CN109397413A - 一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，包括单板进料装置，单板由单板进料装置向激光切割装置进料，并利用单板定位装置检测单板到达第一工艺位置后，通过AR扫描设备扫描待拼接单板条的纹理，并将图像数据传输给数据处理中心，数据处理中心的计算控制激光切割装置按计算出的路线切割出所需形状的梳齿型接头，并将前、后两块单板移动至第二工艺位置，通过贴胶带装置将前、后两块单板的梳齿型接头压合并用胶带连接，最后由单板出料装置出料；本发明对贵重阔叶材薄木薄单板纵向接长时，保证了拼接精度的稳定和接长后单板带的纹理连续美观，适应性宽广，具有很强的创造性。
Description
技术领域
本发明涉及木材单板拼接领域，更具体地说，涉及一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机。
背景技术
目前，贵重阔叶材薄木单板常作为人造板材的饰面，以提高人造板的外观质量，最终提高成板的经济价值。与旋切单板不同的是，薄木单板往往可以获得较美观的木质纹理，但同时却难以满足所得单板连续性与幅面尺寸的要求。因此，为了①使饰面木皮适应常用人造板材幅面的尺寸，②使断续的单板整张化，满足一些工艺性的要求，③使小尺寸单板连续接长，能卷成单板卷，便于储存和运输，常先使用拼接机将小尺寸的薄木单板接长拼宽，提高利用价值。
然而，业内常见的薄木单板纵向接长机多采用先利用模具压出梳齿型接头，再将两快单板进行纵向拼接的方式工作。这种方式有如下缺点：①在连续加工过程中，压模易磨损，很容易影响拼接精度；②“模压切割”工艺在很大程度上受木材弹塑性变形的影响，精度难以维持稳定；③对于纹理各异的薄木单板，使用同样的模具加工出梳齿型接头，难以保证接长后单板带的纹理连续美观，最终影响饰面板的经济价值；④受模具的加工精度和木材物理力学性质的限制，传统拼接方式在对横向尺寸超宽的薄单板进行纵向接长时，拼接精度会大幅下降，适应性狭窄。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，解决了木材单板纵向接长时，尤其是贵重阔叶材薄木薄单板纵向接长时，拼接精度不稳定、难以保证接长后单板带的纹理连续美观、难以对横向尺寸超宽的薄单板进行纵向接长、适应性狭窄等问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，包括工作台，其特征在于，包括单板进料装置，单板由所述单板进料装置向激光切割装置进料，利用单板定位装置检测单板到达第一工艺位置后，通过AR扫描设备扫描待拼接单板条的纹理，并将图像数据传输给数据处理中心，所述数据处理中心的计算控制所述激光切割装置按计算出的预设路线切割出所需形状的梳齿型接头，将前、后两块单板移动至第二工艺位置，通过贴胶带装置将前、后两块单板的梳齿型接头压合并用胶带连接，最后由单板出料装置出料。
优选的，所述拼接机还设有切屑清除装置，所述切屑清除装置包括高压气流喷射装置、吸尘过滤器和料仓，所述高压气流喷射装置安装在后工作台凹槽一侧，料仓在另一侧。
优选的，所述第一工艺位置为激光切割位置，其位于进料单板前端与前一段单板后端按工艺设定产生叠合的位置，并分别设置在进料单板前端与前一段单板后端的位置；所述第二工艺位置为贴纸胶带位置，即激光切割后两段待拼接单板向后工作台同步移动到贴胶头下方的位置。
优选的，所述工作台上部通过盖板固定装置设置上盖板，其下部设有机座和工作台支座；所述工作台包括前工作台、后工作台和后工作台凹槽。
优选的，所述前工作台比所述后工作台高；所述前工作台、后工作台表面附有一层聚四氟乙烯薄膜；所述后工作台在靠前工作台一侧有后工作台凹槽，其槽底与后工作台面不接触，槽底采用耐高温陶瓷材料。
优选的，所述后工作台凹槽处的第一工艺位置安装有氮气循环装置。
优选的，所述AR扫描设备包括摄像头、数据处理中心和显示控制屏；
所述单板进料装置包括进料辊压紧气缸、进料辊升降导杆、进料动力辊和进料伺服电机；
所述单板出料装置包括：出料动力辊、出料伺服电机、出料辊升降导杆、出料辊压紧气缸；
所述贴胶带装置包括贴胶头升降气缸、贴胶头升降导杆、导杆固定支架、胶带、压板、胶带盘支架、胶带盘和贴胶头，所述压板下表面采用软橡胶材质。
优选的，所述激光切割装置包含X向导杆、X向滑块、Y向丝杆、Y向螺母、X向螺母、X向伺服电机、Y向伺服电机、X向丝杆、激光切割头、Y向导杆和支架；所述激光切割头固定在所述Y向螺母上，所述激光切割头通过切割伺服电机控制在两个正交方向上运动；所述切割伺服电机由数据处理中心的计算机控制启停和转速。
优选的，所述单板定位装置设有一套传感器，当进料单板的前端到达设定的工艺位置时，传感器发送信号控制进料伺服电机准停，使进料动力辊停转；当出料单板的后端到达设定的工艺位置时，单板定位装置发送信号控制出料伺服电机准停，使出料动力辊停转。
优选的，所述进料动力辊和出料动力辊表面被带有网状沟槽的橡胶层包裹。
根据上述的技术方案，可以知道，本发明的一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，解决了木材单板纵向接长时，尤其是贵重阔叶材薄木薄单板纵向接长时，拼接精度不稳定、难以保证接长后单板带的纹理连续美观、难以对横向尺寸超宽的薄单板进行纵向接长、适应性狭窄等问题。
本发明激光一次性切割出前后两块单板的接头形状，避免前后接头分别加工产生加工误差；激光切割精度高，不存在模具精度和模具磨损对拼接精度的影响；切割灵活性好，可以根据不同纹理图像数据设计不同的接头形状，既满足工艺性能也满足美观性能；可以用于横向尺寸超宽的薄木薄单板的纵向拼长，而不影响拼接精度，进、出料控制得更加精准，安全性更高，具有很强的创造性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的激光切割装置原理结构图；
图3为本发明的贴胶带装置原理结构图；
图4为本发明的平面结构原理示意图；
图5本发明的第一工艺位置处俯视图；
图6为单板(即前、后两块单板)处于第一工艺位置时加工原理图；
图7为单板(即前、后两块单板)处于第二工艺位置时加工原理图；
其中，附图中标记如下：
1-上盖板；2-前工作台；3-机座；4-显示控制屏；5-工作台凹槽；6-单板定位装置；7-盖板固定装置；8-出料动力辊；9-后工作台；10-工作台支座；11-出料伺服电机；12-出料辊升降导杆；13-出料辊压紧气缸；14-贴胶带装置；15-激光切割装置；16-摄像头；17-数据处理中心；18-进料辊压紧气缸；19-进料辊升降导杆；20-进料动力辊；21-X向导杆；22-X向滑块；23-Y向丝杆；24-Y向螺母；25-X向螺母；26-X向伺服电机；27-Y向伺服电机；28-X向丝杆；29-激光切割头；30-Y向导杆；31-支架；32-贴胶头升降气缸；33-贴胶头升降导杆；34-导杆固定支架；35-胶带；36-压板；37-胶带盘支架；38-胶带盘；39-氮气循环装置；40-高压气流喷射装置；41-料仓；A-第一工艺位置；B-第二工艺位置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图4所示的一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，包括工作台，包括单板进料装置，单板由所述单板进料装置向激光切割装置15进料，利用单板定位装置6检测单板到达第一工艺位置A后，通过AR扫描设备扫描待拼接单板条的纹理，并将图像数据传输给数据处理中心17，所述数据处理中心17的计算控制所述激光切割装置15按计算出的路线切割出所需形状的梳齿型接头，将前、后两块单板移动至第二工艺位置B，通过贴胶带装置14将前、后两块单板的梳齿型接头压合并用胶带35连接，最后由单板出料装置出料。
工作台上部通过盖板固定装置7设置上盖板1，其下部设有机座3和工作台支座10；所述工作台包括前工作台2、后工作台9和后工作台凹槽5。
其中工作台包括前工作台2、后工作台9和后工作台凹槽5；AR扫描设备包括摄像头16、数据处理中心17和显示控制屏4；进料装置包括进料辊压紧气缸18、进料辊升降导杆19、进料动力辊20和进料伺服电机图中未标出；出料装置包括：出料动力辊8、出料伺服电机11、出料辊升降导杆12、出料辊压紧气缸13；贴胶带装置14包括贴胶头升降气缸32、贴胶头升降导杆33、导杆固定支架34、胶带35、压板36、胶带盘支架37、胶带盘38和贴胶头图中未标出。
如图5所示第一工艺位置A为激光切割位置，其位于进料单板前端与前一段单板后端按工艺设定产生一定叠合的位置，并分别设置在进料单板前端与前一段单板后端的位置；单板(即前、后两块单板)处于第一工艺位置时加工原理如图6所示。第二工艺位置为贴纸胶带位置，即激光切割后两段待拼接单板向后工作台同步移动到贴胶头下方的位置，单板处于第二工艺位置B时加工原理如图7所示。
其中，单板沿其进给正方向所指一端为单板前端，沿其进给负方向所指一端为单板后端。
如图2所示的激光切割装置15包含X向导杆21、X向滑块22、Y向丝杆23、Y向螺母24、X向螺母25、X向伺服电机26、Y向伺服电机27、X向丝杆28、激光切割头29、Y向导杆30和支架31。其中，激光切割头29固定在Y向螺母24上，发射激光切割单板；两套丝杆螺母机构分别由两个切割伺服电机控制，且分别控制激光切割头29在两个正交方向上运动；两个切割伺服电机由数据处理中心17的计算机控制启停和转速。
上述激光一次性切割出前后两块单板的接头形状，避免前后接头分别加工产生加工误差；激光切割精度高，不存在模具精度和模具磨损对拼接精度的影响；切割灵活性好，可以根据不同纹理图像数据设计不同的接头形状，既满足工艺性能也满足美观性能；可以用于横向尺寸超宽的薄木薄单板的纵向拼长，而不影响拼接精度。
当前、后单板到达第一工艺位置A时，AR扫描设备工作，摄像头16拍摄待拼接单板条的纹理图案，由图像采集卡将图像数据传输给数据处理中心17，数据处理中心17的计算机根据接受到的图像数据计算出满足工艺性和美观性的最佳梳齿型切割形状，并控制激光切割装置按计算出的预设路线切割出所需形状的梳齿型接头。
该种设计切割灵活性好，可以根据不同纹理图像数据设计不同的接头形状，既满足工艺性能也满足美观性能。
前工作台2比后工作台9高出1毫米。该种设计的进料单板从较高的前工作台2进料时，前一段单板处于较低的后工作台9上，使进料单板到达第一工艺位置时，其前端与前一段单板后端自然地产生部分叠合，使激光切割装置能一次性切割出前后两块单板的接头形状，避免前后接头分开加工产生加工误差。
前、后工作台表面附有一层聚四氟乙烯薄膜。该种设计提高工作台表面光滑度，防止进料动力辊20和出料动力辊8打滑；减少木皮被工作台表面磨损；提高工作台表面耐磨性。
后工作台9在靠前工作台2一侧有矩形凹槽5，槽底距后工作台9面10厘米，槽底采用耐高温陶瓷材料。该种设计的进料单板的前端与上一段单板的后端在凹槽5上方重叠，激光切割器在重叠处切割，使前一段单板切割下的废料自然落入凹槽5中；陶瓷槽底耐激光射线高温，防止被激光射穿。
如图3所示的贴胶带装置14包括贴胶头升降气缸32、贴胶头升降导杆33、导杆固定支架34、胶带35、压板36、胶带盘支架37、胶带盘38和贴胶头图中未标出。
该结构的工作原理为：前、后两块单板移动至第二工艺位置时，气缸下压，压板将前后两块单板加工出的梳齿型接头处压合，贴胶头在接合处贴上胶带，贴完后胶带截断，气缸抬起。
压板36下表面采用软橡胶材质。该种设计避免压板下表面与单板带表面发生刚性接触，避免压溃、压损单板；避免压板对超宽单板施力不均。
单板定位装置6包括一套传感器；当进料单板的前端到达设定的工艺位置时，传感器发送信号控制进料伺服电机准停，使进料动力辊20停转；当出料单板的后端到达设定的工艺位置时，单板定位装置6发送信号控制出料伺服电机准停，使出料动力辊8停转。该种设计使前、后段单板精准地停在设定的工艺位置。
进料动力辊20和出料动力辊8表面被带有网状沟槽的橡胶层包裹。该种设计避免辊与单板带表面发生刚性接触，避免压溃、压损单板；提高辊表面与单板带表面的接触摩擦力，使单板的进、出料控制得更加精准，并且使单板带能做到和动力辊同步准停。
后工作台凹槽5处即第一工艺位置A处，安装有氮气循环装置39。该种设计氮气切割可以防止激光高温引起木材碳化；氮气循环装置39使氮气循环利用，降低生产成本。
切屑清除装置包括高压氮气流喷射装置40、吸尘过滤器和料仓41。其中高压氮气流喷射装置40安装在后工作台凹槽5一侧，料仓41在另一侧。该种设计的高压氮气流将切割后分离出的切屑吹入工作台下方的料仓41，经吸尘过滤器净化后，通过氮气循环装置39再次由高压氮气流喷射装置40喷出
综上所述，本发明的梳齿型拼接机，解决了木材单板纵向接长时，尤其是贵重阔叶材薄木薄单板纵向接长时，拼接精度不稳定、难以保证接长后单板带的纹理连续美观、难以对横向尺寸超宽的薄单板进行纵向接长、适应性狭窄等问题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，包括工作台，其特征在于，包括单板进料装置，单板由所述单板进料装置向激光切割装置(15)进料，利用单板定位装置(6)检测单板到达第一工艺位置(A)后，通过AR扫描设备扫描待拼接单板条的纹理，并将图像数据传输给数据处理中心(17)，所述数据处理中心(17)的计算控制所述激光切割装置(15)按计算出的路线切割出所需形状的梳齿型接头，将前、后两块单板移动至第二工艺位置(B)，通过贴胶带装置(14)将前、后两块单板的梳齿型接头压合并用胶带(35)连接，最后由单板出料装置出料。
2.根据权利要求1所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述工作台上部通过盖板固定装置(7)设置上盖板(1)，其下部设有机座(3)和工作台支座(10)；所述工作台包括前工作台(2)、后工作台(9)和后工作台凹槽(5)。
3.根据权利要求2所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述前工作台(2)比所述后工作台(9)高；所述前工作台(2)、后工作台(9)表面附有一层聚四氟乙烯薄膜；所述后工作台(9)在靠前工作台(2)一侧有后工作台凹槽(5)，其槽底与后工作台(9)面不接触，槽底采用耐高温陶瓷材料。
4.根据权利要求3所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述后工作台凹槽(5)处的第一工艺位置(A)安装有氮气循环装置(39)。
5.根据权利要求1所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述AR扫描设备包括摄像头(16)、数据处理中心(17)和显示控制屏(4)；
所述单板进料装置包括进料辊压紧气缸(18)、进料辊升降导杆(19)、进料动力辊(20)和进料伺服电机；
所述单板出料装置包括：出料动力辊(8)、出料伺服电机(11)、出料辊升降导杆(12)、出料辊压紧气缸(13)；
所述贴胶带装置(14)包括贴胶头升降气缸(32)、贴胶头升降导杆(33)、导杆固定支架(34)、胶带(35)、压板(36)、胶带盘支架(37)、胶带盘(38)和贴胶头，所述压板(36)下表面采用软橡胶材质。
6.根据权利要求1所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述第一工艺位置(A)为激光切割位置，其位于进料单板前端与前一段单板后端按工艺设定产生叠合的位置，并分别设置在进料单板前端与前一段单板后端的位置；所述第二工艺位置(B)为贴纸胶带位置，所述贴纸胶带位置是激光切割后两段待拼接单板向后工作台同步移动到贴胶头下方的位置。
7.根据权利要求1所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述激光切割装置(15)包含X向导杆(21)、X向滑块(8)、Y向丝杆(23)、Y向螺母(24)、X向螺母(25)、X向伺服电机(26)、Y向伺服电机(27)、X向丝杆(28)、激光切割头(29)、Y向导杆(30)和支架(31)；所述激光切割头(29)固定在所述Y向螺母(24)上，所述激光切割头(29)通过切割伺服电机控制在两个正交方向上运动；所述切割伺服电机由数据处理中心(17)的计算机控制启停和转速。
8.根据权利要求1所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述单板定位装置(6)设有一套传感器，当进料单板的前端到达设定的工艺位置时，传感器发送信号控制进料伺服电机准停，使进料动力辊(20)停转；当出料单板的后端到达设定的工艺位置时，单板定位装置(6)发送信号控制出料伺服电机准停，使出料动力辊(8)停转。
9.根据权利要求1所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述进料动力辊(20)和出料动力辊(8)表面被带有网状沟槽的橡胶层包裹。
10.根据权利要求1所述的用于超宽薄木单板纵向接长的梳齿型拼接机，其特征在于，所述拼接机还设有切屑清除装置，所述切屑清除装置包括高压气流喷射装置(40)、吸尘过滤器和料仓(41)，所述高压气流喷射装置(40)安装在后工作台凹槽(5)一侧，料仓(41)在另一侧。
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|---|---|---|---|---|
| CN110562694A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-13 | 台州市意利欧机械有限公司 | 一种木工接木和下料生产线 |
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2018
- 2018-12-21 CN CN202410031277.4A patent/CN117697904A/zh active Pending
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