PL218468B1 - Sposób wytwarzania drewnianych belek i ramiaków konstrukcyjnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania drewnianych belek konstrukcyjnych oraz sposób wytwarzania drewnianych ramiaków konstrukcyjnych, z zastosowaniem zwłaszcza w przemyśle meblarskim.

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.

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.

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.

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.

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.

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 leżakowaniu

PL 218 468 B1 celem osiągnięcia pełnej wytrzymałości spoiny klejowej, wprowadza się do głównego cyklu technologicznego na stanowisku obróbki poprzecznej.

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.

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.

Wynalazki zostaną przybliżone na podstawie poniższych przykładów.

P r z y k ł a d 1

Uruchomienie produkcji belki siedziskowej do mebli tapicerowanych z drewna klejonego typu

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.

Poniżej przedstawiono kolejne etapy technologiczne realizowane na poszczególnych stanowiskach obróbczych; surowcem wyjściowym w procesie jest tarcica sosnowa o przekroju 38 x 150 mm:

1) stanowisko rozcięcia tarcicy na deski o przekroju 37 x 23 mm z użyciem strugarki czterostronnej,

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,

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,

4) stanowisko kalibracji sklejonych desek na wymiar 37 x 21mm, które jest poprzedzone buforem pozwalającym na osiągnięcie pełnej wytrzymałości spoiny klejowej,

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,

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.

P r z y 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 jako

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:

- klasa I - bez wad jako najbardziej pożądana

- klasa II - zawierająca wady dające się naprawić (drobne ubytki, kieszenie żywicy, niedostrugania)

- 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):

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,

2) stanowisko obróbki poprzecznej zawierające formatyzowanie, czopowanie, podcinanie, które jest poprzedzone kontrolą jakości materiału wejściowego - system dwóch skanerów laserowych ze zdefiniowanymi parametrami jakościowymi,

3) stanowisko wiercenia otworów, gniazd oscylacyjnych i wykonania wręgów poprzecznych,

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,

5) stanowiska napraw elementów umiejscowione wzdłuż transportera taśmowego; operatorzy dokonują niezbędnych napraw i odkładają element w odpowiednią przegrodę Klasa I lub III.

W obydwu przykładach, obrabiane elementy są dostarczane na poszczególne stanowiska obróbcze środkami zautomatyzowanego transportu wewnętrznego.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania drewnianych belek konstrukcyjnych o strukturze trzywarstwowej KLK w jednym cyklu technologicznym, według którego, podczas etapu wstępnego, tarcicę rozcina się na deski, korzystnie przy użyciu strugarki czterostronnej, znamienny tym, że

- 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,

- następnie w modułach nacina się frezem czołowe mikrowczepy i klei się je na żądaną długość klejem zawierającym domieszkę z zastosowaniem kontroli klejenia za pośrednictwem kamery UV,

- sklejone na wymaganą długość deski zewnętrzne, po uprzednim leżakowaniu celem osiągnięcia pełnej wytrzymałości spoiny klejowej, kalibruje się na zgrubny wymiar poprzeczny,

- skleja się powierzchniowo połączone na mikrowczepy deski z litymi rdzeniami z zastosowaniem kontroli klejenia za pośrednictwem kamery UV,

- w końcowym etapie, po uprzednim leżakowaniu celem osiągnięcia pełnej wytrzymałości spoiny klejowej, dokonuje się obróbki belek o strukturze KLK na wymiar docelowy przekroju poprzecznego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poszczególne etapy realizuje się w następujących stanowiskach obróbczych, do których obrabiane elementy są dostarczane środkami zautomatyzowanego transportu wewnętrznego:

PL 218 468 B1

- 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

- stanowisko strugania czterostronnego na wymiar docelowy za pośrednictwem strugarki czterostronnej.

3. Sposób wytwarzania drewnianych ramiaków konstrukcyjnych, znamienny 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,

- 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.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że oddzielone na stanowisku optymalizacji elementy gorsze jakościowo - po wycięciu odcinków z wadami - dzieli się na zdrowe moduły, a następnie w modułach nacina się frezem czołowe 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 leżakowaniu celem osiągnięcia pełnej wytrzymałości spoiny klejowej, wprowadza się do głównego cyklu technologicznego na stanowisku obróbki poprzecznej.