指接生产效率不高；四是齿形改变时换刀挺麻烦，因而市场占有率很低很低。

  本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种各种规格、不同断面木材接长生产的全自动无限长指接机，主要解决现有的指接机生产效率低、加工质量波动大、适合使用的范围小、普及性差等问题。为了达到上述目的，本发明是这样实现的全自动无限长指接机，它包括机架，在机架上设工作台，其特殊之处在于工作台由静止工作台和进给工作台两部分所组成，进给工作台夹持工件一端与静止工作台夹持工件另一端相对水平运动挤压，使这一段中数个木条榫齿无缝对接完成木板接长工作；在静止工作台上设进料预接机构、液压正压脚的后端压脚、气动上压杠、气动侧压杠，其中液压正压脚是由二套液压油缸组成前端、后端龙门式压脚，分别安装在静止工作台和进给工作台上； 在进给工作台上设液压正压脚的前端压脚，与液压纵向指接油缸的活塞杆铰接支座一起安装在机架的滑动导轨副上，在静止工作台与定长切断锯之间滑动，并保持运动中的进给工作台与静止工作台、定长切断锯台面始终保持同一个水平面，以确保工件运动精度，即液压纵向指接油缸一端用万向轴联接工作台的进给工作台，另一端与工作台的静止工作台相连；工作台的静止工作台通过进料预接机构与变速送料台连接，组合成为光电测长自适应变速送料台；在机架的前端设有定长切断锯，它的一端与工作台的静止工作台、进给工作台在一条直线上构成一个连续工作平面，另一端与接料出料台连接，组成自动定尺切断出料台；在机架的底部设液压系统，液压系统通过高压管路分别与进料预接机构中的液压马达、 液压正压脚的油缸、液压纵向指接油缸连接，执行运动动作；在机架的腹部设气动控制阀岛，通过进气接口处理单元、储气罐和管路与进料预接机构上的气控摆动横向导向轮、气动上压杠和气动侧压杠的汽缸、定长切断锯的进给汽缸、变速送料台的气囊浮动式自调节弹力滚轮组、接料出料台的推料摆动汽缸连接，完成气动工作步序；电气自动控制系统通过导线和信号线将安装在机架上的触摸屏按钮站、气动控制阀岛的电磁阀、锯切电机、锯切气缸上的位置传感器和工作台上的旋转编码器、光电传感器、液压正压脚上的位置传感器、气动上压杠上的位置传感器、气动侧压杠上的位置传感器、液压纵向指接油缸上的位置传感器、 送料台变频器减速电机、液压站电机、风扇电机、液压系统的电磁阀与电器箱里的自动断路器、交流接触器、热继电器、可编程序控制器、驱动单元电子电器连接；在上述部件形成的指接机的主机外设外壳罩。本发明的的全自动无限长指接机，其所述的工作台的静止工作台平面、气动上压杠和气动侧压杠的底平面镶嵌敷设聚四氟乙烯不粘胶材料，可使得木板在进给工作台上夹紧后，被液压纵向指接油缸推动水平运动无错位、无阻滞、无摩擦、无胶垢；所述的液压正压脚的二套液压油缸组成前端、后端龙门式压紧压脚底平面加工棱花并烧结或镶嵌敷设聚四氟乙烯不粘胶材料，确保既能将木板工件压紧而表面接触又无损伤。本发明的全自动无限长指接机，其所述的输送进料预接机构包括一对垂直安装的液压马达，上下液压马达轴端安装自平衡旋转料辊、厚度补偿弹性滚轮组，厚度补偿弹性滚轮组轴端与气控摆动横向导向轮轴端相连接，预接长度检测旋转编码器安装在气控摆动横向导向轮悬臂上，用来测量长度的旋转编码器的转动码轮始终压在传送中的工件表面，精确测量工件运动距离，旋转编码器通过连线接到电气自动控制系统中的可编程序控制器输入端，旋转编码器的转动码轮压在传送中的工件表面，工件移动时带动码轮旋转产生的脉冲数计量工件长度；工件在一对垂直安装的液压马达中间滚动输送，装在轴端的自平衡旋转料辊由滑动轴承、气弹簧、辊轮组成，与厚度补偿弹性滚轮组、气控摆动横向导向轮联合确保工件始终沿着直线轨迹运动，确保工件无阻塞、无错位、足够预紧力的预先接长；旋转编码器测量预接长度及其接缝位置并反馈到电气自动控制系统的可编程序控制器，当检测工件运动长度等于设定值、接缝位置到达临界点时液压马达减速运转平稳停止，然后挤压接长。本发明的全自动无限长指接机，其所述的变速送料台底部安装变频器减速电机， 在轴端用链轮和链条联接位于变速送料台上方的自涨紧不粘胶传送带的导轮，在变速送料台侧边安装气囊浮动式自调节弹力滚轮组和接缝端部检测光电传感器，并处于不粘胶传送带的上方，位置可调、相互之间距离可调。本发明的全自动无限长指接机，其所述的定长切断锯底部安装高速锯切电机及进给汽缸，在进给汽缸上设位置传感器，上部安装有压紧锯罩，定长切断锯台面上安装定长测量旋转编码器，定长切断锯最前端联接接料出料台及出料架定长检测光电传感器；挤压拼接长度达到设定值时，暂停当前运动，切断夹紧机构进行定长切断，并向外输送码放，长度尺寸精确可靠。本发明所述的全自动无限长指接机与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步1、适合使用的范围宽既能够加工常规幅度木板更能够拼接大断面木结构建筑用集成材、并且无论长度多少；2、运行安全平稳可靠全自动计算机控制，外加安全防护罩是本质安全设计、拼板拼接工作区有机玻璃观察窗便于纠错操作提高指接质量；3、生产效率高 送料自动调整、运行自动调速，有接缝处挤压无接缝快速通过，以及工作台不粘胶保护层防止压力传递阻滞，减少木板摩擦阻力及停机清胶时间，提升工作效率；4、指接质量好一系列压力测试传感器、位置传感器、光电传感器、旋转编码器精确检测和多数据反馈控制，确保直线度、平整度和榫齿紧密度。

  图1是本发明的全自动无限长指接机的主机主视结构示意图2是图1的侧视结构示意图3是图1的俯视结构示意图4是本发明的全自动无限长指接机的送料台主视结构示意图5是图4的俯视图6是本发明的全自动无限长指接机的出料台的主视结构示意图

  图7是图6的俯视图8是本发明的全自动无限长指接机的气动原理示意图9是本发明的全自动无限长指接机的液压原理示意图10是本发明的全自动无限长指接机的控制电气原理图11是本发明的全自动无限长指接机的主电路原理图。

  具体实施例方式为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明所述的全自动无限长指接机。实施例1，参见图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11，加工制作而成机架1，将工作台2平面加

  工后与液压系统11的液压油箱以及纵向指接油缸7的滑动平台组装成水平工作台面，固定在机架1上，工作台2制作成静止工作台和进给工作台两部分；液压正压脚4是由二套液压油缸组成前端、后端龙门式压脚，在静止工作台上安装进料预接机构3、液压正压脚4的后端压脚、气动上压杠5、气动侧压杠6，进料预接机构3包括一对垂直安装的液压马达31，上下液压马达31轴端安装自平衡旋转料辊32、厚度补偿弹性滚轮组33，厚度补偿弹性滚轮组 33轴端与气控摆动横向导向轮34轴端相连接，预接长度检测旋转编码器35安装在气控摆动横向导向轮；34悬臂上，预接长度检测旋转编码器35的转动码轮压在传送中的工件表面上，工件移动时带动码轮旋转产生的脉冲数计量工件长度；工作台2的静止工作台平面、气动上压杠5和气动侧压杠6的底平面镶嵌敷设聚四氟乙烯不粘胶材料，液压正压脚4的二套液压油缸组成前端、后端龙门式压紧压脚底平面加工棱花并烧结或镶嵌敷设聚四氟乙烯不粘胶材料；液压正压脚4的后端压脚构成工件静止压力区、气动上压杠5垂直压脚与气动侧压杠6水平压脚呈90°构成工件通道；在进给工作台上安装液压正压脚4的前端压脚， 与液压纵向指接油缸7的活塞杆铰接支座一起安装在机架1的滑动导轨副上，液压纵向指接油缸7 —端法兰盘固定在工作台2的静止工作台底部，另一端活塞杆耳环用万向轴联接着工作台2的进给工作台端面，在静止工作台与定长切断锯8之间滑动，并保持运动中的进给工作台与静止工作台、定长切断锯8台面始终保持同一个水平面；液压正压脚4的前端压脚构成工件的另一压力区，液压纵向指接油缸7推动进给工作台纵向挤压工件，完成两木条端部指榫胶压接长工序；工作台2的静止工作台部分通过进料预接机构3与变速送料台9连接，组合成为光电测长自适应变速送料台，变速送料台9底部安装变频器减速电机91，在轴端用链轮和链条联接位于变速送料台9上方的自涨紧不粘胶传送带92的导轮，在变速送料台9侧边安装气囊浮动式自调节弹力滚轮组93和接缝端部检测光电传感器94，并处于不粘胶传送带 92的上方，位置可调、相互之间距离可调；在机架1的前端安装定长切断锯8，它的一端与工作台2的静止工作台、进给工作台在一条直线上构成一个连续工作平面，另一端与接料出料台10连接，组成自动定尺切断出料台，定长切断锯8底部安装高速锯切电机84及进给汽缸81，在进给汽缸81上安装位置传感器85，上部安装有压紧锯罩，定长切断锯8台面上安装定长测量旋转编码器82，定长切断锯8最前端联接接料出料台10及出料架定长检测光电传感器83 ；液压系统11的液压站安装在机架1的底部，通过各类阀件高压管路分别与进料预接机构3中的液压马达31、液压正压脚4的油缸、液压纵向指接油缸7连接，完成执行动作；气动控制阀岛14安装在机架1的腹部，通过进气接口处理单元、储气罐和管路与与进料预接机构3上的气控摆动横向导向轮34、气动上压杠5和气动侧压杠6的汽缸、定长切断锯8的进给汽缸81、变速送料台9的气囊浮动式自调节弹力滚轮组93、接料出料台10 的推料摆动汽缸101连接，完成气动工作步序；电气自动控制系统12的电器箱安装在机架1的底部，通过导线、锯切气缸上的位置传感器85和工作台2上的旋转编码器35、82、光电传感器83、94、液压正压脚4上的位置传感器41、气动上压杠5上的位置传感器51、气动侧压杠6上的位置传感器61、液压纵向指接油缸7上的位置传感器71、送料台变频器减速电机91、液压站电机111、风扇电机112、液压系统11的电磁阀与电器箱里的自动断路器、交流接触器、热继电器、可编程序控制器、驱动单元电子电器连接，完成所有的动作指令和控制；在上述部件形成的指接机的主机外设外壳罩13，触摸屏、按钮站安装在机器外壳罩13正面，通过线连接；安装在进料侧的预接长度检测旋转编码器和光电传感器主要检验测试控制接缝到达的挤压位置，安装在出料侧的定长测量旋转编码器和光电传感器主要检验测试控制指接长度尺寸以及切断位置。 本发明所述的全自动无限长指接机，工作时，根据自身的需求在可编程序控制器内预置程序，可选择调试工作、手动工作、自动工作方式，可设定自动工作状态下的短料指接程序、 长料指接程序、两缝对接程序。当确定为自动工作方式时，启动机床工作，按下自动开始按钮，系统进入自动工作程序，只要将木料源源不断地放置在变速送料台9的不粘胶皮带传送带上，由变频器减速电机带动自涨紧传送带运转将木料向前输送、气囊浮动式自调节弹力滚轮组始终轻轻地压在木料斜上角并自动调整压紧力，当木料宽度不均勻时气囊气压被调节，类似于气弹簧原理使得弹力滚轮组柔性浮动确保输送勻速流畅，当榫齿涂胶的木料端部在变速送料台9的传送带上输送时被光电检测到，反馈给可编程序控制器作为接缝到达的挤压位置做控制，与在进料预接机构3上的长度检测旋转编码器联合进行预接长度检测，使木料在临近挤压位置时控制液压马达和变频调速系统自动调节减慢速度，以确保接缝端部不越位，另一控制特点更是确保只有接缝处才进行拼接，而无接缝时快速通过进料预接机构3和工作台2以提升工作效率。当接缝到达挤压位置时，工作台2的液压正压脚4的后端压脚、气动上压杠5与气动侧压杠6垂直水平呈90°框住工件、液压正压脚4的前端压脚将开齿涂胶待对接的另一木条同样夹紧，并由液压纵向指接油缸7推动向静止工作台纵向挤压运动，达到两木条端部指榫胶压接长目的，然后所有压脚、压杠放松，液压纵向指接油缸7后退到位置传感器监测点。当再有接缝重复上述运动，以此类推完成无限长连续指接工作。安装在接料出料台10上的旋转编码器检测长度达到设定尺寸时发出信号， 可编程序控制器控制当前动作停止，而定长切断锯8的锯切电机在进给气缸的推动下切断木料并返回，然后接料出料台10上的推料气缸将料推出完成一支定长指接长料工作。

  1.全自动无限长指接机，它包括机架(1)，在机架(1)上设工作台0)，其特征是工作台O)由静止工作台和进给工作台两部分所组成，在静止工作台上设进料预接机构(3)、液压正压脚(4)的后端压脚、气动上压杠(5)、气动侧压杠(6)，其中液压正压脚(4)是由二套液压油缸组成前端、后端龙门式压脚，分别安装在静止工作台和进给工作台上；在进给工作台上设液压正压脚(4)的前端压脚，与液压纵向指接油缸(7)的活塞杆铰接支座一起安装在机架(1)的滑动导轨副上，在静止工作台与定长切断锯(8)之间滑动，并保持运动中的进给工作台与静止工作台、定长切断锯(8)台面始终保持同一个水平面，即液压纵向指接油缸 (7) 一端用万向轴联接工作台(2)的进给工作台，另一端与工作台⑵的静止工作台相连; 工作台(2)的静止工作台通过进料预接机构(3)与变速送料台(9)连接，组合成为光电测长自适应变速送料台；在机架(1)的前端设有定长切断锯(8)，它的一端与工作台(2)的静止工作台、进给工作台在一条直线上构成一个连续工作平面，另一端与接料出料台(10)连接，组成自动定尺切断出料台；在机架(1)的底部设液压系统(11)，液压系统(11)通过高压管路分别与进料预接机构(3)中的液压马达(31)、液压正压脚的油缸、液压纵向指接油缸(7)连接；在机架⑴的腹部设气动控制阀岛(14)，通过进气接口处理单元、储气罐和管路与进料预接机构C3)上的气控摆动横向导向轮(34)、气动上压杠( 和气动侧压杠 (6)的汽缸、定长切断锯(8)的进给汽缸(81)、变速送料台(9)的气囊浮动式自调节弹力滚轮组(93)、接料出料台(10)的推料摆动汽缸(101)连接；电气自动控制系统(1 通过导线和信号线)的电磁阀、锯切电机(84)、锯切气缸上的位置传感器(8 和工作台( 上的旋转编码器(35、82)、光电传感器(83、94)、液压正压脚(4)上的位置传感器(41)、气动上压杠( 上的位置传感器(51)、 气动侧压杠(6)上的位置传感器(61)、液压纵向指接油缸(7)上的位置传感器(71)、送料台变频器减速电机(91)、液压站电机(111)、风扇电机(112)、液压系统(11)的电磁阀与电器箱里的自动断路器、交流接触器、热继电器、可编程序控制器、驱动单元电子电器连接；在上述部件形成的指接机的主机外设外壳罩(13)。

  2.根据权利要求1所述的全自动无限长指接机，其特征是所述的工作台O)的静止工作台平面、气动上压杠( 和气动侧压杠(6)的底平面镶嵌敷设聚四氟乙烯不粘胶材料。

  3.根据权利要求1所述的全自动无限长指接机，其特征是所述的液压正压脚的二套液压油缸组成前端、后端龙门式压紧压脚底平面加工棱花并烧结或镶嵌敷设聚四氟乙烯不粘胶材料。

  4.根据权利要求1所述的全自动无限长指接机，其特征是所述的输送进料预接机构(3)包括一对垂直安装的液压马达(31)，上下液压马达(31)轴端安装自平衡旋转料辊 (32)、厚度补偿弹性滚轮组(33)，厚度补偿弹性滚轮组(3 轴端与气控摆动横向导向轮 (34)轴端相连接，预接长度检测旋转编码器(3 安装在气控摆动横向导向轮(34)悬臂上。

  5.根据权利要求1所述的全自动无限长指接机，其特征是所述的变速送料台(9)底部安装变频器减速电机(91)，在轴端用链轮和链条联接位于变速送料台(9)上方的自涨紧不粘胶传送带(9 的导轮，在变速送料台(9)侧边安装气囊浮动式自调节弹力滚轮组(93) 和接缝端部检测光电传感器(94)，并处于不粘胶传送带(9 的上方，位置可调、相互之间距离可调。

  6.根据权利要求1所述的全自动无限长指接机，其特征是所述的定长切断锯(8)底部安装高速锯切电机(84)及进给汽缸(81)，在进给汽缸(81)上设位置传感器(85)，上部安装有压紧锯罩，定长切断锯(8)台面上安装定长测量旋转编码器(82)、定长切断锯(8)最前端联接接料出料台(10)及出料架定长检测光电传感器(83)。

  本发明公开了一种全自动无限长指接机，它由机架(1)，其特点是通过机械连接将工作台(2)、进料预接长机构(3)、液压正压脚(4)、气动上压杠(5)、气动侧压杠(6)、液压纵向指接油缸(7)与机架(1)及防护外壳罩(13)和触摸屏按钮站(15)构成无限长连续指接机床主机；进料端预接长机构(3)与变速送料台(9)组装连接构成光电测长自适应变速送料台；定长切断锯(8)与接料出料台(10)组合连接后构成自动定尺切断出料台；主机、送料台、出料台、液压系统(11)和电气自动控制系统(12)组成为一台自动识别料端接缝、自动测量长度、自适应速度调节、按预设定长度自动定尺切断出料的全自动无限长(连续)指接机，是一种全自动高效率、高品质、任意长度的大断面木材纵向连续指接拼长的光机电液一体化技术装备。

  发明者包前录, 周义成, 孙元光, 张树庆 申请人:烟台黄海木工机械有限责任公司