CN114434766B - 一种板材的尺寸调整系统及调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板材生产技术领域，更具体地说涉及一种板材的尺寸调整系统及调整方法，所述一种板材的尺寸调整系统包括测量模块、牵引模块以及控制模块；其中所述控制模块分别与所述测量模块、所述出料模块和/或所述牵引模块相联锁。通过所述控制模块获取所述测量模块对所述板材进行在线尺寸测量得出的测量值，计算所述测量值与设定值之间的尺寸偏差，并根据所述尺寸偏差来控制所述出料模块和/或所述牵引模块作用于所述板材上的输送力的方向，进而调节所述板材的尺寸。本发明能够对生产中的板材进行在线尺寸测量，并依据测量结果来实时、动态地调整生产中的板材的尺寸，以提高板材产出时尺寸的一致性。

Description

一种板材的尺寸调整系统及调整方法

技术领域

本发明涉及板材生产技术领域，更具体地说涉及一种板材的尺寸调整系统及调整方法。

背景技术

木塑板是一种主要由木材为基础材料与热塑性高分子材料和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出，并冷却成型而制成的高科技绿色环保新型装饰材料，兼有木材和塑料的性能与特征，是能替代木材和塑料的新型复合材料。其具体生产形式可以参考申请号为CN201320314191.X的中国实用新型专利公开的一种塑木板自动化生产线，所述生产线包含进料装置、第一挤出机、第二挤出机、成型模具、压延机、风冷装置、纵锯切割机、横锯切割机和输送装置，原料从进料装置吸入，经过两次挤压后从成型模具输出，然后通过压延机加入加强网并粘上薄膜后液冷压延成型，再通过风冷冷却定型后切割成需要的规格大小。

但是，在进行铺设经类似上述生产线生产出来的木塑板时发现：每一块木塑板的宽度尺寸并不完全相同，木塑板之间存在宽度的尺寸偏差，因此，将众多木板拼装地铺设在地面上时，木塑板之间会存在有毫米级别间隔的缝隙，这个缝隙会影响木板整体铺设的美观度，也容易积累脏污。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种板材的尺寸调整方法，以解决现有技术中存在的技术问题；所述一种板材的尺寸调整方法能够对生产中的板材进行在线的尺寸测量，并依据测量结果来实时、动态地调整生产中的板材的尺寸，以提高板材产出时尺寸的一致性。本发明的目的之二是依据所述板材的尺寸调整方法，提供一种板材的尺寸调整系统。

本发明的技术解决措施如下：

一种板材的尺寸调整系统，包括：

测量模块，用于对从出料模块中挤出的板材进行在线的尺寸测量；

牵引模块，包含有对所述板材的夹持牵引结构，所述夹持牵引结构用于牵引经所述测量模块测量后的所述板材；

控制模块，分别与所述测量模块、所述出料模块和/或所述牵引模块相联锁；

所述控制模块获取所述测量模块得到的所述板材尺寸的测量值，计算所述测量值与设定值之间的尺寸偏差，并根据所述尺寸偏差来控制所述出料模块和/或所述牵引模块作用于所述板材上的输送力，进而调节所述板材的尺寸。

作为优选方案，还包括冷却模块，所述冷却模块置于所述测量模块与所述牵引模块之间的板材行进路线上；

所述冷却模块内构成有缓冲区域，调节所述板材的尺寸时，所述牵引模块的输送力变化带来的影响在所述缓冲区域内得到缓冲。

作为优选方案，所述出料模块包括出料装置，以及设置在所述出料装置出料口附近的延压装置，所述延压装置和所述冷却模块之间构成所述板材尺寸调整的形变区间。

作为优选方案，所述形变区间的在所述板材运输方向上的区间长度范围为10cm~50cm。

作为优选方案，所述延压装置至少包括两个间隔设置的延压辊件，两个间隔设置的所述延压辊件共同构成作用于所述板材的夹持输出结构。

作为优选方案，所述牵引模块至少包括两个间隔设置的滚动传送件，两个间隔设置的所述滚动传送件共同构成作用于所述板材的所述夹持牵引结构。

作为优选方案，所述夹持输出结构和所述夹持牵引结构共同构成作用于所述板材的夹持结构，且通过控制所述延压辊件与所述滚动传送件之间的转动速差，以对位于所述形变区间中的至少部分所述板材进行拉伸或压缩。

作为优选方案，所述测量模块包括测量件，两个间隔设置的所述测量件之间构成用于对所述板材的尺寸进行测量的测量空间；所述测量件的朝向所述板材的测量端转动装设有转轮。

一种板材的尺寸调整方法，包括：

S1：通过测量模块对从出料模块中挤出的、尚未冷却定型的板材进行尺寸测量；

S2：将所述测量模块对所述板材测量得到的尺寸数据，与所述板材设定的尺寸数据进行比对；

S3：根据比对结果，控制牵引模块和/或所述出料模块作用于所述板材上的输送力的方向和大小，来对所述板材进行拉伸或压缩，使所述板材的尺寸趋近于设定的尺寸值。

作为优选方案，所述输送力是通过所述牵引模块的滚动传送件与所述出料模块的延压辊件之间的转速差进行调控的。

本发明的有益效果在于：

1、本发明依据挤出成型式热塑性板材生产线布局的特性，通过实时测量板材尺寸，并采用拉伸或者压缩的形式，能够更加自然的通过板材本身的形变来调整板材的尺寸，缩减板材的尺寸偏差，而不是通过模具等外部挤压、限制的结构来对板材的尺寸进行限制性的调整，既提高了板材产品尺寸的一致性，又避免板材上出现明显的尺寸调整痕迹。

2、通过在测量模块与牵引模块之间设置有冷却模块，来形成所述牵引模块的输送力传递的缓冲区域，避免输送力直接、快速的作用在位于形变区间的板材上，防止板材出现出现较大的尺寸变化的痕迹。

3、为了避免板材尺寸调整时产线停产，结合板材结构特点以及生产特性，本发明通过控制延压辊件与滚动传送件之间的转动速差，来对位于所述形变区间中的板材进行拉伸或压缩，进而对板材的尺寸进行调整；在板材持续稳定生产的同时，对板材的尺寸进行实时、持续的调整。

进一步地或者更细节的有益效果将在具体实施方式中结合具体实施例进行说明。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的整体装配示意图。

图2为本发明的控制电路连接示意图。

图3为本发明的测量模块与板材相接的结构示意图。

图中所示：测量模块1、测量件101、转轮102、出料模块2、出料装置201、延压装置202、延压辊件2021、板材3、牵引模块4、滚动传送件401、冷却模块5。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。另外，在本发明的实施例中所提到的术语“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要进一步说明的是，除非另有明确的规定和限定，描述中的 “安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要在先说明的是：为了方便说明，本发明中以木塑板的生产作为举例说明的对象，但是，本发明并非只适用于木塑板的生产，而是适用于任何其他与木塑板生产方式类似的，具有热塑性的板材。

针对木塑板生产线产出的木塑板宽度尺寸一致性低，铺设之后，木塑板之间会存在毫米级别间隔的缝隙的问题，发明人研究发现：理想状态下，是通过恒定功率的木塑板挤出机，来使热成型的木塑板通过同一个成型模具挤压成型成统一宽度尺寸的长条形木板结构。但是在实际生产时，一方面木塑板挤出机的功率存在一定的波动，另一方面即使木塑板挤出机功率稳定，但是根据挤出机中存料多少的不同，木塑板的挤出速度以及力度还是会存在一定差异；因此，若干木塑板从同一成型模具中挤压出来后宽度尺寸还是会存在一定的差异，经过实际试验发现这个差异为毫米级别的，一般在零点几个毫米到2毫米或者3毫米之间；同时，由于木塑板生产线存在对木塑板的上表面和下表面同时延压的延压装置，因此木塑板的高度差异相对是较小的。基于此，如何去消除木塑板产品的宽度偏差，来提高木塑板整体宽度尺寸的一致性，就是本发明考虑要解决的问题。

经发明人研究发现：木塑板生产线一般包含进料装置、挤出机、成型模具、压延机、冷却装置、纵锯切割机、横锯切割机和输送装置；其中成型模具是控制木塑板挤出成型尺寸的主要限制结构，因此，要做到对木塑板尺寸的调整，首先想到的解决方法就是增加木塑板的测量结构，并通过测量结构来实时调整成型模具的尺寸，进而对木塑板的尺寸进行限制性调整。但是，一方面木塑板的需要调整的尺寸范围很小，要去实时的调整成型模具的尺寸很困难，也很难达到需要的调整精度；另一方面调整成型模具的尺寸时必须是要停线的，若是一边生产一边对成型模具的尺寸进行调整，容易在板材上形成凹凸不平的印迹，会使板材的尺寸一致性变得更加的差。为了避免出现以上问题，发明人进一步地研究了木塑板的生产线结构，并结合木塑板存在热塑性这一特性，提出了适用于木塑板生产的尺寸调整系统。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

作为本发明的实施例，一种板材的尺寸调整系统，参考附图1至附图3，包括有设置在靠近出料模块2的出口处的测量模块1，用于对从所述出料模块2中挤出的板材3进行尺寸测量；还包括有设置在所述测量模块1的远离所述出料模块2一侧的牵引模块4，包含有对所述板材3的夹持牵引结构，所述夹持牵引结构用于牵引经所述测量模块1测量后的所述板材3。还包括有控制模块，所述控制模块主要为PLC控制器，其分别与所述测量模块1、所述出料模块2和/或所述牵引模块4相联锁，具体的连接电路参考附图2所示，且所述PLC控制器的连接以及控制均为公知常识内容，本领域技术人员可结合以下发明内容充分理解再现，故此处不再详述。

在对所述板材3进行尺寸调整时，需要先通过所述控制模块获取所述测量模块1得到的所述板材3尺寸的测量值，计算所述测量值与设定值之间的尺寸偏差，并根据所述尺寸偏差来控制所述出料模块2和/或所述牵引模块4作用于所述板材3上的输送力，进而调节所述板材3的尺寸。确切的说：木塑板是热塑性板材，当木塑板从所述出料模块2中挤出后，未经冷却的时间段内，其还是处于可形变的状态，此时，所述板材3一端置于稳固的所述出料模块2中，另一端置于所述牵引模块4中，其中所述牵引模块4可以是机械手或者其它能够夹持板材3，并带动所述板材3移动的结构。当所述测量模块1检测到所述板材3的尺寸过大时，通过控制所述牵引模块4作用于所述板材3上的输送力远离所述出料模块2的方向，即带动所述板材3的一端远离所述出料模块2移动，就可以对未冷却的所述板材3进行拉伸，来减小所述板材3的宽度；当所述测量模块1检测到所述板材3的尺寸过小时，通过控制所述牵引模块4作用于所述板材3上的输送力朝向所述出料模块2的方向，即带动所述板材3的一端朝向所述出料模块2移动，就可以对未冷却的所述板材3进行压缩，来增大所述板材3的宽度。最终使所述板材3的宽度尺寸趋近于设定值，减小木塑板的宽度尺寸偏差，提高木塑板的宽度尺寸一致性。同理，也可以是所述板材3一端置于稳固的所述牵引模块4中，另一端置于所述出料模块2中，通过移动所述出料模块2来实现对所述板材3的拉伸或者压缩操作；但是在实际生产中，由于所述出料模块2构成所述板材3的进料以及挤压成型结构，若是频繁移动所述出料模块2，会对所述板材3的挤压成型工序造成影响，容易造成所述板材3成型不均匀，因此，作为优选，本实施例中是通过控制所述出料模块2作用于所述板材3上的输送力的方向，来对所述板材3的尺寸进行调节的。

作为优选，需要说明的是，一方面，如果牵引模块4直接夹持在未冷却的所述板材3上，容易在所述板材3上留下夹持的印迹，影响所述板材3的美观；另一方面，根据所述板材3尺寸的变化，所述牵引模块4对所述板材3的夹持力度的大小以及带动所述板材3移动的方向都是要变化的，若是所述牵引模块4与需要拉伸或者压缩的部分所述板材3直接接触，所述牵引模块4的输送力会直接、快速地作用到这一部分所述板材3上，若这个输送力发生骤变，会产生较大的加速度，进而会快速地改变所述板材3的尺寸形状，容易使所述板材3的侧边产生凸块或者较大的凹陷。同时，木塑板所需要调整的宽度尺寸偏差为毫米级别的偏差，需要的输送力的变化差较小。因此，本实施例中的冷却模块5置于所述测量模块1与所述牵引模块4之间，构成所述尺寸调节结构对所述板材3进行拉伸或压缩时，所述牵引模块4的输送力传递的缓冲区域；所述冷却模块5可以是风冷或者水冷等木塑板生产常用的冷却结构。通过这个缓冲区域，使输送力的直接作用点位于冷却成型的所述板材3上，由于冷却成型的所述板材3硬度已经相对较高，输送力在传递的过程中对已成型的所述板材3造成的冲击不易使其发生形变；所述输送力通过冷却成型的所述板材3慢慢地传递到未成形的所述板材3上，且当这个输送力传递到未成形的所述板材3上时已经相对稳定了，不会对所述板材3产生急速地冲击，避免未成形的所述板材3急促地拉伸和压缩，使所述板材3的外尺寸轮廓线更加平滑，更加美观。

作为优选，本实施例中，所述出料模块2包括出料装置201，所述出料装置201一般为木塑板生产常用的挤出机以及成型模具结构的总成；所述出料装置201出料口附近设置有延压装置202，所述延压装置202和所述冷却模块5之间构成所述板材3尺寸调整的形变区间，所述形变区间的在所述板材3运输方向上的区间长度范围优选为10cm~50cm。确切地说，由于所述形变区间中的所述板材3为热挤出的、尚未冷却的板材，若是长度过大，容易使板材3在重力的作用下下凹，若是长度过小，则无法有效地进行拉伸或者压缩操作。

作为优选，当所述牵引模块4为机械手或其它可以移动的夹持机构时，所述牵引模块4带动所述板材3移动一段时间后，需要停线来对所述机械手进行复位；这个会极大地影响生产效率。本实施例中，由于木塑板或者类似的板材均为长条形长板结构，因此本实施例中的延压装置202和牵引模块4均采用双滚轮式的夹持结构。确切的说，所述延压装置202至少包括两个间隔设置的延压辊件2021，两个间隔设置的所述延压辊件2021共同构成作用于所述板材3的夹持运输结构。所述牵引模块4至少包括两个间隔设置的滚动传送件401，所述滚动传送件401优选为传送带结构，其与所述板材3之间的接触面积大，能够更加稳定地带动所述板材3移动；两个间隔设置的所述滚动传送件401共同构成作用于所述板材3的所述夹持牵引结构。

需要说明的是：本实施例中，所述夹持输出结构和所述夹持牵引结构共同构成作用于所述板材3的夹持结构，且通过控制所述延压辊件2021与所述滚动传送件401之间的转动速差，以构成所述尺寸调整结构，用于对位于所述形变区间中的至少部分所述板材3进行拉伸或压缩。确切地说，所述板材3一端置于所述滚动传送件401的夹持之中，另一端置于所述延压辊件2021的夹持之中；正常运行时，所述滚动传送件401和所述延压辊件2021的转速应该保持匀速且一致，当所述测量模块1检测到所述板材3的尺寸过大时，控制所述滚动传送件401的转动速度大于所述延压辊件2021的转动速度，此时，速度更大的所述滚动传送件401会对所述板材3产生一个拉扯力，进而对所述板材3进行拉伸，来缩减所述板材3的宽度。当所述测量模块1检测到所述板材3的尺寸过小时，控制所述滚动传送件401的转动速度小于所述延压辊件2021的转动速度，此时，速度更低的所述滚动传送件401会产生一个阻碍所述板材3朝向所述牵引模块4移动的力，进而对所述板材3进行压缩，来增大所述板材3的宽度。最终使所述板材3的宽度尺寸趋近于设定值，减小木塑板的宽度尺寸偏差，提高木塑板的宽度尺寸一致性。需要额外说明的是：也可以保持所述延压辊件2021转速稳定，通过控制延压辊件2021的转动速度，来形成所述转动速差。但是由于改变所述延压辊件2021的转速容易对所述板材3的出料稳定性造成干涉，因此，本实施例中优选通过控制、改变所述滚动传送件401的转动速度，来形成所述延压辊件2021与所述滚动传送件401之间的转动速差，以对位于所述形变区间中的至少部分所述板材3进行拉伸或压缩。

作为优选，所述测量模块1包括测量件101，所述测量件101优选为测微计结构；两个间隔设置的所述测量件101之间构成用于对所述板材3的尺寸进行测量的测量空间；所述测量件101的朝向所述板材3的测量端转动装设有转轮102；保证所述测量件101在测量所述板材3时，不会影响到所述板材3的输送。

作为优选，本发明还包括用于监控测量数据的触摸屏，带动所述滚动传送件401转动的牵引电机，集线器以及变频器等用于构筑所述尺寸调整系统的机构，所述尺寸调整系统的控制电路可以参考附图2，本领域技术人员可结合附图以及本发明内容充分理解，故此处不再详述。

一种板材的尺寸调整方法，参考附图1和附图2，包括：

S1：通过测量模块1对从出料模块2中挤出的、尚未冷却定型的板材3进行尺寸测量；

S2：将所述测量模块1对所述板材3测量得到的尺寸数据，与所述板材3设定的尺寸数据进行比对；

S3：根据比对结果，控制牵引模块4和/或所述出料模块2作用于所述板材3上的输送力的方向和大小，来对所述板材3进行拉伸或压缩，使所述板材3的尺寸趋近于设定的尺寸值。进一步地，为了避免干涉所述板材3出料的稳定性，本实施例中优选在对所述板材3进行拉伸或压缩时，使所述出料模块2的结构保持相对的稳定，即通过控制所述牵引模块4作用于所述板材3上的输送力方向和大小，来对所述板材3进行拉伸或压缩。

作为优选，所述输送力是通过所述牵引模块4的滚动传送件401与所述出料模块2的延压辊件2021之间的转速差进行调控的。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种板材的尺寸调整系统，其特征在于：包括：

测量模块（1），用于对从出料模块（2）中挤出的板材（3）进行在线的尺寸测量；

牵引模块（4），包含有对所述板材（3）的夹持牵引结构，所述夹持牵引结构用于牵引经所述测量模块（1）测量后的所述板材（3）；

控制模块，分别与所述测量模块（1）、所述牵引模块（4）相联锁；

冷却模块（5），所述冷却模块（5）置于所述测量模块（1）与所述牵引模块（4）之间的板材行进路线上，且所述冷却模块（5）内构成有缓冲区域，调节所述板材（3）的尺寸时，所述牵引模块（4）的牵引力变化带来的影响在所述缓冲区域内得到缓冲；

所述控制模块获取所述测量模块（1）得到的所述板材（3）尺寸的测量值，计算所述测量值与设定值之间的尺寸偏差，并根据所述尺寸偏差来控制所述牵引模块（4）作用于所述板材（3）上的输送力，进而调节所述板材（3）的尺寸；

还包括设置在所述出料模块（2）中出料装置（201）出料口附近的延压装置（202），所述延压装置（202）和所述冷却模块（5）之间构成所述板材（3）尺寸调整的形变区间。

2.按照权利要求1所述的尺寸调整系统，其特征在于：所述形变区间的在所述板材（3）运输方向上的区间长度范围为10cm~50cm。

3.按照权利要求2所述的尺寸调整系统，其特征在于：所述延压装置（202）至少包括两个间隔设置的延压辊件（2021），两个间隔设置的所述延压辊件（2021）共同构成作用于所述板材（3）的夹持输出结构。

4.按照权利要求3所述的尺寸调整系统，其特征在于：所述牵引模块（4）至少包括两个间隔设置的滚动传送件（401），两个间隔设置的所述滚动传送件（401）共同构成作用于所述板材（3）的所述夹持牵引结构。

5.按照权利要求4所述的尺寸调整系统，其特征在于：所述夹持输出结构和所述夹持牵引结构共同构成作用于所述板材（3）的夹持结构，且通过控制所述延压辊件（2021）与所述滚动传送件（401）之间的转动速差，以对位于所述形变区间中的至少部分所述板材（3）进行拉伸或压缩。

6.按照权利要求1至5任一所述的尺寸调整系统，其特征在于：所述测量模块（1）包括测量件（101），两个间隔设置的所述测量件（101）之间构成用于对所述板材（3）的尺寸进行测量的测量空间；所述测量件（101）的朝向所述板材（3）的测量端转动装设有转轮（102）。

7.一种采用如权利要求1至6中任一所述的尺寸调整系统的板材的尺寸调整方法，其特征在于：包括：

S1：通过测量模块（1）对从出料模块（2）中挤出的、尚未冷却定型的板材（3）进行尺寸测量；

S2：将所述测量模块（1）对所述板材（3）测量得到的尺寸数据，与所述板材（3）设定的尺寸数据进行比对；

S3：根据比对结果，控制牵引模块（4）作用于所述板材（3）上的输送力的方向和大小，来对所述板材（3）进行拉伸或压缩，使所述板材（3）的尺寸趋近于设定的尺寸值。

8.按照权利要求7所述的尺寸调整方法，其特征在于：所述输送力是通过所述牵引模块（4）的滚动传送件（401）与所述出料模块（2）的延压辊件（2021）之间的转速差进行调控的。