CN102601843A - 用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的工艺及装置 - Google Patents

Abstract

用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的工艺及装置，属于人造板生产线工艺和设备。本发明设送板小车从宽皮带运输机接板位接板至装板机卸板再返回接板位的一次往返所需时间t₁、热压周期T，装板机层数d，则装满装板机所需时间t=t₁×d，且t<T。本发明装置包括对称安装与机架垂直的轨道及送板小车，设置与轨道平行的n台装板机和热压机，与热压机对应的n台卸板机，以及控制装置的电气模块单元。本发明在提高产量的同时节约了投资和运行成本，并已投产使用多年。

Description

用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的工艺及装置

技术领域

本发明属于人造板生产线工艺和工艺设备。

背景技术

人造板生产，尤其是竹大片定向刨花板的热压周期较长，以多层热压机进行生产，其产量较低，目前提高产量的方式是增加热压机的数量或增加热压机的层数，但热压机功率是有限的，限制了热压机层数增加，因而，提高产量较为有效的方法一般只有采用增加压机的数量，而增加压机数量需要随之增加铺装机、铺装线辅助设备及完成线设备的数量，即随之增大了投资和运行成本。

发明内容

本发明的目的是提供以一台定向铺装机带动多台多层热压机生产人造板的工艺方法、设备和装置、控制装置，即“一拖多”工艺方法及装置，以增加产量、节约投资，节省生产运行成本。

上述目的通过以下方式实现：

（一）用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的方法

设热压周期为T，装板机层数为d，根据以下公式计算送板小车（7A）或（7B）从宽皮带运输机（6）接板位接板后至装板机（8-1#）或（8-n#）卸板，再返回接板位，该一次往返所需时间t₁： 

t₁={（送板小车启动所需时间）+(送板小车前往装板机所需时间) +(送板小车停止所需时间)+ (送板小车接板所需时间）+（皮带启动所需时间）+（皮带停止所需时间）}×2；   

计算装满装板机各层所需的时间t= t₁×d，且满足t<T；

以上n是装板机个数，为偶数。

所述的方法进一步根据以下公式计算铺装速度v：

产量为30000，成品板的密度为1000kg/ m³、厚度为30mm，成品板宽度为1.6m。由以上数据：

v=年产量( m³.年^-1) ×（1+0.05）/ (年工作天数×每天净工作时间×60×成品板宽×成品板厚)

其中，0.05为废品率，每天净工作时间的单位为小时。

（二）一种上述一台铺装机配多台多层压机的装置

该装置包括顺序设置在固定机架上的皮带铺装机（1）、预压机（2）、伸缩皮带（3）、低/高速宽皮带运输机（501）、高速宽皮带运输机（6），安装在伸缩皮带（3）的过渡区上方的移动式横截锯（4），进一步是：

在固定机架垂直位置，对称地安装送板小车（7A、7B）及轨道（13），轨道（13）上的送板小车（7A、7B）与轨道（13）呈运动副连接；

轨道（13）后，固定设置n 台装板机（8-1#～8-n#），装板机（8-1#～8-n#）位置与轨道（13）平行；

在装板机（8-1#～8-n#）后，一一对应地设置n台热压机（9-1#～9-n#）；

在n台热压机（9-1#～9-n#）之后，一一对应地设置n台卸板机（10-1#～10-n#）；

以上n为偶数。

所述的装置进一步是：在n台卸板机（10-1#～10-n#）之后设置分板运输机（11A、11B）及轨道（14），轨道（14）与完成线设备（12）的固定机架垂直。

所述的装置进一步是：在低/高速宽皮带运输机（501）与高速宽皮带运输机（6）之间，进一步安装低/高速宽皮带运输机（502）。

（三）一种上述一台铺装机配多台多层压机的装置的控制方法

控制方法包括：

（1）送板小车（7A）或（7B）碰限位开关，停宽皮带运输机（5-3）接板位∧送板小车（7A）或（7B）无板∧宽皮带运输机（5-3）有板∧宽皮带运输机（5-3）电机断开→送板小车（7A）或（7B）皮带电机启动∧宽皮带运输电机（5-3）皮带电机启动，送板小车（7A）或（7B）从宽皮带运输机（5-3）接板； 

（2）送板小车（7A）或（7B）碰行程开关，停装板机（8-i#）接板位（1≤i≤n,i为装板机的个数）∧装板机（8-i#）移动到r位置（1≤r≤k,k为装板机的层数）→送板小车（7A）或（7B）皮带电机启动，送板小车（7A）或（7B）向装板机（8-i#）卸板。

以上方法中，命题的前件和后件之间为条件命题，通过电路设计能够给出与命题逻辑连接词“∧”、“→”对应的电路。

（四）一种控制上述一台铺装机配多台多层压机的装置

该装置为PLC模块单元，其输入端分别连接以下限位开关：

伸缩皮带移动电机前进限位（SQ1）、前进极限（SQ2）、伸缩皮带移动电机后退限位（SQ3）、后退极限（SQ4），

横截锯电机前进限位（SQ5）、后退限位（SQ6）、横截锯电机锯板限位（SQ7），

宽皮带运输机（501）低速转高速限位（SQ8）、宽皮带运输机（501）高速转低速限位（SQ10）、宽皮带运输机（6）板坯停位（SQ11）、送板小车（7A）和(7B)接板限位（SQ12），

送板小车（7A）送装板机（8-1#）限位（SQ14）、送装板机（8-1#）极限（SQ15），

送板小车（7A）送装板机（8-2#）限位（SQ16）、送装板机（8-2#）极限（SQ17），

装板机（8-1#）上升快转慢（SQ24）、上升限位（SQ25）、上升极限（SQ26）、下降快转慢（SQ27）、下降限位（SQ28）、下降极限（SQ29），

与上述送板小车（7A）对应的送板小车（7B）（SQ18～SQ23），与上述装板机（8-1#）对应的装板机（8-2#、、8-3#、8-4#）（SQ30～SQ48）；

该PLC模块单元输出端分别连接以下中间继电器：

伸缩皮带移动电机正转（1KA1）、反转（1KA2）、伸缩皮带电机（1KA6），

横截锯电机正转（1KA3）、反转（1KA4）、横截锯锯片电机（1KA5），

宽皮带低速电机（1KA7）、（1KA9），宽皮带高速电机（1KA8）、（1KA11），

送板小车（7A）电机正转（1KA12）、反转（1KA13）、皮带电机（1KA14），

送板小车（7B）电机正转（1KA15）、反转（1KA16）、皮带电机（1KA17），

各中间继电器通过其输出触点控制电机工作。

所述的控制装置进一步是该装置的PLC模块单元的输入端连接宽皮带运输机（502）的低速转高速限位开关和宽皮带运输机（502）高速转低速限位开关。

本发明根据人造板，尤其是竹大片定向刨花板的参数、热压机的热压周期、层数和铺装机的最大铺装速度，调整预压板伸缩皮带及宽皮带等设备的运行速度，使送板小车能够及时将预压板坯送至装板机，满足热压机与装板机的装板条件t<T，实现一条定向铺装机、预压机及运输生产线拖动多台装板机及热压机，即一拖n（n≧2）装板机及热压机的工艺要求，在提高产量的同时，节约了投资和运行成本。 

本发明工艺方法及设备2008年已经投产用于云南永利发林业有限公司生产线，多年来，该生产线运行稳定，达到了设计目的。

附图说明

图1是本发明各机械装置的示意图。图中包括：铺装机1、预压机2、伸缩皮带3、横截锯4、低/高速宽皮带运输机501、高速宽皮带运输机6、送板小车7A、7B、装板机8-1#～8-4#、热压机9-1#～9-4#、卸板机10、分板运输机11、完成线设备12。

图2是本发明工艺的逻辑控制流程图。 

图3是本发明主回路控制电气原理图。图中包括：设备编号、容量、额定容量；1QF～13QF为电机保护断路器触点，nV/F为变频器触点，nKM为交流接触器触点。

图4是本发明锯片电机、低/高速宽皮带运输机电机、高速宽皮带运输机电机的变频调速电气原理图。

图5是本发明伸缩移动电机、伸缩皮带电机、移动式横截锯电机、送板小车移动电机、送板小车皮带电机的变频调速电气原理图。

图6、图7、图8分别是本发明PLC模块单元在工作方式置于手动状态

下实现单台设备的调试的模拟量输入端电路原理图。

图9、图10、图11分别是本发明PLC模块单元模在工作方式置于自动状态下模拟量输入端的电路原理图。

图12、图13、图14分别是本发明PLC模块单元模在工作方式置于自动状态下模拟量输出端的电路原理图。

以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。实施例包括但不限制本发明保护的范围。

具体实施方式

以下实施例是在一条铺装、预压、运输生产线的条件下，同时满足4台压机需求的“一拖四”工艺及装置。

（一）本发明工艺方法

（1）按产量计算铺装速度v，使整条生产线的速度匹配。在实施例中，产量为30000m³/年，成品板的密度为1000kg/ m³、厚度为30mm，成品板宽度为1.6m。由以上数据：

v=30000(年产量) ×（1+0.05废品率）/(300×22.5×60×1.6×0.03)=1.62m/min

其中，300为年工作天数，22.5为每天净工作时间，60为60分钟，1.6为成品板宽，0.03为成品板厚。

（2）计算送板小车7A或7B从宽皮带运输机6接板位接板后至装板机8-1#或8-4#卸板，再返回接板位，该一次往返所需时间t₁，并计算装满装板机各层所需的时间t，该时间t应当小于热压周期T。在实施例中：

热压机9-1#～9-4#，其热压周期T均为45min；

送板小车7A或7B沿轨道13到达装板机8-1#或8-4#的距离为19m，送板小车7A或7B的行走速度为40m/min，送板小车7A或7B前往/返回装板机所需时间为28.5s；

送板小车7A或7B的皮带速度为60m/min，送板小车7A或7B长为3.2m（锯切好的板坯长为3m），送板小车7A或7B从宽皮带运输机6接板位承接板坯/向装板机8-1#～8-4#卸载板坯所需时间为3.2s；

送板小车7A或7B皮带启动和停止各需要1s；

送板小车7A或7B行走的启动或停止各需要1s。

根据以上数据进行计算：送板小车7A或7B从宽皮带运输机6接板位接板后至装板机8-1#或8-4#卸板，再返回接板位，该一次往返所需时间t₁为：

t₁={1s(送板小车启动）+28.5s(送板小车前往装板机) +1s(送板小车停止)+3.2s(送板小车接板）+1s（皮带启动）+1s（皮带停止）}×2=71.4s。   

在实施例中，热压机9-1#～9-4#与装板机8-1#～8-4#均为8层，故送板小车7A或7B将板坯送至装板机8-1#或8-4#，并装满各层所需时间为：t=8×t₁=9.52min，而装板机8-2#～8-3#装满各层所需时间小于t，故装板机8-1#～8-4#的装板时间均满足条件t<T。

（二）本发明的设备及装置

皮带铺装机1、预压机2、伸缩皮带3、低/高速宽皮带运输机501、高速宽皮带运输机6顺序设置在固定机架上；伸缩皮带3的过渡区上方安装移动式横截锯4；送板小车7A、7B移动轨道13与固定机架垂直，轨道13上的送板小车7A、7B与轨道13呈移动副连接；轨道13后，呈一字排列，并与轨道13平行地固定安装有共四台装板机8-1#～8-4#，并一一对应地设置其后的四台热压机9-1#～9-4#；在四台热压机9-1#～9-4#之后一一对应地设置卸板机10、分板运输机11、完成线设备12。

其中，皮带铺装机1长度为70m，速度为1.62m/min；伸缩皮带3的速度与皮带铺装机1速度相同，移动式横截锯4将传送到伸缩皮带3过渡区的已预压板坯间断地锯为2.6m～3m长的小段板坯。低/高宽皮带运输机501的低速与皮带铺装机1速度均为1.62m/min，高速为60m/min，高速宽皮带运输机6为60m/min。板坯在被移动式横截锯4锯断之前，低/高宽皮带运输机501以低速运行；板坯被锯断后将板坯送至高速宽皮带运输机6高速运行，板坯在高速宽皮带运输机6上等待送板小车7A或7B，待其到位后将板坯送至送板小车7A或7B上。

送至送板小车7A或7B上的板坯按上述（二）电气控制程序轮流送至装板机8-1#～8-4#，直至将其装满，每装满一台装板机后，按照电气控制程序由该装板机送入对应的热压机进行热压。热压后，由卸板机10-1#～10-4#卸板下载。

（三）本发明电气控制电路及程序

该系统用PLC模块单元进行逻辑控制，该PLC模块单元输入端分别连接以下限位开关：

工作方式选择1SA1，伸缩皮带移动电机前进限位SQ1、前进极限SQ2、伸缩皮带移动电机后退限位SQ3、后退极限SQ4，横截锯电机前进限位SQ5、后退限位SQ6、横截锯电机锯板限位SQ7，宽皮带运输机501低速转高速限位SQ8、宽皮带运输机501高速转低速限位SQ10、宽皮带运输机6板坯停位SQ11、送板小车7A和7B接板限位SQ12，送板小车7A送装板机8-1#限位SQ14、送装板机8-1#极限SQ15，送板小车7A送装板机8-2#限位SQ16、送装板机8-2#极限SQ17，装板机8-1#上升快转慢SQ24、上升限位SQ25、上升极限SQ26、下降快转慢SQ27、下降限位SQ28、下降极限SQ29。

与上述送板小车7A对应的送板小车7B（SQ18～SQ23），与上述装板机8-1#对应的装板机8-2#、、8-3#、8-4#（SQ30～SQ48）。

该PLC模块单元输出端分别连接以下中间继电器：

伸缩皮带移动电机正转1KA1、反转1KA2、伸缩皮带电机1KA6，横截锯电机正转1KA3、反转1KA4、横截锯锯片电机1KA5，宽皮带低速电机1KA7、1KA9，宽皮带高速电机1KA8、1KA11，送板小车7A电机正转1KA12、反转1KA13、皮带电机1KA14，送板小车7B电机正转1KA15、反转1KA16、皮带电机1KA17。

各中间继电器通过其输出触点控制电机工作。

如附图2，本发明逻辑控制方法和工作原理如下：

按下总启动按钮1SB1接通电源，通过工作方式选择旋钮1SA1可实现手动、 自动的切换。

将工作方式旋钮1SA1置于手动状态，按下各台设备的启动按钮，可单

独启动伸缩皮带3移动电机正转、反转；横截锯4移动电机正转、反转；横截锯4锯片电机启停；宽皮带运输机501、6电机启停；送板小车7A、7B的送板、接板；四台装板机8-1#～8-4#的上升、下降等，实现单台设备的调试。

将工作方式旋钮1SA1置于自动状态，预压机2主电机、伸缩皮带3电机、宽皮带运输机501低速电机自动顺序启动运行。铺装机1原始板坯进入预压机2预压，预压后的板坯留滞在预压皮带上，当该板坯碰到伸缩皮带2起始端的行程开关ISQ7时，启动伸缩皮带2移动电机正转，横截锯4锯片电机和横截锯4移动电机正转，则将由预压皮带输送到伸缩皮带3上的板坯锯成小块板坯；横截锯4移动电机正转且碰到伸缩皮带2横向末端的行程开关ISQ5，则横截锯4锯片电机停，延时1秒之后，横截锯4移动电机反转且碰到伸缩皮带2横向起始端的行程开关ISQ6，则横截锯4移动电机停；伸缩皮带3移动电机正转且碰到伸缩皮带3运转方向末端的行程开关ISQ1，则伸缩皮带3移动电机停，延时1秒之后，伸缩皮带3 移动电机反转且碰到行程开关ISQ3，伸缩皮带3移动电机停。

     被横截锯4切断的预压板坯碰到宽皮带运输机501运转方向起始端光电开关ISQ7时，断开宽皮带运输机501低速电机，启动宽皮带运输机501、6高速电机；板坯碰到宽皮带运输机6运转方向起始端光电开关ISQ9时，宽皮带运输机501高速电机断开，接通低速电机。板坯碰到宽皮带运输机6运转方向起始端光电开关ISQ10时，宽皮带运输机6高速电机断开。 

当宽皮带运输机6有板坯，送板小车7A沿轨道13到达宽皮带运输机6接板位接板，碰接板限位开关ISQ12停，宽皮带运输机6皮带电机及送板小车7A皮带电机同时启动，板坯送到送板小车7A皮带上，当板坯碰送板小车7A皮带运转端设置的光电开关ISQ13时，板坯停在送板小车7A皮带上。之后，送板小车7A沿轨道13移动，当其到达装板机8-1#装板位，即碰装板机8-1#装板位行程开关ISQ14时，送板小车7A停止移动，其皮带电机启动将皮带上的板坯送至装板机8-1#八层之中的一层。

在送板小车7A送板期间，停滞在送板小车7A相对一侧的送板小车7B沿轨道13移动至宽皮带运输机6接板位承接板坯，在与送板小车7A相对一侧，重复与送板小车7A相同的工序，从而将板坯送至装板机8-4#。

送板小车7B送板期间，送板小车7A再次返回接板位接板。

装板机8-1#～8-4#的装板时间均满足（一）工艺方法的条件t<T。

装板机8-2#、8-3#装板方式与装板机8-1#、8-4#一致，装板机8-2#、8-3#装板所需时间小于装板机8-1#、8-4#。

两台送板小车在空间和时间上彼此沿轨道交叉地往复循环接板、卸板，分别供给装板机8-1#～8-4#。

实施例2：除以下内容外，本实施例其他内容与实施例1相同。

在四台卸板机10-1#～10-4#之后设置分板运输机11A、11B及轨道14，轨道14与完成线设备12的固定机架垂直。热压完成后，经卸板机10-1#～10-4#卸板，分板运输机11A、11B将毛板送至完成线设备12锯切成成品板。

实施例3：除以下内容外，本实施例其他内容与实施例1相同。

在低/高速宽皮带运输机501与高速宽皮带运输机6之间进一步安装低/高速宽皮带运输机502，以调整板坯进入高速宽皮带运输机6的时间间距。

工作中，当被横截锯锯片4切断的预压板坯碰到宽皮带运输机501运转方向起始端光电开关ISQ7时，断开宽皮带运输机501、502的低速电机，启动宽皮带运输机501、502、6的高速电机。之后，随着预压板坯移动，顺序关闭宽皮带运输机501、502的高速电机，并顺序接通宽皮带运输机501、502的低速电机。当宽皮带运输机6上的板坯碰到光电开关ISQ11时，其电机关闭。

以上宽皮带运输机501、502的高低速电机关闭和启动的转换由光电开关ISQ9、ISQ10控制。

Claims (8)

1.用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的方法，其特征是：

设热压周期为T，装板机层数为d，根据以下公式计算送板小车（7A）或（7B）从宽皮带运输机（6）接板位接板后至装板机（8-1#）或（8-n#）卸板，再返回接板位，该一次往返所需时间t₁： 

t₁={（送板小车启动所需时间）+(送板小车前往装板机所需时间) +(送板小车停止所需时间)+ (送板小车接板所需时间）+（皮带启动所需时间）+（皮带停止所需时间）}×2；   

计算装满装板机各层所需的时间t= t₁×d，且满足t<T；

以上n是装板机个数，n为偶数。

2.根据权利要求1所述的一台铺装机配多台多层压机方法，其特征是根据以下公式计算铺装速度v：

产量为30000，成品板的密度为1000kg/ m³、厚度为30mm，成品板宽度为1.6m，由以上数据：

v=年产量( m³.年^-1) ×（1+0.05）/ (年工作天数×每天净工作时间×60×成品板宽×成品板厚)

其中，0.05为废品率，每天净工作时间的单位为小时。

3.一种如权利要求1～2所述的用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的装置，包括顺序设置在固定机架上的皮带铺装机（1）、预压机（2）、伸缩皮带（3）、低/高速宽皮带运输机（501）、高速宽皮带运输机（6），安装在伸缩皮带（3）的过渡区上方的移动式横截锯（4），其特征是：

在固定机架垂直位置，对称地安装送板小车（7A、7B）及轨道（13），轨道（13）上的送板小车（7A、7B）与轨道（13）呈运动副连接；

轨道（13）后，固定设置n 台装板机（8-1#～8-n#），装板机（8-1#～8-n#）位置与轨道（13）平行；

在装板机（8-1#～8-n#）后，一一对应地设置n台热压机（9-1#～9-n#）；

在n台热压机（9-1#～9-n#）之后，一一对应地设置n台卸板机（10-1#～10-n#）；

以上n为偶数。

4.根据权利要求3所述的一台铺装机配多台多层压机的装置，其特征是在n台卸板机（10-1#～10-n#）之后设置分板运输机（11A、11B）及轨道（14），轨道（14）与完成线设备（12）的固定机架垂直。

5.根据权利要求3或4所述的一台铺装机配多台多层压机的装置，其特征是在低/高速宽皮带运输机（501）与高速宽皮带运输机（6）之间，进一步安装低/高速宽皮带运输机（502）。

6.一种如权利要求1～5所述的用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的装置的控制方法，其特征是：

（1）送板小车（7A）或（7B）碰限位开关，停宽皮带运输机（5-3）接板位∧送板小车（7A）或（7B）无板∧宽皮带运输机（5-3）有板∧宽皮带运输机（5-3）电机断开→送板小车（7A）或（7B）皮带电机启动∧宽皮带运输电机（5-3）皮带电机启动，送板小车（7A）或（7B）从宽皮带运输机（5-3）接板； 

（2）送板小车（7A）或（7B）碰行程开关，停装板机（8-i#）接板位（1≤i≤n,i为装板机的个数）∧装板机（8-i#）移动到r位置（1≤r≤k,k为装板机的层数）→送板小车（7A）或（7B）皮带电机启动，送板小车（7A）或（7B）向装板机（8-i#）卸板。

7.一种控制如权利要求1～6所述的用于人造板生产的一台铺装机配多台多层压机的装置，其特征是该装置为PLC模块单元，其输入端分别连接以下限位开关：

伸缩皮带移动电机前进限位（SQ1）、前进极限（SQ2）、伸缩皮带移动电机后退限位（SQ3）、后退极限（SQ4），

横截锯电机前进限位（SQ5）、后退限位（SQ6）、横截锯电机锯板限位（SQ7），

宽皮带运输机（501）低速转高速限位（SQ8）、宽皮带运输机（501）高速转低速限位（SQ10）、宽皮带运输机（6）板坯停位（SQ11）、送板小车（7A）和(7B)接板限位（SQ12），

送板小车（7A）送装板机（8-1#）限位（SQ14）、送装板机（8-1#）极限（SQ15），

送板小车（7A）送装板机（8-2#）限位（SQ16）、送装板机（8-2#）极限（SQ17），

装板机（8-1#）上升快转慢（SQ24）、上升限位（SQ25）、上升极限（SQ26）、下降快转慢（SQ27）、下降限位（SQ28）、下降极限（SQ29），

与上述送板小车（7A）对应的送板小车（7B）（SQ18～SQ23），与上述装板机（8-1#）对应的装板机（8-2#、、8-3#、8-4#）（SQ30～SQ48）；

该PLC模块单元输出端分别连接以下中间继电器：

伸缩皮带移动电机正转（1KA1）、反转（1KA2）、伸缩皮带电机（1KA6），

横截锯电机正转（1KA3）、反转（1KA4）、横截锯锯片电机（1KA5），

宽皮带低速电机（1KA7）、（1KA9），宽皮带高速电机（1KA8）、（1KA11），

送板小车（7A）电机正转（1KA12）、反转（1KA13）、皮带电机（1KA14），

送板小车（7B）电机正转（1KA15）、反转（1KA16）、皮带电机（1KA17），

各中间继电器通过其输出触点控制电机工作。

8.根据权利要求7所述的控制一台铺装机配多台多层压机的装置，其特征是该装置的PLC模块单元的输入端进一步连接宽皮带运输机（502）低速转高速限位开关和宽皮带运输机（502）高速转低速限位开关。

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