CN107379143A - 一种多机并联交错层压木加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多机并联交错层压木加工装置，包括多组上料机构、淋胶机构、多个铺装车、多台压机、转运车和卸料车；转运车和卸料车沿横向轨道运动至纵向轨道侧面时，可与任一组纵向轨道相接，使铺装车可由该纵向轨道上的组坯工位沿纵向轨道驶上转运车，或使卸料车承载着的铺装车从卸料车驶出并沿该纵向轨道进入组坯工位；转运车在运料工位、其中一个已完成组坯的组坯工位与空闲的压机间运行；卸料车在压坯结束的压机与卸料工位间运行。本装置通过上料机构与压机的工作时间的协调及铺装车的运动优化配合，使组坯和压坯形成良好的循环，可以达到非常高的生产效率，大大提高了CLT的生产加工能力。

Description

一种多机并联交错层压木加工装置

技术领域

本发明涉及一种交错层压木加工设备，属于重型木结构加工技术领域。

背景技术

随着中国《国家新型城镇化规划2014-2020》和江苏省《省绿色建筑行动实施方案》的发布，到2025年，在快速城镇化过程中，中国预计新建成300亿立方米房屋，共需生产混凝土66.6亿吨，钢材1.2亿吨，砖块6000亿块，对环境和生态造成不少破坏，同时拆除旧房会产生大量固体废弃物。木结构建筑的优越性不言而喻，符合国家节能环保和社会可持续性发展的大方向。在中国若把木材作为建材的使用比例提升至10%，则可节约3.26亿吨标准煤或4.72亿桶原油，这是实现绿色环保和降低能耗的有效途径，可大大减少碳排放和雾霾的发生。

CLT（cross-laminated timber），交错层压木材，是一种新型木建筑材料，它是利用6-9-12米不等的锯材，截面6英寸到10英寸即18公分左右宽，厚1英寸到1.5英寸即2.5厘米到4厘米左右的锯材，纵横交错层压成2.5米到3米宽，厚12厘米到30厘米，长6米到12米的大幅板块，其具有承载性好、板材尺寸稳定性高、抗震、隔音、保温效果好，低碳环保，可以用来替代混凝土材料建房屋，可在工厂模块化预制，大块的CLT直接切口后作为建筑的外墙、楼板等，采用现场施工积木式装配的方式，因此组装快，工期短，现场噪音低，无污染，无建筑垃圾产生，极大地提高工程的施工效率，节省人力成本。

但是由于CLT刚刚在国内、外兴起，加工CLT的设备在国内还属空白，在国外也无法实现完全的自动化生产，由于受所使用结构胶的特性限制，开放时间短、组坯难度大，胶合固化时间长，所以其年加工能力非常低，一台设备的年加工量仅能达到8000立方米，不能满足市场的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多机并联交错层压木加工装置，成倍提高了加工效率，可以实现自动化生产。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，包括多组结构相同的上料机构、淋胶机构、多个铺装车、多台压机、沿横向轨道运动的转运车和卸料车；

纵向轨道设置在横向轨道的一侧，一端与横向轨道垂直邻近；纵向轨道与上料机构的数量相配合，其上运行铺装车；纵向轨道上设置组坯工位，组坯工位的两侧分别设置上料机构的纵板铺装台和横板铺装台；横向轨道的另一侧排列多台压机，每个压机的料口均朝向横向轨道；

运料工位、卸料工位分别位于多个横向排列的压机两侧的同一横向轨道的两端；

上料机构向组坯工位处的铺装车上层层交替铺设相互垂直的纵向板材与横向板材，进行CLT组坯；

所述淋胶机构设置在组坯工位的上方，在进行组坯时的每层板材上表面进行淋胶；

转运车和卸料车沿横向轨道运动至纵向轨道侧面时，可与任一组纵向轨道相接，使铺装车可由该纵向轨道上的组坯工位沿纵向轨道驶上转运车，由转运车所承载，或使卸料车承载着的铺装车从卸料车驶出并沿该纵向轨道进入组坯工位；

所述转运车在运料工位、其中一个已完成组坯的组坯工位与空闲的压机间运行，可承载着该组坯工位处驶出的铺装车及其托载的组坯后的板材沿横向轨道运行至空闲的压机处，并将铺装车及组坯后的板材送入压机中进行压坯；

所述卸料车在压坯结束的压机与卸料工位间运行，并将卸料工位处卸料后空闲的铺装车运送至空闲的组坯工位。

上料机构包括设置在纵向轨道上组坯工位两侧的纵板铺装台和横板铺装台；组坯工位、纵板铺装台和横板铺装台上方架设一门架，门架上设置可沿门架上的轨道运行的移动架，移动架上携带可由驱动机构驱动朝向下方伸缩运动的机械手，机械手的前端具有多个可吸附板材的真空吸盘；

移动架在纵板铺装台与组坯工位之间、横板铺装台与组坯工位之间交替运动，携带具有真空吸盘的机械手将纵板铺装台上的纵板与横板铺装台上的横板一层一层交替移动至组坯工位处的铺装车上进行交错层压木材CLT的组坯。

门架上设置一台或两台移动架。

门架上设置两台移动架时，两台移动架交替运行，其中一台移动架在纵板铺装台与组坯工位之间运动，另一台移动架在横板铺装台与组坯工位之间运动，由移动架携带的具有真空吸盘的机械手将纵板和横板一层一层交替铺设在组坯工位处的铺装车上进行CLT的组坯。

横板铺装台/纵板铺装台为一传送带。

铺装车包括托板及托板下安装的行走轮；所述托板下表面设置一纵向的、可与齿轮相啮合的齿条。

每个组坯工位下方设置一由第一电机驱动转动的第一齿轮；第一齿轮可与纵向轨道上的铺装车下表面的齿条相啮合。

转运车/卸料车上分别设置一由电机驱动转动的齿轮，该齿轮可与驶入或驶出转运车/卸料车的铺装车下表面的齿条相啮合。

压机内设置由第四电机驱动转动的第四齿轮，第四齿轮可与驶入或驶出压机的铺装车下表面的齿条相啮合。

所述上料机构为2组，所述压机为7台，对应的铺装车为9台。

本发明所达到的有益效果：

本装置通过上料机构与压机的工作时间的协调及铺装车的运动优化配合，使组坯和压坯形成良好的循环，可以达到非常高的生产效率，大大提高了CLT的生产加工能力。

附图说明

图1是本发明的设备示意图；

图2是图1中组坯工位处横板和纵板上料机构示意图；

图3是图2的A-A剖面图；

图4是图2的B向视图；

图5是图1中卸料车示意图；

图6是图1中压机料口示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1和图2所示，本发明的多机并联交错层压木加工装置包括两组上料机构1、2、多个铺装车3、7台压机4、1台转运车5和1台卸料车6。两组上料机构完全相同，同时上料，提高了组坯速度。

纵向轨道7与上料机构的数量相配合，为2组，其上运行铺装车3，纵向轨道7设置在横向轨道8的一侧，一端与横向轨道8垂直相靠近。纵向轨道7上的铺装车3的两侧分别设置上料机构的纵板铺装台12和横板铺装台13。横向轨道8的另一侧排列有7台压机4，每个压机4的料口41均朝向横向轨道8。纵向轨道7上设置一组坯工位71，一铺装车可由组坯工位71处沿纵向轨道7向横向轨道8方向运动，由运行在横向轨道8上并与纵向轨道7相接的转运车5所承载。

结合图3和图4所示，上料机构1包括设置在纵向轨道上的铺装车3两侧的纵板铺装台12和横板铺装台13；铺装车3、纵板铺装台12和横板铺装台13上方架设一门架14，门架14上设置两台可沿门架上的轨道交替运行的移动架15，两台移动架15在门架上的同一轨道上交替运行，以避免碰撞，每台移动架上携带一可由驱动机构驱动朝向下方伸缩运动的机械手161、162，机械手161、162的前端具有多个真空吸盘1611、1621，可通过真空吸附在多块纵板17或横板18上。其中一台纵板移动架151在纵板铺装台与铺装车之间运动，带动其上的真空吸盘及机械手可将纵板铺装台上的一层多块纵板真空吸起并运动至铺装车上后释放，将一层纵板平放至铺装车上；同理，另一台横板移动架152在横板铺装台与铺装车之间运动，带动其上的真空吸盘及机械手可将横板铺装台上的一层多块横板真空吸起并运动至铺装车上后释放，将一层横板平放至铺装车上。两台移动架交替运行，将纵板和横板一层一层交替铺设在铺装车上，进行CLT组坯。

在其他实施方式中，门架上也可以只设一台携带机械手的移动架，该台移动架在纵板铺装台与铺装车、横板铺装台与铺装车之间交替运动将纵板和横板交替铺设在铺装车上，进行CLT组坯，只是效率低于上述采用两台携带机械手的移动架的方式。

两台移动架在门架上的同一轨道或不同轨道上交替运行。

移动架由电机或液压方式驱动沿门架上的轨道运动。

纵板17和横板18的方向相互垂直。

横板18由一与横板铺装台13相邻的输送带131不间断的传送，由设置在横板铺装台13与输送带131相接处的一带有真空吸盘的机械手将输送带上的横板真空吸起并运动至横板铺装台上后释放。机械手上带有多个真空吸盘，可一次吸附多块平铺的横板至横板铺装台上。横板向输送带131上的上料也采用一移动架132，移动架132上携带可由驱动机构驱动朝向下方伸缩运动的上料机械手133，上料机械手133的前端具有多个真空吸盘，可通过真空吸附一层多块横板18至输送带上。

纵板17可采用与横板相同的方式输送至纵板铺装台12上，但由于纵板通常是较横板更长更宽的板，应尽量减少周转的工序，因此，也可以将纵板铺装台直接设置成一台传送带121，由纵板移动架及其携带的具有真空吸盘的机械手将传送带上的一层纵板从传送带上真空吸起并运动至铺装车上后释放，将一层纵板平铺至铺装车上。

淋胶机构设置在组坯工位71的上方（图中未示出），淋胶机构可以采用全面覆盖组坯工位71的众多淋胶头，可根据需要淋胶的范围、淋胶量开启对应范围内的淋胶头及流量。淋胶机构也可采用一可运动的淋胶架，淋胶架上设置一排或多排淋胶头，根据需要淋胶的范围，控制淋胶架的运动，使淋胶架的运动范围覆盖需要淋胶的范围，淋胶量可通过淋胶头的流量进行控制调节。

完成一层纵板的上料后，由淋胶机构对该层纵板上表面进行一次淋胶，再在淋胶后的纵板上铺设一层与纵板方向相垂直的横板，然后再由淋胶机构对该层横板上表面进行一次淋胶，再铺设一层纵板，此时形成了本实施例中的三层交错层压木的组坯，在其他实施例中，若进行更多层的交错层压木的组坯，重复上述过程交替进行纵板与横板的组坯即可。

运料工位81、卸料工位82分别位于多个横向排列的压机4两侧的同一横向轨道8的两端。

转运车5和卸料车6均在横向轨道8上运行，当其中一个压机4内的压坯结束时，先由卸料车6从卸料工位82沿横向轨道8运行至该压机4料口41处将压机4内的铺装车及其上已压坯的交错层压木成品取走并运载至卸料工位82卸下压坯的交错层压木，使该压机4成为空闲压机；再由转运车5从运料工位81驶出至其中一台上料机构组坯工位71旁将组坯工位71处的另一铺装车及其上组坯后的交错板材运送至该空闲的压机内，转运车5优先选择两组上料机构中已经组坯完成的上料机构，以避免等待时间。卸料车6仅在卸料工位82与该压机4间的横向轨道8上运行，转运车5仅在运料工位81经组坯工位71旁至该空闲的压机4间的横向轨道8上运行，避免转运车5和卸料车6运行时发生相互干涉。

结合图5和图6，由于铺装车3需要从组坯工位71纵向运动出组坯工位71再运动至横向排列的多个压机4内部对其上托载的组坯后的交错板材进行压坯，铺装车3也需要从各压机4内托载出压坯后的成品横向运动至卸料工位82卸料后再回到组坯工位71，因此，铺装车的运动路线复杂，需要在多个工位、转运车5、卸料车6及各压机4之间往复运动，因此，普通的带有驱动装置能实现运动的小车并不适合，驱动装置的取电布线难以保证木材生产环境的用电安全；采取轨道取电方式，也存在较多缺点，由于小车在轨道上频繁运动、摩擦易产生火花，对于存在较多木材和胶的易燃生产环境也不适合；而且由于铺装车所承载的交错层压木重量较重，采用蓄电池等供电方式也无法满足生产需要。因此，本发明中采用的铺装车3上不设置驱动装置，避免用电布设的困难，而在铺装车托板31下表面设置一纵向的、可与齿轮相啮合的齿条，铺装车3仅做纵向运动，而横向运动时，铺装车3均是纵向运动至转运车5或卸料车6上，由转运车5或卸料车6承载着铺装车沿横向轨道8运动实现横向位置的移动。

托板下方安装有四个或更多个的行走轮。较佳地，齿条设置在托板下表面的纵向中心线上。

组坯工位71下方的纵向轨道7之间设置一由第一电机驱动转动的第一齿轮70；第一齿轮可与纵向轨道7上的铺装车下表面的齿条相啮合。较佳地，第一齿轮设置在纵向轨道7的纵向中心线上。第一齿轮可以直接设置在第一电机的输出轴上。

转运车5上设置一由第二电机驱动转动的第二齿轮，第二齿轮可与驶入或驶出转运车5的铺装车下表面的齿条相啮合。较佳地，第二齿轮设置在转运车5的纵向中心线上。第二齿轮可以直接设置在第二电机的输出轴上。

卸料车6上设置一由第三电机驱动转动的第三齿轮60，第三齿轮60可与驶入或驶出卸料车6的铺装车下表面的齿条相啮合。较佳地，第三齿轮设置在卸料车6的纵向中心线上。第三齿轮60可以直接设置在第三电机的输出轴上。卸料车6上还设置有顶升液压缸61，顶升液压缸61伸缩杆垂直运动；铺装车的托板上对应地设置有可容纳伸缩杆伸出的通孔，顶升液压缸伸缩杆向上伸出时可将卸料车6上承载的铺装车所托载的组坯成品顶起，便于卸货叉车伸入到组坯成品底部将组坯成品叉起进行卸货。

压机4内设置由第四电机驱动转动的第四齿轮40，第四齿轮40可与驶入或驶出压机4的铺装车下表面的齿条相啮合。较佳地，第四齿轮设置在压机4的纵向中心线上。第四齿轮40可以直接设置在第四电机的输出轴上。

转运车5和卸料车6仅沿横向轨道8运动，因此其分别由通常的电机作为驱动装置实现运动即可。

转运车5和卸料车6结构相同，在满足承载力要求的基础上，为达到减轻自重，减少驱动力，可以将转运车5和卸料车6设置成框架结构，包括可以承载铺装车行走轮的两条纵边框62，纵边框之间由横边框连接。两条纵边框之间的距离与纵向轨道7的间距、压机4内的压机轨道42的间距相等，使转运车5或卸料车6在运动至组坯工位71旁时可与纵向轨道7对接，使铺装车的行走轮可以在纵向轨道7与转运车5或卸料车6上平稳过渡运行。

任一台压机完成压坯后，卸料车6由卸料工位82驶出沿横向轨道8运动至该压机料口处，此时启动压机4内的第四电机反向转动，驱动第四齿轮转动，第四齿轮带动与其啮合的齿条使铺装车运动，驱动铺装车从压机4内驶出，此时，启动卸料车6上的第三电机反向转动，驱动第三齿轮转动，使铺装车下方的齿条与第三齿轮啮合时，由转动的第三齿轮继续驱动铺装车运动，此时可以关闭第四电机（也可延迟到与第三电机一同关闭），直到铺装车完全从压机4驶出脱离料口，完全由卸料车6承载，此时关闭第三电机（第四电机可延迟至此时与第三电机一同关闭），使铺装车在卸料车6上保持相对静止。该压机成为空闲的压机，等待转运车5的送货。卸料车6承载着铺装车及其上的组坯成品沿横向轨道8运动至卸料工位82，卸料车6上的顶升液压缸运动将成坯顶起，由卸货叉车将组坯成品取走。卸料车6在卸料工位82卸下压坯的交错层压木后，其上承载的铺装车即为空，待转运车5送货回归运料工位81后，卸料车6承载着空的铺装车沿横向轨道8运动至纵向轨道7处，该空的铺装车再沿纵向轨道7运动至组坯工位71，进行下一轮组坯。空的卸料车6可以回归至卸料工位82或者不需回归仍在此处继续等待任意一个压机4的压坯结束后重复上述取货过程。

当有空闲的压机时，转运车5由运料工位81驶出沿横向轨道8运动至纵向轨道7处并与纵向轨道7对接时，第一齿轮与第二齿轮位于一条轨迹上，启动组坯工位71处的第一电机正向转动驱动第一齿轮转动，带动与第一齿轮相啮合的齿条通过齿传动使位于组坯工位71处的铺装车沿纵向轨道7向转运车5的方向运动；当铺装车运动开始进入转运车5上方时，启动转运车5上的第二电机正向转动，使铺装车下方的齿条与第二齿轮啮合时，由转动的第二齿轮继续驱动铺装车运动，此时可以关闭第一电机（也可延迟至与第二电机一同关闭），直到铺装车完全脱离纵向轨道7并驶入转运车5上，完全由转运车5承载，此时关闭第二电机（第一电机可延迟至此时与第二电机一同关闭），使铺装车在转运车5上保持相对静止。转运车5承载着铺装车及其上的组坯板材沿横向轨道8运动至空闲的压机4处停止，此时，再次启动转运车5上的第二电机正向转动，驱动第二齿轮带动与其啮合的齿条使铺装车运动，驱动铺装车向压机4料口运动，从料口进入压机4内，此时压机4内部的第四电机启动，驱动第四齿轮转动，使铺装车下方的齿条与第四齿轮啮合时，由转动的第四齿轮继续驱动铺装车运动，此时可以关闭第二电机（也可延迟到与第四电机一同关闭），直到铺装车完全脱离转运车5并驶入压机4内部，完全由压机4承载，此时关闭第四电机（第二电机可延迟至此时与第四电机一同关闭）。转运车5完成此次送货任务，驶回至初始运料工位81等待下一次有空闲的压机4时再重复上述送货过程。

首次启动本发明的装置时，先不断的组坯，由转运车5承载着铺装车及其上组坯的板材依次进入各压机4中，将多个压机4依次填充进行压坯，因此，铺装车的数量需满足各压机4各需一台，还需两台同时在上料机构的组坯工位71处承载组坯板材，因此，铺装车的数量为压机4数量再加两台。本实施例中采用的压机4数量为7台，对应的铺装车数量为9台。由于压机4压坯的时间受胶的固化时间限制，因此，采用多台压机4进行压坯，可以充分利用压坯时间进行组坯，使组坯和压坯形成良好的循环，避免了人员及设备的闲置，大大提高了工作效率。

实施例2

在实施例1的基础上，为进一步提高工作效率，在组坯工位71处的铺装车上组坯完成后，可以继续在上面叠加连续进行下一次组坯，为防止两次组坯之间在压坯时相互产生影响，本发明的装置中还设置了覆膜机构（图中未示出），由覆膜机构在第一次组坯后，对第一次组坯的交错层压木上表面覆盖一层薄膜，之后再叠加进行第二次组坯，使第二次组坯与第一次组坯的交错层压木之间通过薄膜进行隔离。其余与实施例1相同。

在其他实施方式中，还可以在该同一个铺装车上进行多次组坯，重复上述过程即可，但需保证该铺装车及其上形成的组坯总高度能自由进出压机4料口，同时满足淋胶机和覆膜机构的工作高度要求，并且不超过压机4的工作负载，在压机4中能满足压坯要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，包括多组结构相同的上料机构、淋胶机构、多个铺装车、多台压机、沿横向轨道运动的转运车和卸料车；

纵向轨道设置在横向轨道的一侧，一端与横向轨道垂直邻近；纵向轨道与上料机构的数量相配合，其上运行铺装车；纵向轨道上设置组坯工位，组坯工位的两侧分别设置上料机构的纵板铺装台和横板铺装台；横向轨道的另一侧排列多台压机，每个压机的料口均朝向横向轨道；

运料工位、卸料工位分别位于多个横向排列的压机两侧的同一横向轨道的两端；

上料机构向组坯工位处的铺装车上层层交替铺设相互垂直的纵向板材与横向板材，进行CLT组坯；

所述淋胶机构设置在组坯工位的上方，在进行组坯时的每层板材上表面进行淋胶；

转运车和卸料车沿横向轨道运动至纵向轨道侧面时，可与任一组纵向轨道相接，使铺装车可由该纵向轨道上的组坯工位沿纵向轨道驶上转运车，由转运车所承载，或使卸料车承载着的铺装车从卸料车驶出并沿该纵向轨道进入组坯工位；

所述转运车在运料工位、其中一个已完成组坯的组坯工位与空闲的压机间运行，可承载着该组坯工位处驶出的铺装车及其托载的组坯后的板材沿横向轨道运行至空闲的压机处，并将铺装车及组坯后的板材送入压机中进行压坯；

所述卸料车在压坯结束的压机与卸料工位间运行，并将卸料工位处卸料后空闲的铺装车运送至空闲的组坯工位。

2.根据权利要求1所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，上料机构包括设置在纵向轨道上组坯工位两侧的纵板铺装台和横板铺装台；组坯工位、纵板铺装台和横板铺装台上方架设一门架，门架上设置可沿门架上的轨道运行的移动架，移动架上携带可由驱动机构驱动朝向下方伸缩运动的机械手，机械手的前端具有多个可吸附板材的真空吸盘；

移动架在纵板铺装台与组坯工位之间、横板铺装台与组坯工位之间交替运动，携带具有真空吸盘的机械手将纵板铺装台上的纵板与横板铺装台上的横板一层一层交替移动至组坯工位处的铺装车上进行交错层压木材CLT的组坯。

3.根据权利要求2所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，门架上设置一台或两台移动架。

4.根据权利要求3所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，门架上设置两台移动架时，两台移动架交替运行，其中一台移动架在纵板铺装台与组坯工位之间运动，另一台移动架在横板铺装台与组坯工位之间运动，由移动架携带的具有真空吸盘的机械手将纵板和横板一层一层交替铺设在组坯工位处的铺装车上进行CLT的组坯。

5.根据权利要求1所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，横板铺装台/纵板铺装台为一传送带。

6.根据权利要求1所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，铺装车包括托板及托板下安装的行走轮；所述托板下表面设置一纵向的、可与齿轮相啮合的齿条。

7.根据权利要求6所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，每个组坯工位下方设置一由第一电机驱动转动的第一齿轮；第一齿轮可与纵向轨道上的铺装车下表面的齿条相啮合。

8.根据权利要求6所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，转运车/卸料车上分别设置一由电机驱动转动的齿轮，该齿轮可与驶入或驶出转运车/卸料车的铺装车下表面的齿条相啮合。

9.根据权利要求6所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，压机内设置由第四电机驱动转动的第四齿轮，第四齿轮可与驶入或驶出压机的铺装车下表面的齿条相啮合。

10.根据权利要求1所述的一种多机并联交错层压木加工装置，其特征是，所述上料机构为2组，所述压机为7台，对应的铺装车为9台。