PL218468B1

PL218468B1 - Method for producing of wooden joists and construction stiles

Info

Publication number: PL218468B1
Application number: PL395337A
Authority: PL
Inventors: Dariusz Sowa
Original assignee: Sowa Dariusz Stol Drew
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2014-12-31
Also published as: PL395337A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania drewnianych belek konstrukcyjnych oraz sposób wytwarzania drewnianych ramiaków konstrukcyjnych, z zastosowaniem zwłaszcza w przemyśle meblarskim.The subject of the invention is a method of producing wooden structural beams and a method of producing wooden structural stiles, especially in the furniture industry.

Drewno klejone (klejonka) jest stosowane jako materiał konstrukcyjny także w meblarstwie wtedy gdy konieczna jest wysoka jednorodność materiału. Drewno klejone powstaje poprzez sklejenie ze sobą warstw drewna o grubości zwykle od 5 do 50 mm. Poszczególne warstwy tworzą połączone wzdłużnie na mikrowczepy/złącza palczaste deski, z których usunięto części mające wady - pęknięcia, chore sęki, przebarwienia, itd.Glued wood (glued laminated timber) is also used as a construction material in furniture, when high homogeneity of the material is required. Glued wood is made by gluing together layers of wood with a thickness of usually 5 to 50 mm. The individual layers form planks connected longitudinally with finger joints / finger joints, from which parts with defects - cracks, diseased knots, discoloration, etc. have been removed.

Elementy konstrukcyjne z drewna klejonego o strukturze warstwowej charakteryzują się zasadniczo zwiększoną wytrzymałością, zwłaszcza na zginanie, a także wysoką jakością materiału, jednakże w tej technologii wykonania zachodzi z jednej strony ryzyko nachodzenia na siebie złącz klejowych, a z drugiej strony może wystąpić brak kleju w niektórych spoinach, co w każdym przypadku może znacząco osłabić przekrój elementu w danym miejscu.Structural elements made of glued laminated timber with a sandwich structure are generally characterized by increased strength, especially for bending, as well as high quality of the material, however, in this production technology, on the one hand, there is a risk of overlapping of the glue joints, and on the other hand, there may be a lack of glue in some joints , which in any case may significantly weaken the cross-section of the element in a given place.

Istota sposobu wytwarzania drewnianych belek konstrukcyjnych według wynalazku polega na tym, że dokonuje się sortowania wymiarowego desek uzyskanych z obróbki tarcicy na żądane długości i jednocześnie sortowania jakościowego na elementy zdrowe z przeznaczeniem na lity rdzeń, oraz na elementy o gorszej jakości, które - po wycięciu obszarów z wadami - dzieli się na zdrowe moduły, przeznaczone docelowo na warstwy zewnętrzne, następnie na modułach frezuje się mikrowczepy i klei się je na żądaną długość z zastosowaniem kontroli klejenia za pośrednictwem kamery UV, zaś sklejone na wymaganą długość deski zewnętrzne, po uprzednim leżakowaniu celem osiągnięcia pełnej wytrzymałości spoiny klejowej, kalibruje się na zgrubny wymiar poprzeczny, po czym skleja się powierzchniowo połączone na mikrowczepy deski z litymi rdzeniami z zastosowaniem kontroli klejenia za pośrednictwem kamery UV, natomiast w końcowym etapie, po uprzednim leżakowaniu celem osiągnięcia pełnej wytrzymałości spoiny klejowej, dokonuje się obróbki belek o strukturze KLK na wymiar docelowy przekroju poprzecznego.The essence of the method of producing wooden construction beams according to the invention consists in the fact that the size of the boards obtained from the processing of sawn timber is sorted into the desired lengths and at the same time the quality is sorted into healthy elements intended for the solid core, and elements of inferior quality, which - after cutting out the areas with defects - divided into healthy modules, intended ultimately for outer layers, then micro-dovetails are milled on the modules and glued to the desired length with the use of adhesive control via a UV camera, and the outer boards are glued to the required length, after prior aging to achieve full strength of the glue joint, calibrate to a coarse transverse dimension, then the surface of the micro-finger-joined boards with solid cores are glued using the gluing control using a UV camera, and in the final stage, after aging to achieve full strength of the glue joint, to KLK structure beams are processed to the final dimension of the cross-section.

Korzystnym jest gdy poszczególne etapy realizuje się w następujących stanowiskach obróbczych, do których obrabiane elementy są dostarczane środkami zautomatyzowanego transportu wewnętrznego: stanowisko cięcia tarcicy na deski za pośrednictwem strugarki czterostronnej, stanowisko optymalizacji na odpowiednie długości z sortowaniem jakościowym i podziałem modułowym, stanowisko klejenia na długość z zastosowaniem kontroli klejenia poprzez kamery UV, stanowisko kalibracji sklejonej desek, stanowisko łączenia powierzchniowego na szerokość z wprowadzeniem rdzenia z litej fryzy jako elementu środkowego, z zastosowaniem kontroli klejenia poprzez kamery UV oraz stanowisko strugania czterostronnego na wymiar docelowy za pośrednictwem strugarki czterostronnej.It is advantageous when individual stages are performed in the following processing stations, to which the processed elements are delivered by means of automated internal transport: a station for cutting sawn timber into boards using a four-sided planer, an optimization station for appropriate lengths with qualitative sorting and modular division, a gluing station for length with using gluing control through UV cameras, a station for calibrating glued boards, a width surface joining station with the introduction of a solid frieze core as a central element, with the use of gluing control through UV cameras and a four-sided planing station to the target size using a four-sided planer.

Sposób wytwarzania drewnianych ramiaków konstrukcyjnych według wynalazku polega na tym, że obróbkę tarcicy prowadzi się na następujących stanowiskach obróbczych: stanowisko optymalizacji na odpowiednie długości z odsortowaniem elementów, które nie nadają się do dalszej obróbki i mogą stanowić materiał do klejenia na długość, pozostałe elementy przechodzą do kolejnego stanowiska, przy czym długości inne niż pożądane w aktualnym procesie są buforowane, stanowisko obróbki poprzecznej zawierające formatyzowanie, czopowanie, podcinanie, które jest poprzedzone kontrolą jakości materiału wejściowego, system dwóch skanerów laserowych ze zdefiniowanymi parametrami jakościowymi, stanowisko wiercenia otworów, gniazd oscylacyjnych i wykonania wręgów poprzecznych, stanowisko strugania czterostronnego na żądany wymiar i profil połączone z systemem dwóch skanerów laserowych ze zdefiniowanymi parametrami jakościowymi które sortują elementy po przestruganiu na trzy klasy, przy czym w korpusie strugarki czterostronnej jest zainstalowana drukarka, za pośrednictwem której wykonuje się na każdym elemencie kombinację nadruku daty, numeru, kodu elementu, oraz stanowisko napraw elementów wybrakowanych, umiejscowione wzdłuż transportera taśmowego z przegrodami w odpowiednich klasach, na których operatorzy dokonują niezbędnych napraw i odkładają element w odpowiednią przegrodę, przy czym na poszczególne stanowiska obrabiane elementy są dostarczane środkami zautomatyzowanego transportu wewnętrznego.The method of manufacturing structural wooden stiles according to the invention is based on the fact that the sawn timber is processed at the following processing stations: Optimization station for appropriate lengths with sorting out elements that are not suitable for further processing and can be used as a material for gluing to length, the remaining elements go to another station, the lengths other than those desired in the current process are buffered, a cross-processing station including formatting, tenoning, undercutting, which is preceded by quality control of the input material, a system of two laser scanners with defined quality parameters, a drilling station for holes, oscillation sockets and execution transverse rebates, a four-sided planing station to the desired size and profile connected to a system of two laser scanners with defined quality parameters that sort the elements after shifting into three classes, while in the planer body on the four-side, a printer is installed, through which each element is printed with a combination of date, number, element code, and a defective element repair station, located along the conveyor belt with partitions in appropriate classes, on which operators make the necessary repairs and put the element in a suitable partition The workpieces are delivered to individual stations by means of automated internal transport.

Korzystnym jest gdy oddzielone na stanowisku optymalizacji elementy gorsze jakościowo - po wycięciu odcinków z wadami - dzieli się na zdrowe moduły, a następnie na modułach frezuje się mikrowczepy i klei się je na żądaną długość z zastosowaniem kontroli klejenia za pośrednictwem kamery UV, po czym sklejone na wymaganą długość elementy konstrukcyjne, po uprzednim leżakowaniuIt is advantageous when the inferior quality elements separated at the optimization station - after cutting out the sections with defects - are divided into healthy modules, and then the modules are finger-milled and glued to the desired length using the adhesive control using a UV camera, and then glued on the required length of the components, after prior aging

PL 218 468 B1 celem osiągnięcia pełnej wytrzymałości spoiny klejowej, wprowadza się do głównego cyklu technologicznego na stanowisku obróbki poprzecznej.In order to achieve the full strength of the glue joint, it enters the main technological cycle in the transverse processing station.

Korzystnymi efektami zastosowania wynalazków jest pełne zautomatyzowanie procesów produkcji drewnianych elementów konstrukcyjnych, poprawa jakości wyrobów końcowych, podwyższenie parametrów wytrzymałościowych, co w konsekwencji umożliwia zmniejszenie przekrojów tych elementów oraz znaczące zmniejszenie ilości odpadów poprodukcyjnych. Ponadto bardzo ważnym czynnikiem jest ograniczenie masy odpadu poprzez możliwość łączenia na mikrowczepy krótkich elementów. Dzięki takiej technologii można kupować i wykorzystywać surowiec w całości adresowany konkretnej grupie wyrobów bez względu na jakość surowca - każda klasa drewna może być przetworzona.The beneficial effects of the use of the inventions are the full automation of the production processes of wooden structural elements, improvement of the quality of final products, increase of strength parameters, which in turn enables the reduction of the cross-sections of these elements and a significant reduction in the amount of post-production waste. In addition, a very important factor is reducing the mass of waste through the possibility of finger-jointing short elements. Thanks to this technology, it is possible to buy and use the raw material entirely addressed to a specific group of products, regardless of the quality of the raw material - each class of wood can be processed.

Należy także podkreślić, że drewno klejone warstwowo, strugane czterostronnie z zaokrąglonymi krawędziami, jest materiałem trudno zapalnym. Potencjalne płomienie niejako ślizgają się po jego gładkiej powierzchni. Zwęglenie zewnętrznej powłoki stanowi ochronę dla części nośnej (wewnętrznej) belki. Fakt ten przyczynia się do długotrwałego zachowania funkcji nośnych podczas obciążenia ogniowego. Kolejną wartą podkreślenia cechą, istotną w dobie rosnących cen energii, są dobre właściwości izolacyjne. Drewno doskonale sprawdza się zarówno w wysokich, jak i niskich temperaturach dzięki bardzo niskiemu współczynnikowi przewodzenia ciepła.It should also be emphasized that glued laminated timber, four-sided planed with rounded edges, is a flame-retardant material. Potential flames glide over its smooth surface. The charring of the outer shell protects the load-bearing (inner) part of the beam. This fact contributes to the long-term preservation of load-bearing functions under fire load. Another feature worth emphasizing in the era of rising energy prices are good insulation properties. Wood is perfect for both high and low temperatures thanks to its very low thermal conductivity.

Wynalazki zostaną przybliżone na podstawie poniższych przykładów.The inventions will be approximated on the basis of the following examples.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Uruchomienie produkcji belki siedziskowej do mebli tapicerowanych z drewna klejonego typuLaunching the production of a seat beam for upholstered furniture made of glued laminated timber

KLK (Klejone/Lite/Klejone). We wdrożonej technologii zastosowano klejenie w sposób ciągły i stały dla całej grapy elementów z przeznaczeniem jako belka siedziskowa o nominalnym przekroju 36 x 65 mm, która będzie klejona z trzech warstw, przy założeniu, że środkowa warstwa jest cała w długości nominalnej, a zewnętrzne warstwy są klejone na mikrowczepy. Taka metoda pozwala wyeliminować ryzyko nachodzenia się miejsc klejenia długości sąsiadujących listew. Ponadto w miejscu nakładania kleju przy łączeniu na długość i szerokość zastosowano system ciągłej kontroli reżimu technologicznego. Chodzi tutaj o ciągłe kontrolowanie nakładania kleju poprzez kontrast zawarty w tym klej u , widoczny tylko przez specjalną kamerę UV, która w przypadku wykrycia nieprawidłowości zatrzyma cały proces.KLK (Glued / Solid / Glued). In the implemented technology, continuous and constant gluing was used for the entire group of elements, intended as a seat beam with a nominal cross-section of 36 x 65 mm, which will be glued in three layers, assuming that the middle layer is full in the nominal length, and the outer layers are finger-glued. This method allows to eliminate the risk of overlapping of the gluing points of the length of adjacent strips. Moreover, in the place of glue application, when joining length and width, a system of continuous control of the technological regime was applied. The point here is to constantly control the glue application through the contrast contained in this glue, visible only through a special UV camera, which, if any irregularities are detected, will stop the entire process.

Poniżej przedstawiono kolejne etapy technologiczne realizowane na poszczególnych stanowiskach obróbczych; surowcem wyjściowym w procesie jest tarcica sosnowa o przekroju 38 x 150 mm:The subsequent technological stages carried out at individual processing stations are presented below; the starting material in the process is pine lumber with a cross section of 38 x 150 mm:

1) stanowisko rozcięcia tarcicy na deski o przekroju 37 x 23 mm z użyciem strugarki czterostronnej,1) stand for cutting sawn timber into boards with a cross section of 37 x 23 mm using a four-sided planer,

2) stanowisko optymalizacji, na którym dokonuje się sortowania wymiarowego na żądane długości i jednocześnie sortowania jakościowego na elementy zdrowe z przeznaczeniem na lity rdzeń, oraz na elementy o gorszej jakości, które - po wycięciu obszarów z wadami - dzieli się na zdrowe moduły, przeznaczone docelowo na warstwy zewnętrzne,2) an optimization station where dimensional sorting is carried out for the desired lengths and at the same time qualitative sorting into healthy elements intended for the solid core, and for elements of inferior quality, which - after cutting out the areas with defects - are divided into healthy modules, intended for the final purpose for external layers,

3) stanowisko klejenia na długość, na którym moduły, po uprzednim dwustronnym przefrezowaniu mikrowczepów, klei się klejem zawierającym domieszkę kontrastową na długość nominalną litego rdzenia z dociskiem 120 KN, z zastosowaniem kontroli klejenia poprzez kamery UV,3) a length-gluing station, where the modules are glued with glue containing a contrasting admixture to the nominal length of the solid core with a clamp of 120 KN, with the use of gluing control through UV cameras, after prior double-sided milling of micro-grafts,

4) stanowisko kalibracji sklejonych desek na wymiar 37 x 21mm, które jest poprzedzone buforem pozwalającym na osiągnięcie pełnej wytrzymałości spoiny klejowej,4) a stand for calibrating glued boards 37 x 21 mm, which is preceded by a buffer allowing to achieve full strength of the glue joint,

5) stanowisko klejenia na szerokość, na którym skleja się powierzchniowo - z naciskiem 6-8 at - deski klejone z litymi rdzeniami, z zastosowaniem kontroli klejenia za pośrednictwem kamery UV,5) a width-gluing station, on which the surface - with a pressure of 6-8 at - glued boards with solid cores, with the use of gluing control via a UV camera,

6) stanowisko strugania czterostronnego belek o trzywarstwowej strukturze KLK na docelowy wymiar przekroju poprzecznego 36 x 65 mm, po uprzednim buforowaniu, pozwalającym na osiągnięcie pełnej wytrzymałości spoiny klejowej.6) a four-side planing station for beams with a three-layer KLK structure to the target cross-sectional dimension of 36 x 65 mm, after prior buffering, allowing to achieve full strength of the adhesive joint.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Uruchomienie produkcji nowych wzorów i udoskonaleniu produkowanych ramiaków konstrukcyjnych do materacy typu SULTAN z drewna częściowo klejonego. Chodzi głównie o zastosowanie sytemu technologii produkcji ramiaków do ram materacowych z podziałem na klasy, wdrożeniem programu napraw i kontroli jakości każdego elementu z zastosowaniem indywidualnego nadruku z numerem seryjnym, który pozwoli na zarządzanie i odpowiednią kontrolę nad tokiem produkcyjnym. W wyniku wdrożenia tej technologii uzyskano pełną kontrolę i nadzór nad jakością produkowanych elementów, minimalizując produkowanie elementów z wadami (przeznaczone do dalszego przerobu jakoLaunch of the production of new designs and improvement of the manufactured construction stiles for SULTAN mattresses made of partially glued wood. It is mainly about the use of the system of technology for the production of rails for mattress frames divided into classes, the implementation of a repair program and quality control of each element with the use of individual printing with a serial number, which will allow for management and appropriate control over the production process. As a result of the implementation of this technology, full control and supervision over the quality of manufactured elements was obtained, minimizing the production of elements with defects (intended for further processing as

PL 218 468 B1 surowiec). W najistotniejszych punktach całego systemu zastosowano skanery laserowe badające jakość surowca na wejściu do procesu (eliminując jeszcze nie przetworzony element) i na zakończeniu procesu poprzez sortowanie na trzy klasy elementów wychodzących:PL 218 468 B1 raw material). In the most important points of the entire system, laser scanners were used to check the quality of the raw material at the entrance to the process (eliminating the yet unprocessed element) and at the end of the process by sorting into three classes of outgoing elements:

- klasa I - bez wad jako najbardziej pożądana- class I - without defects as the most desirable

- klasa II - zawierająca wady dające się naprawić (drobne ubytki, kieszenie żywicy, niedostrugania)- class II - containing defects that can be repaired (minor defects, resin pockets, non-fluttering)

- klasa III - elementy nie nadające się do naprawy i nie akceptowane przez odbiorców. Poniżej przedstawiono zakres stanowisk w ramach procesu, którego surowcem jest deska świerkowa lub sosnowa w wymiarze 41x121, 41x81, 31x201, 41x201 mm (również stanowiąca materiał klejony według przykładu 1):- class III - elements that cannot be repaired and are not accepted by recipients. The following presents the range of positions in the process, the raw material of which is a spruce or pine board in the dimensions 41x121, 41x81, 31x201, 41x201 mm (also constituting a glued material according to example 1):

1) stanowisko optymalizacji na odpowiednie długości z odsortowaniem elementów które nie nadają się do dalszej obróbki i mogą stanowić materiał do klejenia na długość; pozostałe elementy przechodzą do kolejnego gniazda; długości inne niż pożądane w aktualnym procesie są buforowane,1) optimization station for appropriate lengths with sorting out elements that are not suitable for further processing and can be used as a material for gluing to length; remaining elements go to the next slot; lengths other than those desired in the current process are buffered,

2) stanowisko obróbki poprzecznej zawierające formatyzowanie, czopowanie, podcinanie, które jest poprzedzone kontrolą jakości materiału wejściowego - system dwóch skanerów laserowych ze zdefiniowanymi parametrami jakościowymi,2) transverse processing station containing formatting, tenoning, undercutting, which is preceded by quality control of the input material - a system of two laser scanners with defined quality parameters,

3) stanowisko wiercenia otworów, gniazd oscylacyjnych i wykonania wręgów poprzecznych,3) stand for drilling holes, oscillating sockets and making transverse frames,

4) stanowisko strugania czterostronnego na żądany wymiar i profil połączone z systemem dwóch skanerów laserowych ze zdefiniowanymi parametrami jakościowymi które sortują elementy po przestruganiu na trzy klasy; ponadto w korpusie strugarki czterostronnej jest zainstalowana drukarka, która wykonuje na każdym elemencie nadruk daty, numeru i kodu elementu, po czym wysortowane elementy są umieszczane na transporterze taśmowym z przegrodami w odpowiednich klasach; elementy które wymagają naprawy są bezpośrednio pobierane przez kolejne osoby,4) a four-sided planing station for the desired size and profile connected to a system of two laser scanners with defined quality parameters that sort the elements after working into three classes; moreover, a printer is installed in the body of the four-side planer, which prints the date, number and code of the element on each element, after which the sorted elements are placed on a belt conveyor with dividers in appropriate classes; elements that require repair are picked up directly by subsequent people,

5) stanowiska napraw elementów umiejscowione wzdłuż transportera taśmowego; operatorzy dokonują niezbędnych napraw i odkładają element w odpowiednią przegrodę Klasa I lub III.5) component repair stations located along the conveyor belt; operators make the necessary repairs and place the element in the appropriate Class I or III division.

W obydwu przykładach, obrabiane elementy są dostarczane na poszczególne stanowiska obróbcze środkami zautomatyzowanego transportu wewnętrznego.In both examples, the workpieces are delivered to the individual processing stations by means of automated internal transport.

Claims

The method of producing wooden structural beams with a three-layer KLK structure in one technological cycle, according to which, during the preliminary stage, sawn timber is cut into boards, preferably using a four-sided planer, characterized in that

- dimensional sorting is made to the desired lengths and at the same time qualitative sorting into healthy elements intended for the solid core, and into elements of inferior quality, which - after cutting out the areas with defects - are divided into healthy modules, intended ultimately for external layers,

- the modules are then cut with a cutter on the front finger joints and glued to the desired length with an adhesive containing an admixture, with the use of adhesive control via a UV camera

- external boards glued to the required length, after prior aging in order to achieve full strength of the glue joint, calibrate to a coarse transverse dimension,

- surface bonding of finger-jointed boards with solid cores with the use of adhesive control via a UV camera,

- in the final stage, after aging in order to achieve full strength of the glue joint, the KLK structure beams are processed to the target size of the cross-section.

2. The method according to p. Process according to claim 1, characterized in that the individual steps are performed in the following processing stations to which the processed elements are delivered by means of automated internal transport:

PL 218 468 B1

- a stand for cutting sawn timber into boards with a four-sided planer,

- optimization stand for appropriate lengths with qualitative sorting and modular division,

- gluing stand lengthwise with gluing control through UV cameras,

- glued boards calibration station,

- a station of surface joining in width with the introduction of a solid frieze core as a central element, with the use of gluing control through UV cameras

- four-side planing station to the target size using a four-side planer.

3. The method of manufacturing wooden construction stiles, characterized in that the sawn timber is processed at the following processing stations:

- optimization station for appropriate lengths with sorting out elements that are not suitable for further processing and can be used as a material for gluing to length, the remaining elements go to the next station, while the lengths other than those desired in the current process are buffered,

- cross-processing station including formatting, tenoning, undercutting, which is preceded by quality control of the input material - a system of two laser scanners with defined quality parameters,

- a stand for drilling holes, oscillating sockets and making transverse rebates,

- a four-side planing station for the desired size and profile connected to a system of two laser scanners with defined quality parameters that sort the elements after working into three classes, with a printer installed in the body of the four-side planer through which a combination of date printing is made on each element, item number, code,

- repair station for defective elements, located along the conveyor belt with partitions in appropriate classes, where operators make the necessary repairs and put the element in an appropriate partition, while the workpieces are delivered to individual stations by means of automated internal transport.

4. The method according to p. 3, characterized in that the inferior quality elements separated at the optimization station - after cutting out the sections with defects - are divided into healthy modules, and then in the modules, front finger joints are cut with a milling cutter and glued to the desired length using a gluing control using a UV camera and then the construction elements glued to the required length, after aging in order to achieve the full strength of the glue joint, are fed into the main technological cycle at the transverse processing station.