高周波压密木材组合生产线的制作方法

本实用新型属于木板加工技术领域，特别涉及一种高周波压密木材组合生产线。

背景技术：

压缩木在很久之前就已经出现了，对木材加工领域来说它并不是一个新名词。面对国内外珍贵树种木材的日益减少和限量看番，以及随着现在木材强化技术的发展，越来越的场合采用成本较低的低密度木材，将其压缩成力学性能更好的高密度板材，增大了其应用范围。但是由于植物的细胞壁可塑性不高，若直接压缩的话会导致木材炸裂损坏，一般在压缩之前需要对木材进行加热使其细胞壁软化。

传统的用于将软木压密变硬木的加热方式是利用导热油或蒸汽进行接触式加热，加热周期长而且木材内部的温度不均匀，生产效率低的同时压缩后木材内部的密度不均匀，并且耗能太大，软化时间太长。申请人研究高周波应用于压密木材的技术，通过高周波压密木材软化比较理想，时间短耗能低，但是高周波由于超短时间压缩，回弹问题比较严重。专利cn201310044738提出通过热压板和180以上高温定型，技术效果是解决了回弹。然而，经过申请人测试，该专利工艺是无法解决回弹的。另一方面，现有压密木材的工厂化应用设备不够自动化，没有包括检测、加工、拼接等成套工序的设备。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高周波压密木材组合生产线，其将木材检测、加热压缩、自动拼接以及后期抛光等工序构建成一个有序的整体，建立一套自动化、加工效率高的生产系统。

本实用新型具体技术方案如下：

本实用新型提供一种高周波压密木材组合生产线，所述生产线包括操作设备以及辅助板材，所述辅助板材包括用于夹持木材的上钢板和下钢板；所述操作设备包括

投入取出部，配置为用于放入所述上钢板和下钢板至传输链工位，且在木材加工完毕后取出上钢板和下钢板；其中，所述上钢板、下钢板夹持木材组成加工组件；

辅高周波软化部，配置高周波发热装置对所述加工组件进行加热软化；

主高周波冲压部，配置高周波发热装置、压力机分别对软化处理后的木材继续加热和压缩；

冷却部，配置水冷装置和/或空冷装置对压缩后的所述加工组件进行冷却；

移动装置，配置为盛放所述加工组件，其依次贯穿所述投入取出部、辅高周波软化部、主高周波冲压部、冷却部，并将所述加工组件进行循环传输的传输链；以及

连接各部机电控制系统的操作装置。

一些改进的技术方案，所述辅高周波软化部还设有与其相同的m个分部，每个所述分部均设有独立的高周波发热装置；m个所述分部的传输链路并联于所述投入取出部和主高周波压冲压部之间。

又一些改进的技术方案，所述投入取出部之前还包括有含水率测试部，其配置含水率测定仪为对木材进行含水量测试；所述移动装置还包括设于所述含水率测试部的传输链。

一些改进的技术方案，所述投入取出部侧还设有木材拼接部，所述木材拼接部包括依次相接的压密木板输入装置、排列输送装置、搬入输送装置、高周波加热粘合装置以及搬出输送装置，所述压密木板输入装置和排列输送装置之间设置送膜器，给木板面附上pvb胶膜，随后排列对齐输送至高周波加热粘合装置进行加热。

还一些改进的技术方案，所述木材拼接部的末端还连接有抛光部，所述抛光部设有与所述搬出输送装置相衔接的输送链以及对木材进行抛光的抛光机。

本实用新型另一方面在加压的木板上下面增设多孔板以降低材料含水率，其方案为，所述辅助板材还包括设于木材上下面的上多孔板和下多孔板，所述上多孔板和下多孔板均为热固性塑料或金属材料制成；所述上多孔板和下多孔板的厚度均为2-20mm；

所述上多孔板和下多孔板为多网孔的板块结构，或者为实板且该实板接触所述木材的一面设有多网孔，所述多网孔结构具体形态包括：无序或有序状态的三维多孔网板结构；或者为规则或不规则的单层网板结构。

本实用新型再一方面直接在上下钢板进行改造，所述上钢板和下钢板朝向木材的面设有多孔层，所述多孔层的厚度为2-20mm，所述多孔层具体形态包括：无序或有序状态的三维多孔网板结构；或者为规则或不规则的单层网板结构；

所述上钢板和下钢板朝向木材的面沿横向和/或纵向设有引水槽。

本实用新型提供的高周波压密木材组合生产线为一条采用流水线的生产模式，将木材检测、加热压缩、自动拼接以及后期抛光等工序构建成一个有序的整体，大幅减少了木材的搬运时间，提高了企业的规模化生产水平。此外，本实用新型生产线针对高周波短时高效压缩的特性，增设软化部工位，实现多装置联动生产，大大提高生产效率。

本实用新型还提供了一种降低压密木材含水率的辅助设备，即通过在加热压缩时将木板夹持在多孔板之间，经测试，以前仅能流出50ml左右液体水的同样木板，可以收集到350ml的液体水，几乎提高了7倍的出水率。该方案解决了高周波由于超短时间压缩，回弹问题严重的技术问题。

附图说明

图1为高周波压密木材组合生产线的一种实施方式的结构示意图；

图2为高周波压密木材组合生产线的又一种实施方式的结构示意图；

图3为投入取出部的正面结构示意图；

图4为投入取出部的侧面结构示意图；

图5为主高周波冲压部和辅高周波软化部的结构示意图；

图6为冷却部的结构示意图；

图7为检测部的结构示意图；

图8为检测部的检测段的一种实施方式的结构示意图；

图9为木材拼接部的结构示意图；

图10为木材拼接部的高周波加热粘结装置的内部结构示意图；

图11为送膜器的一种实施方式的截面结构示意图；

图12为送膜器的又一种实施方式的截面结构示意图；

图13-14为多孔板的有序单层网结构示意图；

图15为多孔板的无序单层网结构示意图；

图16为多孔板的有序单层网侧边结构示意图；

图17-18为多孔板的无序三维网体结构示意图；

图19为带多孔层的实板截面示意图；

图20为带多孔层的上下钢板的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型一种高周波压密木材组合生产线，如图1所示，所述生产线包括操作设备以及辅助板材，所述辅助板材包括用于夹持木材1的上钢板10和下钢板11；所述操作设备包括

投入取出部2，配置为用于放入所述上钢板10和下钢板11至传输链工位，且在木材1加工完毕后取出上钢板10和下钢板11；其中，所述上钢板10、下钢板1夹持木材1组成加工组件；

辅高周波软化部3，配置高周波发热装置对所述加工组件进行加热软化；

主高周波冲压部4，配置高周波发热装置、压力机分别对软化处理后的木材继续加热和压缩；

冷却部5，配置水冷装置和/或空冷装置对压缩后的所述加工组件进行冷却；

移动装置6，配置为盛放所述加工组件，其依次贯穿所述投入取出部2、辅高周波软化部3、主高周波冲压部4、冷却部5，并将所述加工组件进行循环传输的传输链；以及

连接各部机电控制系统的操作装置7。

图1所示，所述移动装置6的传输链包括横向链路和纵向链路，所述横向链路包括设于所述投入取出部2的第一输送段60、设于所述辅高周波软化部3的第二输送段61、设于主高周波软化部4的第三输送段62、设于冷却部5的第四输送段63、自末端冷却部5位置到投入取出部2位置的第五输送段64，所述纵向链路包括连接第五输送段64头端与投入取出部2的第一纵向输送段69，以及连接所述冷却部5与第五输送段64末端的第二纵向输送段68；所述纵向链路至少包括两条垂直于横向链路的输送链条。

需要说明的是，本实用新型所述的传输链路，包括横向链路和纵向链路，均可采用辊筒式和链条式，在一些示例中，本实用新型的横向链路多采用辊筒式，纵向链路则采用链条式；而另一方面，具体的链路方式根据具体的工作部进行具体设置，例如在辅高周波软化部和主高周波冲压部，由于需要在加工组件下端设置用于固定电极和夹持加压的下压板，则将传输链路设于上压板上，具体方案可见下述的夹持辊轮技术方案。

还需要说明的是，本实用新型所述横向纵向链路的转弯处，具体为拐角的外端或者在上一链路的终端可设置挡柱，该挡柱用于拦截到位的木材，其上还可设置压力传感器，当其感应到木材已到位，则启动下游链路，如此，实现智能自动化控制。

在一个示例中，如图2所示，所述辅高周波软化部3还设有与其相同的m个分部，每个所述分部均设有独立的高周波发热装置；m个所述分部的传输链路并联于所述投入取出部2和主高周波冲压部4之间。本实用新型从工艺来看，软化步骤耗时最长如6分钟，软化步骤就是指第一次升温，要求用热压板将木材表面温度升温至110℃预计5分钟，高周波再升温至110比如1分钟。而第二步高周波升温180以上的速度较快比如2分钟。因此，生长线上仅仅一个辅高周波软化部的软化效率过低，该方案将辅高周波热压机并联3台，与主压机1台并联，即可提高生产率3倍。

针对上述方案，在传输链上的改进为：所述第二输送段61和第三输送段62之间设有一段辊筒链路的接驳段65，所述接驳段65的长度不小于所述上钢板10和下钢板11的长度。

所述投入取出部2朝外侧延伸设有第三纵向输送段67，以所述第三纵向输送段67为起点，设有m个与所述辅高周波软化部3分部内的传输链路连接的分路输送段66，所述分路输送段66为横向辊筒链路；所述分部内的传输链路的另一端延伸设有延伸输送段660，所述延伸输送段660与所述接驳段65之间设置第四纵向输送段661连接，所述第三纵向输送段67和第四纵向输送段661均为纵向链条链路。该方案的生产线工作时，投入取出部将木材通过分路输送段依次送至各个辅高周波软化部，待木材软化完毕后依次经过延伸输送段和第四纵向输送段送至主高周波冲压部。

图3-4所示，所述投入取出部2包括盛放下钢板11的下盛放装置21、盛放上钢板10的上盛放装置20、下传送机构22以及上机械臂机构23；所述下盛放装置21设于传输链的侧边，所述下盛放装置21上对应所述下钢板11侧边还设有径向移动的推手机构，所述下传送机构22为垂直于传输链且设于所述下盛放装置21下方的链条传输结构；所述上盛放装置20设于下盛放装置21的上方，所述上机械臂机构23设于所述上盛放装置20的上方，所述上机械臂机构23包括移动臂230以及设于所述移动臂230下端的夹持件，所述移动臂230被配置为可进行垂直向和水平向移动，所述夹持件包括限位板231以及设于所述限位板231两侧的长夹232，所述长夹232上端的铰接部连接有使其张合的动力机构，所述长夹232的底部设有向内弯曲的夹尖部233，所述长夹232贴合所述限位板231外侧且其夹尖部233置于所述限位板231底部。

该投入取出部通过下传送机构将下钢板推送至传输链的起始工位，工作人员或另外设置的机械臂将木材放置所述下钢板上方，在通过上机械臂机构将上钢板从上盛放装置取下，放在木材的上方，即将其组合成加工组件。

需要说明的是，上述方案中的机构在本方面描述可实现其功能的前提下，本领域技术人员根据现有技术即可合理实现，例如上述的推手机构、机械臂机构以及长夹的张合运动，推手机构通过移动装置实现，机械臂和长夹通过液压、气动机构均可实现。

本实用新型所述的辅高周波软化部和主高周波冲压部在结构和功能上相似，不同之处在于主高周波冲压部的液压加压机构设置有更大的压力。在一些示例中，如图5所示，所述辅高周波软化部3和主高周波冲压部4均包括高周波发热装置30和压力机31，所述压力机31包括可垂直运动的上压板32、下压板33以及带动所述上压板32垂直运动的液压动力机构34，所述下压板32设于加工组件的下端；所述高周波发热装置30的上电极固定于上压板32上，且在工作时随上压板32加压下行接触所述上钢板10，所述高周波发热装置30的下电极通过柔性导电板35固定于下压板33上，且在工作时接触所述下钢板11；所述上压板32两侧边均匀分布有数个夹持辊轮36，所述夹持辊轮36的辊轴连接至上压板32内，至少一夹持辊轮36的辊轴连接有动力机构，所述夹持辊轮36的轮面在工作时恰好抵在所述上钢板10的上表面。本实用新型的辅高周波软化部和主高周波冲压部的传输链均为设置在上压板的夹持辊轮，在加压完毕后，夹持辊轮转动，其转动摩擦带动加工组件向前运行；如此，既不影响上下压板对木材的加压设置又可实现传输；木材总是被两块上下钢板夹住，并受上下的夹持辊轮和下压板的拘束，在限制了材料的厚度的状态下被移动至下面各个站点。

图6所示，所述冷却部5包括水冷组件和风冷组件，所述水冷组件包括若干设于所述传输链上方的上支架50以及传输链侧边的下支架58传输链在下支架的内侧，因而图中主视角度未能示出传输链，所述上支架50的底部设有上喷淋头51，所述下支架58上设有下喷淋头52，所述上喷淋头52在工作时位于所述上钢板10的正上方；所述下喷淋头52在工作时位于所述下钢板11的正下方，所述上喷淋头51和所述下喷淋头52均通过管道和水泵与供水管路连接，所述冷却部5传输链侧边设有排水槽59。

所述风冷组件连接于所述水冷组件的下游，所述风冷组件包括设于所述传输链上方的上风冷架53以及设于所述传输链侧边的下风冷架57，所述上风冷架53上设有若干均匀间隔的第一气嘴54；所述下风冷架57上设有若干均匀间隔的第二气嘴55；所述第一气嘴54在工作时位于所述上钢板10的正上方；所述第二气嘴55在工作时位于所述下钢板11的正下方，所述第一气嘴54和所述第二气嘴55均通过软管连接有气泵。

图7所示，所述投入取出部2之前还包括有含水率测试部8，其配置含水率测定仪为对木材进行含水量测试；所述移动装置6还包括设于所述含水率测试部8的传输链。

所述含水率测试部8的传输链包括测试段80、连接于所述测试段80一侧的进入段81以及设于所述进入段81侧边的ng品输出段82；所述测试段80和ng品输出段82为纵向链条链路，所述进入段81为接入所述投入取出部2的传输链的横向辊筒链路；所述含水率测试部8包括设有微波发射端830和微波接收端831的微波水分检测仪、以及设于测试段80工位上的测试支架84，所述微波发射端830设于测试支架84的底部，所述微波接收端831则设于测试段80的传输链路上，所述测试支架84通过移动机构实现水平向和垂直向的移动。

在实际运用中，通过含水率测试部直接将含水率不合格的木材从流水线上直接剔除；以日本杉木为例，适合高周波加热的含水量在9-16％，当大于或小于该范围的则被从流水线剔除。

图8所示，所述测试段80的传输链上还设有重量测定装置85和强度测定装置86，所述重量测定装置85为设于传输链内侧的托盘和设于托盘底部的称重机，所述称重机底部通过升降底盘固定；当木材当大所述托盘位置时，升降度盘上升，将木材脱离传输链进行称重。需要说明的是，该处所述的升降底盘的技术方案应当是清楚的，例如采用现有技术的液压杆升降。所述强度测定装置85为设于传输链外侧的敲打装置。

一般的，木材需要经过拼接才能够制成规制的板材。比如家具板材常用规格：2440*1220mm；常用厚度：3mm、5mm、6mm、9mm、12mm、15mm、16mm、18mm、25mm。为此，本实用新型流水生产线还增设有木材拼接部。图9所示，所述投入取出部2侧还设有木材拼接部9，所述木材拼接部9包括木材输入装置90、送膜器91、排列输送装置92、搬入输送装置93、高周波加热粘合装置94以及搬出输送装置95。

所述排列输送装置92与搬入输送装置93为平行排列的输送链，两输送链全程通过纵向输送链条920连接，所述纵向输送链条920与搬入输送装置93的衔接处还设有用于将木材翻转90°的翻转装置921。该处所述的翻转装置921以能推动所述木材进行翻转即可，一个示例中，翻转装置921所的可转动的l型翻转推手，包括水平长杆、垂直短杆以及两杆相接处后端的转杆，在未翻转时水平长杆朝向木材，在木材行进时进入水平长杆，木材前端面抵在垂直短杆上，此时该推手的转杆在电动机转动的带动下转动90°，水平长杆转为垂直向，此时木材的前端面翻转成下一接触传输链的底面，即完成翻转。

图11所示，所述送膜器91设于搬入输送装置93上，所述送膜器91包括盛载有pvb胶膜卷914的架体910，所述架体910两侧向下延伸设为架脚911，所述架脚911连接有沿传输链运动的移动机构，所述架脚911恰好置于木材的两侧边，所述架体910上设有pvb胶膜下落的开口，所述移动机构使得下落的pvb胶膜始终在即将排列贴合的木材前侧；所述开口内一侧设有压辊912，所述压辊912外侧边恰好与所述pvb胶膜卷914接触，所述压辊912转动可带动pvb胶膜卷914转动下方pvb胶膜，所述架体910下方还设有对pvb胶膜切割的切刀913，所述下方的pvb胶膜与即将排列贴合的木材相接触的同时，切刀913将pvb胶膜切断，切断的pvb胶膜被前行的即将排列贴合的木材推至与前一木材夹持，完成一个工作后，送膜器向后行走一个木材的距离，待下一木材前行时继续切膜。所述搬入输送装置93的外侧还设有第二限位板930。

在一些示例中，如图12所示，所述架体910底部开口非切刀913侧设有一向下延伸的板块915，所述架体910底部的切刀913侧设有滑轨916，所述切刀913为可滚动的圆形刀片，所述切刀913通过可调节角度的角度连接架918连接于与所述滑轨916相配合的滑块917上，其刀口朝向板块915，在角度连接架调整角度后，所述刀口可将pvb膜压在板块915上，并通过滑块917滑动对下垂的pvb膜进行切断。该处所述的角度连接架以能实现其中一连接杆的转动即可，例如，通过伸缩杆连接两个相交连接杆形成的三角形支架，即为上述角度连接架，其中一连接杆的端部连接所述切刀；角度连接架之间可设置角度传感器感应具体角度，以供调整参考。使用时，角膜下落，角度连接架调整角度，带动切刀上行压将pvb胶膜压在板块上，此时滑块在动力机构下进行滑动，圆形刀片滚动，将pvb胶膜切断，切断的pvb胶膜被前行的即将排列贴合的木材推至与前一木材夹持。

所述高周波加热粘合装置94内设有加热粘合腔946，所述加热粘合腔946的上下壁包括负电极接入的下电极板940和正电极接入的上电极板941，图10所示，所述上电极板941与该装置内设的液压机构的连杆相连接，所述下电极板940与所述搬入输送装置93的输送链相衔接，所述加热粘合腔946的前端设有限位块942，后端设有可移入的活塞块943，所述限位块942通过移动连接机构可实现水平向或垂直向移动，所述上电极板941侧边设有贴合粘合后的压密木板并将其辊出的辊筒。

所述搬出输送装置95与高周波加热粘合装置94的出口端相衔接，用于将粘合后的木材送出。

在一些示例中，所述木材拼接部9的末端还连接有抛光部图中未给出，所述抛光部设有与所述搬出输送装置95相衔接的输送链以及对木材进行抛光的抛光机，该所述抛光机采用现有技术抛光机即可。

本实用新型另一实用新型通过在待加工木板上增加多孔板的夹持来降低压密木的含水率，以解决回弹问题。基于该原理，一些实例的改进如下。

所述辅助板材还包括设于木材上下面的上多孔板12和下多孔板13，所述上多孔板12和下多孔板13均为热固性塑料或金属材料制成；所述上多孔板12和下多孔板13的厚度均为2-20mm。

所述上多孔板12和下多孔板13为多网孔的板块结构，或者为实板且该实板接触所述木材的一面设有多网孔结构，图19所示，所述多网孔结构具体形态包括：无序或有序状态的三维多孔网板结构，如图16-18所示；或者为规则或不规则的单层网板结构，如图13-15所示。

一个优选的示例中，所述上多孔板12和下多孔板13均采用不锈钢网折叠制成，所述不锈钢网的孔隙率为4-100目，所述折叠数不大于6。

需要说明的是，所述热固性塑料为酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、呋喃塑料、丙烯基树脂中的一种；所述金属材料包括碳钢、铁丝、钨钢合金、不锈钢中的一种。

基于上述原理的另一个改进示例中，所述上钢板10和下钢板11朝向木材的面设有多孔层101，所述多孔层101的厚度为2-20mm，所述多孔层具体形态包括：无序或有序状态的三维多孔网板结构；或者为规则或不规则的单层网板结构；所述上钢板10和下钢板11朝向木材的面沿横向和/或纵向设有引水槽100，如图20。

上述方案中的多孔板在投入取出部加入木板的上下端，随后与夹持钢板一同进行软化、高周波加热加压，待其再回至投入取出部时将多孔板取出。一般通过夹持钢板紧贴木材，木材只能从侧边少量排气看不到水。而本实用新型技术方案加上多孔板后，可以目测到水滴流出，即与以往加密排出热蒸汽相比，该方法可将提高出水量。

需要说明的是，本实用新型的增设多孔板或在钢板上增加多空层的技术方案不只是适用于热压板的直压而且还可适用于辊压，不仅适用于高周波作为热源，还适用于导热油。

还需要说明的是，上述方案压制后的压密木在多孔板的压制下其表面带会带有麻点，然而由于木材使用均需要砂光，因而可以在抛光步骤去除，并不影响木材的外观。

验例1增加多孔板压密的性能指标考察

选用565*200*40mm的杨木12块，测定压缩前含水率为13-14％；其中3块用无多孔板对照组，9组为多孔板夹持测试组，测试组多孔网采用4目、10目、20目的不锈钢网，网体为单层网、三层网和六层网进行测试；采用高周波压密试验机压密，压密过程参数为：第一次加热温度120℃、时间2min、阳极电流为1.0a/55；第二次加热温度为130℃、时间为12min、阳极电流为0.8a/45；第三次加热温度为180℃、时间为32min，阳极电流为0.8a/45。

分别在每块压密木层上均匀选取5个点，如四个角和中心点，测定每个点的含水率，计算含水率的大小，考察结果见表1；

表1.含水率均匀度试验结果

由表1可知，通过本实用新型增加多孔金属板夹持进行压密的技术方案大大提高了出水率，相较于对照组7-8％的含水率，本实用新型方法的含水率降低至3％以下，最佳可降至2.2％。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。