本發(fā)明涉及膠合板壓機(jī)，具體是一種基于木質(zhì)材特性的智能化木結(jié)構(gòu)梁膠合保壓方法。

背景技術(shù)：

1、目前傳統(tǒng)膠合板壓機(jī)，包括拉條、楔形銷、壓座和支撐柱，拉條貫穿壓座和支撐柱上的前后貫穿的間隙，楔形銷插入壓條的孔中，楔形銷抵觸在壓座的側(cè)面?；谏鲜鰝鹘y(tǒng)膠合板壓機(jī)的膠合施壓方法為：拉動(dòng)拉條，拉條帶動(dòng)楔形銷移動(dòng)，楔形銷推動(dòng)壓座，壓座再壓緊多塊待膠合的單板，多塊待膠合的單板被夾持在壓座和支撐柱之間。在使用過程中，發(fā)現(xiàn)由于單板厚度、單板含水率、單板表面粗糙度、單位壓力等多因素影響，傳統(tǒng)的膠合施壓方法難以針對(duì)不同材料的單板和彎曲程度不同的異形梁提供適合且持續(xù)的壓力：即楔形銷插入壓條的孔中，楔形銷插入過緊會(huì)導(dǎo)致壓力過大，單板發(fā)生塑性變形；楔形銷插入過松會(huì)導(dǎo)致壓力過小，膠合不徹底，楔形銷在單板膠合成型過程中(即拉動(dòng)拉條時(shí))也容易從拉條的孔中被擠出，需要再次銷緊；導(dǎo)致木結(jié)構(gòu)梁質(zhì)量不均勻；且人為干預(yù)環(huán)節(jié)多，效率低、產(chǎn)量低下。現(xiàn)針對(duì)以上提出的問題提出一種基于膠合對(duì)象材料特性的智能膠合保壓裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種基于木質(zhì)材特性的智能化木結(jié)構(gòu)梁膠合保壓裝置及方法，本方法可以對(duì)多個(gè)待膠合的單板提供適合且持續(xù)的壓力，根據(jù)客戶需求，可逐步使多塊單板的各個(gè)部位達(dá)到木結(jié)構(gòu)梁客戶需要的造型，對(duì)多塊單板持續(xù)保壓一段時(shí)間后，多塊單板膠合完成，且形成了具有一定形狀的木結(jié)構(gòu)梁；同時(shí)達(dá)到避免木結(jié)構(gòu)梁發(fā)生塑性變形，提高木結(jié)構(gòu)梁內(nèi)部應(yīng)力均勻性的目的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、一種基于木質(zhì)材特性的智能化木結(jié)構(gòu)梁膠合保壓方法，由多個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)a分別對(duì)多塊已涂好膠且待膠合的單板組成的木板5的膠合部位提供持續(xù)壓力；逐步使多塊單板膠合成為結(jié)構(gòu)木梁，對(duì)多塊單板持續(xù)保壓一段時(shí)間后，多塊單板膠合完成；

4、其中，每個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)包括支撐底座1、螺栓拉桿2、墊塊3、壓座4、垂直保持架6、活動(dòng)螺紋頂板7、固定在垂直保持架6靠近活動(dòng)螺紋頂板7、兩個(gè)以上的導(dǎo)柱8、防松螺母9；螺栓拉桿2上具有與活動(dòng)螺紋頂板7和防松螺母9螺紋配合的螺紋部；垂直保持架6靠近活動(dòng)螺紋頂板7一側(cè)的端面上固定有導(dǎo)柱8，活動(dòng)螺紋頂板7在螺栓拉桿2上軸向方向滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)柱8上；螺栓拉桿2的一端是具有與鎖緊套筒11配合的扭轉(zhuǎn)端；

5、施壓系統(tǒng)b包括電機(jī)13、扭力ai計(jì)算模塊14，電機(jī)13的轉(zhuǎn)軸頭部裝有鎖緊套筒11，

6、具體包括以下步驟：

7、步驟1：將多個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)a進(jìn)行如下操作：

8、步驟1.1：調(diào)節(jié)垂直保持架6的位置，使多個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)a中的垂直保持架6按需要結(jié)構(gòu)木梁的形狀排列；垂直保持架6的位置調(diào)節(jié)好后位置固定不動(dòng)；

9、步驟1.2：螺栓拉桿2一端與推力球軸承同軸裝配并相互貼合，之后，螺栓拉桿2的另一端依次穿過墊塊3、壓座4、垂直保持架6、活動(dòng)螺紋頂板7和防松螺母9，且螺栓拉桿2螺紋部與活動(dòng)螺紋頂板7和防松螺母9均是螺紋配合，旋轉(zhuǎn)螺栓拉桿2使活動(dòng)螺紋頂板7在導(dǎo)柱8的引導(dǎo)下與垂直保持架6的端面貼合；

10、步驟1.3：將木板5置于多個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)a中的壓座4和垂直保持架6之間；

11、步驟2：移動(dòng)施壓系統(tǒng)b，使得鎖緊套筒11與多個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)a中的排列在首位的第一個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)中的扭轉(zhuǎn)端同軸配合，啟動(dòng)電機(jī)13，通過鎖緊套筒11帶動(dòng)螺栓拉桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)活動(dòng)螺紋頂板7與垂直保持架6端面之間的作用力越來越大；扭力ai計(jì)算模塊14實(shí)時(shí)根據(jù)電機(jī)13的扭矩，計(jì)算出螺栓拉桿2所受的拉力，并結(jié)合木板5與垂直保持架6的接觸面積，計(jì)算出木板5的應(yīng)力；當(dāng)木板5的應(yīng)力達(dá)到木材彈性屈服應(yīng)力區(qū)間時(shí)電機(jī)立即13停止轉(zhuǎn)動(dòng)。木結(jié)構(gòu)梁中各單板是同一種木材。所述木材彈性屈服應(yīng)力是指與單板相同的木材的彈性屈服應(yīng)力。

12、步驟3：轉(zhuǎn)動(dòng)防松螺母9，使得防松螺母9壓緊在活動(dòng)螺紋頂板7上，實(shí)現(xiàn)對(duì)活動(dòng)螺紋頂板7的限位；

13、步驟4：按照多個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)a中的各持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)排列順序，依次對(duì)第二個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)、第三個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)、第四個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)，直到對(duì)排列在末位的最后一個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)按照步驟2和3依次同樣操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)木板5的鎖緊；

14、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，多個(gè)膠合保壓機(jī)構(gòu)a可以排列成直線形、弧形或是“s”曲線形，當(dāng)排列成直線形時(shí)保壓膠合直形木結(jié)構(gòu)梁，當(dāng)排列成弧形時(shí)保壓膠合弧形木結(jié)構(gòu)梁，當(dāng)排列成“s”形時(shí)保壓膠合“s”造型的異形梁。

15、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，

16、每個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)還包括固定在壓座4與木板5接觸的一面上的橡膠墊，螺栓拉桿2穿過橡膠墊。

17、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，墊塊3通過沉孔及沉頭螺栓連接于壓座4的端面，墊塊3與螺栓拉桿2一端之間設(shè)置推力球軸承，使得螺栓拉桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)帶動(dòng)墊塊3與壓座4轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使得推力球軸承、墊塊3、壓座4僅承受螺栓拉桿2的軸向力。

18、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，墊塊3是樹脂材料或者高韌性橡膠材料制成的高韌性墊塊3，高韌性墊塊3在受壓過程中發(fā)生彈性應(yīng)變，并使得整個(gè)膠合保壓時(shí)間內(nèi)高韌性墊塊3能夠補(bǔ)償木板5的形變，使得木板5應(yīng)力在木材彈性屈服應(yīng)力區(qū)間內(nèi)，而不使得木板5發(fā)生塑性變形。

19、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述施壓系統(tǒng)b還包括副滑軌15、副滑臺(tái)16、主滑臺(tái)17、主滑軌18；主滑臺(tái)17滑動(dòng)設(shè)置在主滑軌18上，副滑軌15固定在主滑臺(tái)17上，副滑臺(tái)16滑動(dòng)設(shè)置在副滑軌15上，主滑軌18與副滑軌15相垂直；電機(jī)13直接設(shè)置在副滑臺(tái)16上，或者電機(jī)13設(shè)置在多自由度機(jī)械臂中的末端機(jī)械臂上，多自由度機(jī)械臂設(shè)置在副滑臺(tái)16上。

20、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述施壓系統(tǒng)b還包括設(shè)置在鎖緊套筒11中的第一定位探頭12與設(shè)置在扭轉(zhuǎn)端的第二定位探頭10，第一定位探頭12和第二定位探頭10相互傳遞位移信號(hào)，確保鎖緊套筒11與螺栓拉桿2的準(zhǔn)確對(duì)位。

21、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，扭力ai計(jì)算模塊14中嵌入了通過試驗(yàn)測試得到的不同木質(zhì)材的彈性屈服應(yīng)力區(qū)間數(shù)據(jù)庫。

22、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，木板5有多個(gè)，以螺栓拉桿2軸線所在的水平面上下對(duì)稱。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

24、該一種基于木質(zhì)材特性的智能化木結(jié)構(gòu)梁膠合保壓裝置及方法能夠在膠合制造不同形狀木架構(gòu)梁時(shí)根據(jù)相應(yīng)木材的彈性形變，通過所形成的不同木質(zhì)材料彈性屈服應(yīng)力區(qū)間數(shù)據(jù)庫調(diào)節(jié)螺栓拉桿鎖緊，使壓座為木結(jié)構(gòu)梁膠合板成型提供合適的壓力，降低成品的次品率，提高木結(jié)構(gòu)梁內(nèi)部應(yīng)力均勻性。

25、本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，將楔形銷改成了高韌性墊塊，由于高韌性墊塊的材料特性，它在受到壓力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生形變，這種形變轉(zhuǎn)化為對(duì)壓座的均勻且逐漸增大的支撐力，緩慢對(duì)木板進(jìn)行施壓，進(jìn)一步防止了快速施加過大的壓力而造成木結(jié)構(gòu)梁的塑性變形，最后通過施壓系統(tǒng)與防松螺母對(duì)高韌性墊塊和壓座的位置進(jìn)行鎖定，壓力趨于穩(wěn)定，此刻高韌性墊塊的支撐力的大小足以支撐壓座為木結(jié)構(gòu)梁提供有效的膠合壓力，又不至過大導(dǎo)致木結(jié)構(gòu)梁發(fā)生塑性變形，保證了木結(jié)構(gòu)梁膠合質(zhì)量，使得木結(jié)構(gòu)梁成品內(nèi)部應(yīng)力整體均勻，進(jìn)一步提高其力學(xué)性能；在轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓拉桿時(shí)，安裝在壓座上的高韌性墊塊也不會(huì)從螺栓拉桿擠出。本發(fā)明在停止轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓拉桿后，防松螺母鎖緊活動(dòng)螺紋頂板，對(duì)活動(dòng)螺紋頂板進(jìn)行限位，確保壓力均勻分布與不衰減。

26、本發(fā)明針對(duì)不同木質(zhì)材料的木結(jié)構(gòu)梁的膠合保壓，可以通過試驗(yàn)形成高韌性墊塊尺寸數(shù)據(jù)集，可保證對(duì)不同木質(zhì)材料的木結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行高質(zhì)量的膠合制造。

27、高韌性墊塊3具體外形尺寸大小與材質(zhì)特性由被膠合的木板5的木質(zhì)材料特性而定，這一對(duì)應(yīng)關(guān)系已通過多種木材膠合試驗(yàn)確定。

28、本發(fā)明在電機(jī)上配備螺栓拉桿鎖緊力與多木質(zhì)材彈性屈服應(yīng)力區(qū)間數(shù)據(jù)庫集成的扭力ai計(jì)算模塊，扭力ai計(jì)算模塊實(shí)時(shí)檢測木結(jié)構(gòu)梁受到的壓力值，壓力實(shí)時(shí)傳輸至旋轉(zhuǎn)電機(jī)，當(dāng)達(dá)到木質(zhì)材彈性屈服應(yīng)力區(qū)間時(shí)，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，這一步十分關(guān)鍵，與高韌性墊塊配合，有效防止壓力過大而造成木結(jié)構(gòu)梁發(fā)生塑性變形，并在螺栓拉桿上安裝防松螺母對(duì)活動(dòng)螺紋頂板進(jìn)行限位，從而為木結(jié)構(gòu)梁提供適合且持續(xù)的均值壓力。

29、本發(fā)明的壓座裝有橡膠墊片，彌補(bǔ)了單木材板之間的尺寸誤差，實(shí)現(xiàn)了木材板之間的徹底膠合。

30、本發(fā)明除了可以膠合雙層木結(jié)構(gòu)梁外，還可以膠合多層木結(jié)構(gòu)梁，以提高產(chǎn)量。

31、本發(fā)明除了使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)鎖緊外，還可以使用多自由度機(jī)械臂來對(duì)螺栓拉桿進(jìn)行定位并鎖緊，特別是在弧形木結(jié)構(gòu)梁或“s”形木結(jié)構(gòu)梁的制造中，可大大提高鎖緊效率。當(dāng)然，此時(shí)多自由度機(jī)械臂中的末端機(jī)械臂上的電機(jī)即帶動(dòng)螺栓拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)木板的鎖緊。

32、持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)工作時(shí)，調(diào)節(jié)垂直保持架的位置，使多個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)中的垂直保持架排列成某一線段圖形，可以是直線形、弧形或是“s”曲線，垂直保持架的位置調(diào)節(jié)好后位置固定不動(dòng)。將已涂好膠的多層板(木板)一端先固定于持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)中的排在首位的第一個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)，螺栓拉桿與推力球軸承同軸裝配并相互貼合，之后，螺栓拉桿的另一端依次穿過高韌性墊塊、壓座、多層板、垂直保持架、活動(dòng)螺紋頂板和鎖緊螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓拉桿使活動(dòng)螺紋頂板在導(dǎo)柱的引導(dǎo)下與垂直保持架的端面貼合。啟動(dòng)施壓系統(tǒng)，施壓系統(tǒng)上的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸頭部裝有鎖緊套筒，鎖緊套筒內(nèi)部裝有第一定位探頭，第一定位探頭自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)第二定位探頭，實(shí)現(xiàn)鎖緊套筒與螺栓拉桿同軸相對(duì)，電機(jī)在滑臺(tái)作用下帶動(dòng)鎖緊套筒與螺栓拉桿的端部(扭轉(zhuǎn)端)的配合，并轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)活動(dòng)螺紋頂板與垂直保持架端面之間的作用力越來越大，電機(jī)上設(shè)置扭力ai計(jì)算模塊，扭力ai計(jì)算模塊可以轉(zhuǎn)化顯示螺栓所受的拉力，當(dāng)拉力達(dá)到木板彈性屈服應(yīng)力區(qū)間時(shí)立即終止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)防松螺母使得防松螺母緊靠活動(dòng)螺紋頂板，實(shí)現(xiàn)對(duì)活動(dòng)螺紋頂板的限位。第二個(gè)、第三個(gè)、第四個(gè)到第n個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)對(duì)多層板的鎖緊過程依次重復(fù)以上步驟，待保壓一定時(shí)間后即可完成膠合。

33、扭力ai計(jì)算模塊14事先導(dǎo)入木材彈性屈服應(yīng)力區(qū)間，當(dāng)螺栓拉桿2所受拉力置于木材彈性屈服應(yīng)力區(qū)間時(shí)即刻控制電機(jī)13停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)防松螺母9進(jìn)行對(duì)活動(dòng)螺紋頂板7的限位。所述的活動(dòng)螺紋頂板7與防松螺母9組成了同螺栓雙螺母鎖緊結(jié)構(gòu)，起到對(duì)螺栓拉桿2的防松作用。扭力ai計(jì)算模塊14保證了螺栓拉桿2所受拉力置于木材彈性屈服應(yīng)力區(qū)間內(nèi)，高韌性墊塊3在受壓過程中也發(fā)生彈性應(yīng)變，這種相互動(dòng)態(tài)作用力使得木板5一直處于彈性屈服應(yīng)變區(qū)間內(nèi)，而不發(fā)生塑性變形。第一個(gè)、第二個(gè)、第三個(gè)直到最后一個(gè)即第n個(gè)持續(xù)膠合保壓機(jī)構(gòu)依次鎖緊，其目的在于趕出膠層面多余應(yīng)力與保證木材膠合面完全貼合。

34、壓座4與木板5接觸的一面固定橡膠墊，用于彌補(bǔ)因單個(gè)木板5在膠合壓力方向上的尺寸誤差，保證了多個(gè)木板5之間膠合過程中都可以緊密貼合。

35、綜上所述，本發(fā)明可以解決傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)梁膠合施壓方法難以針對(duì)不同木質(zhì)材料的木結(jié)構(gòu)梁提供適合且持續(xù)均勻的壓力的問題，達(dá)到避免木結(jié)構(gòu)梁發(fā)生塑性變形，提高木結(jié)構(gòu)梁內(nèi)部應(yīng)力均勻性的目的。