膠合板自動(dòng)化組坯裝備的設(shè)計(jì)

摘要：本研究針對(duì)膠合板組坯過(guò)程中的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出了膠合板自動(dòng)化組坯裝備，解決目前在膠合板生產(chǎn)過(guò)程中需要依靠大量人工組坯的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)膠合板組坯的自動(dòng)化和連續(xù)化。

關(guān)鍵詞：膠合板組坯?自動(dòng)化?連續(xù)化

1引言

膠合板是由木段旋切成單板，再用膠粘劑將其板坯膠合而成的三層或多層的板狀材料。由于木材紋理方向（即纖維方向）上存在物理力學(xué)性能的差異極大，為了改善其各向異性的缺點(diǎn)，因而可使相鄰單板間纖維方向互成直角或可減少相隔角度值使成品的各向異性降至最小。組坯時(shí)，為了遵守層間紋理排列原則，一般都遵守奇數(shù)層原則。組坯時(shí)板坯之間紋理互相垂直，通常將質(zhì)量好的板坯放于表層，以提高表面質(zhì)量。

目前在膠合板組坯環(huán)節(jié)需大量人工操作。經(jīng)涂膠后的芯板由人工搬運(yùn)到組坯工作臺(tái)，并按照背板芯板表板的順序（以三層板坯組坯為例）一張張的鋪放。在膠合板生產(chǎn)過(guò)程中，借助于運(yùn)輸帶利用小幅面單板組坯鋪裝板坯時(shí)，仍然需要依靠大量人工進(jìn)行，即膠合板生產(chǎn)還未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和連續(xù)化。

為解決目前膠合板組坯所存在的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)研究出了兩條垂直布置的鋪裝線(xiàn)相互配合組坯的工作方式，旨在節(jié)省人工成本并實(shí)現(xiàn)膠合板組坯的自動(dòng)化和連續(xù)化的目的。

2總體結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1總體結(jié)構(gòu)

膠合板板坯面積大體型薄，在被提起或運(yùn)送的過(guò)程中容易被撕破，因此要選用吸盤(pán)或輸送帶等之類(lèi)的不易損壞板坯的運(yùn)送工具。涂膠芯板在運(yùn)送的過(guò)程中容易與設(shè)備粘黏，因此要選擇窄條皮帶減小與板坯的接觸面積，以便于涂膠芯板與皮帶的分離。解決了不同類(lèi)型的板坯運(yùn)送問(wèn)題，還要進(jìn)一步的提高組坯工作效率，因此應(yīng)該采用多條上料裝置互相配合上料的方式，分別向一固定位置上料，以達(dá)到上料速度快的目的。為解決組坯鋪裝過(guò)程中各板坯邊線(xiàn)對(duì)齊問(wèn)題，其中間的固定上料位置需要有一定的導(dǎo)向及調(diào)整板坯運(yùn)動(dòng)方向的作用。

為實(shí)現(xiàn)上訴要求，設(shè)計(jì)膠合板自動(dòng)化組坯裝備整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括升降平臺(tái)、桁架機(jī)械臂（包括伺服電機(jī)、減速箱、同步帶、齒條機(jī)構(gòu)、直線(xiàn)導(dǎo)軌、機(jī)械臂、氣缸、氣動(dòng)吸盤(pán)等）、組坯平臺(tái)（包括橫向限位擋板、縱向限位擋板、氣缸、直線(xiàn)軸承、齒條機(jī)構(gòu)、單相異步電動(dòng)機(jī)等）及往復(fù)式傳送帶（包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置、電動(dòng)推桿、單相異步電動(dòng)機(jī)等）。

2.2工作原理

圖2為膠合板自動(dòng)化組坯裝備的工作流程圖。

結(jié)合圖2以三層膠合板的板坯組坯為例，其自動(dòng)化組坯過(guò)程可分成如下三個(gè)步驟完成。

1.背板先經(jīng)升降平臺(tái)（1）上升至一定高度，再由機(jī)械臂（6）上的四個(gè)氣缸（5）帶動(dòng)其末端的氣動(dòng)吸盤(pán)（7）吸取一張背板并提升至一定高度，背板跟隨機(jī)械臂（6）移動(dòng)至組坯平臺(tái)（2）的中間處，最后氣缸（5）帶動(dòng)吸盤(pán)（7）下降至一定高度并釋放背板。背板再經(jīng)過(guò)位于組坯平臺(tái)（2）上的橫向限位裝置（4）和縱向限位裝置（3）的限位后，到達(dá)組坯工作臺(tái)（2）中的指定位置，此時(shí)背板鋪裝過(guò)程結(jié)束，機(jī)械臂（6）移動(dòng)至放有表板的升降平臺(tái)（1）上方的指定位置處。

2.經(jīng)涂膠后的芯板由往復(fù)式傳送帶（9）運(yùn)送至組坯平臺(tái)（2）上的背板位置上方，某一指定位置后。此時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置（8）以指定速度回撤，涂膠芯板繼續(xù)勻速向前運(yùn)動(dòng)并向下傾斜。此時(shí)涂膠芯版先經(jīng)過(guò)組坯平臺(tái)（2）兩側(cè)的橫向限位裝置（4）的橫向限位，再經(jīng)過(guò)組坯平臺(tái)（2）前方的縱向限位裝置（3）的縱向限位。通過(guò)以上兩個(gè)限位裝置對(duì)涂膠芯板兩個(gè)水平方向限位后，涂膠芯板先下落部分前端邊緣與同側(cè)背板邊緣貼合，然后往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置（8）繼續(xù)回撤，使整個(gè)涂膠芯板與背板貼合，此時(shí)涂膠芯板鋪裝過(guò)程結(jié)束，往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置（8）復(fù)位。

3.表板鋪裝過(guò)程與背板鋪裝過(guò)程同理，在完成表板鋪裝過(guò)程后機(jī)械臂（6）移動(dòng)至放有背板的升降平臺(tái)（1）上方的指定位置處。

進(jìn)一步的，利用上述方法進(jìn)行多次組坯，即可實(shí)現(xiàn)多層膠合板的組坯工作。

2.3控制系統(tǒng)

整機(jī)的控制系統(tǒng)以觸摸屏控制的PLC自動(dòng)化系統(tǒng)控制，整機(jī)以電力和壓縮空氣提供動(dòng)力。此外，設(shè)備上還安裝有觸摸屏可便于人機(jī)交互，方便對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。機(jī)器啟動(dòng)后通過(guò)觸摸屏設(shè)置好各種參數(shù)，然后控制系統(tǒng)按既定的順序運(yùn)行。PLC先控制桁架機(jī)械臂與往復(fù)式傳送帶交替運(yùn)行分別完成各板組坯的上料動(dòng)作，再控制組坯平臺(tái)的限位擋板打開(kāi)將組坯后的膠合板運(yùn)走。

總結(jié)

綜上所述膠合板自動(dòng)化組坯設(shè)備采用橫向鋪裝線(xiàn)與縱向鋪裝線(xiàn)組合的設(shè)計(jì)方案，設(shè)備運(yùn)行時(shí)的空行程較少，能夠提高板材運(yùn)送上料的效率，可實(shí)現(xiàn)板材的連續(xù)輸送。此外，通過(guò)使用窄條皮帶與往復(fù)式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠解決涂膠芯板在運(yùn)送過(guò)程中與設(shè)備之間易粘黏的問(wèn)題。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)兩條鋪裝線(xiàn)的配合，能夠代替人工一張一張的搬運(yùn)板坯，實(shí)現(xiàn)膠合板組坯過(guò)程的連續(xù)化和自動(dòng)化，節(jié)約人力資源又降低生產(chǎn)成本。

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作者簡(jiǎn)介：王次豪，男，1996.2.27，漢族，山東省滕州市，研究生，無(wú)職稱(chēng)，研究方向：機(jī)械。