本发明涉及用锯材制造薄板的一种方法和设备,此处所讲的薄板,是指厚于2至3毫米的相对比较薄的木板,它们可以加工成单层及多层结构的高级产品,例如多层结构的厚木板、胶合材、胶合层压材、窗用条材、实心木板等等。 按照现有技术,这样的薄板通常用以下方式制造,即先将锯材进行干燥,使其达到比较低的含湿量,然后用带锯或类似装置将其锯成单片的薄板。这样的方法缺点甚多。其一是,这样制造的薄板的质量有不少缺点,因在锯切过程中,薄板特别在木节部位与边缘部位容易擦伤或剥落,要锯切的锯材愈是干燥,这样的损伤就愈大。这样就造成损坏品的比例相当高。
公知方法的另一缺点是成材率相对较低,也即废料所占成分较高。这是由于在每道锯切工序上都要掉落下相当于锯口宽度的废料。如果薄板的厚度例如为4mm,锯口宽度为2.5mm,那么仅此就形成大约40%锯材材料的废料。
现有技术的方法还有一个缺点,即薄板制造过程中要消耗相当多的能量。其原因在于,由于锯口地切缝相当宽,一定要切下许多材料。
另一方面,在一个切割装置中用无锯屑切割方法制造薄板已成公知。然而,过去在这方面所取得的成绩也不太令人满意。这样做一方面虽然由于不采用锯切而提高了成材率,但在另一方面,采用这一方法要形成所谓的“剩余薄板”,也就是说,在按所要求的标称厚度从锯材厚板上切下最大限度数量的薄板以后,要剩下一些厚度小于加工出来的薄板的标称厚度的余料,这些余料不能继续使用,至少在下阶段流程中不能使用。
这样制造出来的薄板质量很差,特别是薄板是在严重翘曲的情况下离开切削装置的,这是由于从锯材厚板上切下的薄板是斜对其原先的输送方向被导引开的。在公知的切割装置上,如何使这种翘曲的薄板以可以接受的费用恢复到不翘曲的、平坦的状态,迄今为止还是个悬而未决的问题。
因而本发明的任务是提供一种方法,这种方法以可以接受的费用提供高质量的薄板,同时可获致最大限度的成材率,并将所需的能源耗费维持尽可能地低。此外,还提供一种能满足上述条件的设备。
按照本发明,上述任务基本上是通过以下方式解决的,即把锯材以无锯屑切割方式切成单片的薄板、加以干燥、随后按需要对干燥过的薄板的一侧或多侧特别是通过磨削进行精加工,各道工序最好连续进行,使各片薄板自动地与连续地通过整套设备。
在本发明另一个优异的发展中,可在无锯屑切割工序的前面加入另一道工序、这工序能使切割最佳化,不发生余料。这一前接工序是使锯材在切割工序之前在含湿量方面进行预处理、特别是进行预干燥以求达到一个均匀的含湿量,锯材的含湿量按各自材质调整到大约40%至60%的范围内,最好约在50%左右。
这种前接工序的另一种方式或附加方式是测量出向切割装置输送的锯材的含湿量,并据此来控制切割参数,特别是在切刀范围内的压紧力与/或切割厚度。用这种方法就可以抵销在其它情况下会导致产生薄板余料的误差。
按本发明的无锯屑切割/干燥/切削精加工、必要时包括前接切割工序的组合有下列优点:
可以制造质量最好的薄板。通过磨削处理的薄板的可见表面具有高的表面质量,现有技术中在木节部位发生的擦伤现象在此处甚至根本不出现;即使有,经过磨削加工,绝大多数擦伤也会被消除了。由于锯材不是象在现有技术中那样在加工前被干燥到含湿量较低的地步,因而在切割时,在木节部位的木材也保持完好无损。
制造薄板过程中所需的能量比在现有技术中的小。在现有技术中,每次切割都会切下锯口宽度的木料,而采用本发明的方法时,由于采用磨削工艺,去掉的材料的厚度只是几分之一毫米;至于在切割装置本身,没有切出材料。切割和随后精加工(磨削)所需的能源消耗小于锯切时所需的能源消耗。
由于薄板是无锯屑切割的,因此在切割装置上实际上并无废料产生;而切割出来的薄板在精整加工中同样也只发生比较小量的废料,因而本发明的方法提供极高的成材率。这还可以通过实现切割最佳化来取得进一步改进,即是使所谓的剩余薄板跟其它薄板具有相同的容差从而能够留在生产流程中跟其它薄板一样继续使用;换言之,采用本发明的方法可完全避免产生剩余薄板。
与常规方法相比,本发明的方法大大降低了材料用量;这样废料要少出50%至80%,因而原材料的成材率就相应提高。
按本发明的方法制造薄板,对木材的保护远比常规方法强。过去特别在木节部位出现的干燥裂痕及加工裂痕,多被消除掉或不复存在。
在采用本发明的方法中,薄板在切割后被干燥,木材的含湿量特别均匀地降低到约在4到8%的范围内,在6%左右,必要时甚至还可更低一些。在常规工艺中,木材在切割或锯切之前进行干燥,当干材含湿量如此之低时,实际上不再可能对材料进行加工,或者只在一定条件下才能进行,也即,质量要相应地受损害。在对锯材厚板进行切割后再对薄板进行干燥还有个优点,即干燥工序中消耗能源较少,这是由于一方面在现有技术中锯切时发生的废料、如锯屑和余料等不跟在一起干燥,另一方面,已被切割好的较薄的材料要比厚得多的厚材料较易干燥。
把干燥工序置于切割工序之后的又一决定性的优点在于,在控制温度的干燥工序中,干燥是在约160℃的温度下进行的,薄板在切割工序中形成的翘曲可以重新复原,从而离开干燥装置的薄板是完全平整的,而不是翘曲的。只有在这个前提条件下,才能有充分经济效益地利用本身是公知的用切刀切割来生产薄板的方法。
本发明的另一特征是基于以下的认识的,即在用切刀无锯屑切割锯材时,薄板的两个侧面中的一个侧面,也即在切割侧那一面,其表面质量要比另一侧的差一些,这是由于在这一侧的表面上的纤维显然在切割装置上被破坏,这导致此后被称为“敞开”的薄板侧面的该侧面具有降低此敞开的薄板侧面的表面质量的小裂纹之类的损伤。按本发明的另一工艺步骤,在切割工序以后,朝向切刀的薄板底面与/或背向切刀的薄板上面被打上标记,例如打上可见标记,这样,在薄板最终加工成成品以前,可以确定薄板的哪一面是敞开的,哪一面是封闭的。在精整加工过程时,这一标记可能消失,因而在精整加工过程以后,必要时应再次打上标记。在薄板上打上标记有助于确保成品中的一个或多个可见表面总是由薄板的封闭面所构成。由此可确保成品的质量始终如一。
后接于干燥装置的精整装置最好包含可分别分开接入以有选择地继续加工最多达四个平行于进给方向的薄板侧面的组成部分。这些组成部分最好由高速磨削装置构成,但特别是薄板窄面也可以由高速铣削装置进行均衡加工。需要时,也可以几个组成部分串联设置。这些组成部分可用于磨、刨、铣,必要时也可用于薄板成型,例如用于除去棱边。各个组成部分可分别分开接入确保只有薄板的那些技术上要求必须进行继续加工的侧面才进行后加工;例如在多层板中,薄板的内表面自然不需要或仅在特殊条件下需要磨削。在精整工序范围内的所有加工均按薄板今后的使用目的来调整,也即加工装置设置得使各侧面及棱边可按照调定不被加工或者在一道工序中进行多次的加工。
本发明的其它有利特征可在下面结合附图对本发明的多个实施例进行进一步的描述中得到阐述。附图中以示意图方式表示:
图1是按照本发明的方法工作的、由锯材生产薄木板的设备的俯视图;
图2是图1的设备中的分选装置的示意侧视图;
图3是本发明的另一实施例的一部分的俯视图。
如图1所示,在此处所述之实施例中,以例如方材、板材、厚板材等的锯材形式出现的锯活首先在处理装置4中进行预干燥或预处理,厚板2不动地排列在该装置4内。处理装置4可以是一个锯材干燥装置,这装置能够按要求在其内一些区域内例如通过喷水或蒸汽来稍许提高木材的含湿量。处理装置的任务是使从处理装置里出来的厚板具有很均匀的含湿量,由此可取得特别良好与精确的切割效果。从处理装置4出来的厚板2的木材的含湿量大致为50%。
厚板经过处理以后就被分散开并传送到总的以标号6标志的切割装置,在此切割装置中,排好的厚板经过一个或多个依次设置的切割工位8。厚板每经过一个切割工位就被切下一片薄板10,厚板2在切割装置6中循环进行(以虚线12表示),直至完全被切割成一片一片的薄板。这种切割装置6基本上是现有技术,因而无需进一步说明。
从厚板2上切割下来的薄板10离开切割装置6以后,自动地被输送到传送装置14上,它们在传送装置上相互平行地并排放置,向干燥装置16传送,并通过该装置。在切割装置6的出口处设置有一个打标记装置18,它给离开切割装置6的薄板10的朝上的一面打上标记。这个朝上的面是薄板的封闭面,在以后使用中适宜作为可见表层面。
随后,尺寸均一的并打上标记的、并排放置的薄板10连续地通过设计成隧道式干燥装置的干燥装置16。该隧道式干燥装置设有温度调节装置,这样就能够在干燥装置内准确地控制温度。从干燥装置16出来的薄板10被非常均匀地干燥到6%左右的木材含湿量。
在图1的实施例中,在薄板10通过隧道式干燥装置的速度为2.5米/分的情况下,对例如厚度为8mm的松木板的干燥温度约为165℃。干燥装置的容积约为1000米3,此处抽气量约为15000米3/小时。沿薄板输送方向看,隧道式干燥装置分成多个、例如三个温度区。待干燥的薄板可以在隧道式干燥装置16中成单层或多层相叠地进行放置。
从干燥装置16出来的薄板10随后通过一个加速冷却薄板的、可以鼓风机形式出现的冷却或空调装置20,以便为此后在精整装置24中的进一步加工取得最佳材料温度。
在冷却装置20之后,还设置一个测量薄板10的干燥数据的含湿量测量点22,以便能够监测和控制干燥装置16按规则动作。为此目的,在含湿量测量点22测得的数据被送往数据检取与存储装置23,数据在那里可以根据指令打印出来,或者进一步用于干燥装置16的温度调节。
从干燥装置16与含湿量测量点22出来的、由于在干燥装置16中经热处理而使翘曲复原从而变得完全平整的、经过干燥的薄板10,通过合适的传送装置被送往精整装置24。这精整装置24在所述实施例中包含最多达四侧面加工的高速磨削装置,它能够以高达150米/分的进给速度对经过干燥的薄板进行连续的进一步加工。本身是公知的高速磨削装置的各个单元是可以分别分开接入的,这样,总是只有那些为以后使用的目的而需要进行这道精整工序的薄板的侧面才被加工到。在精整装置24中,薄板按总数值为1/10mm数量级的非常严格的容差进行加工。如前面所述,可以例如使用高速铣削装置来对薄板进行边缘加工,配合高速磨削装置对薄板的上面和下面进行加工。
薄板在精整装置24中加工后,必要时可在后接于该精整装置24的另一个打标记装置18′上再次打上标记,并被输往总的以标号26标志的分选装置,在分选装置上,薄板根据其品质进行分类,并被导向相应的不同运输路径。分选装置26的结构可从图2中看出。
从精整装置24中出来的薄板10首先被连续不断地送往分选传送线28上,在那里按其质量划分成例如三个质量等级A、B、C。这一分类可自动化地进行,也可由受过相应训练的人员来完成。单片的薄板10相应于它们所划归的质量级别在水平位置上推移,例如可以如下方式进行,即最高质量级别A级的薄板不推移,B级的薄板向左推移,而C级的薄板向右推移。在分选传送线28的端头设有光栅装置30,它对在它下面穿行而过的薄板10的相应位置进行探测,从而取得各薄板10的分类数据,并在必要时加以记录。
经过分选传送线28以后,薄板10被送往循环运行的升降装置32,它按薄板10的各自的质量级别分别送往不同的分类段34、36、38。在分类段34、36、38上分别设置相应的活板40,它们通过一个与光栅装置30连接的控制装置42进行控制。控制装置42的作用是,根据所测得的各薄板10的质量级别的数据,经过相应的延时,促动与相应质量级别相联系的活板40。
在分类段34至38的下面还设有另一个进一步加工的加工段44,它也是可以有选择地加以控制的,这样,此处截留的薄板可被直接送往继续加工的装置、例如连续工作的侧面胶合压机或类似装置。另一方面,在分类段34至38上传送的薄板在堆垛点46堆垛起来,此处设有一个没有详细描述的计数装置,它点数截留在垛上的薄板,并在该垛堆满时即将其输送往下一个升降装置48,升降装置48把薄板垛50送往传送装置52,该传送装置又把各个薄板垛输送到最终的薄板堆放场地54,在那里薄板按其质量级别分类堆放。经过事先分类并分别堆放的薄板随后借助合适的运输装置输送到例如全自动操作的压力机作业线这样的进一步加工作业线。
图3示出一个按本发明的装置在切割装置及在其前接的装置的范围内的另一个实施例。在此实施例中,在切割装置6的前面,在把厚板向此切割装置运送的途中,配置有一个测量锯材厚板含湿量并产生一个相应的电输出讯号的测量点60。这个电输出讯号被输往控制装置62,它根据所测出的含湿量控制切割装置6的一个或多个切割参数;特别是待切割的厚板对切刀的压紧力或切削厚度,可作为适宜于控制的切割参数。通过这种方式,可消除由于木材含湿量的差别而造成的偏差,从而可以实现最佳切割而不致出现余料。
在本文所述的实施例中,各方法步骤是连续进行的。但是,也可以在特定的方法步骤之间插入适宜的中间存放,接着再行送料来完成这些方法步骤。