[發明專利]一種原木結構件自動化加工方法及自動化原木加工設備

在審

• 申請號: 201711212324.1
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107957244A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 黃進寶
• 申請（專利權）人: 東莞市富寶家居集團有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司44376
• 代理人: 孫明科

技術領域

本發明涉及機械制造技術領域，具體涉及一種效率高，安全，保證成品質量的原木結構件自動化加工方法及實施該方法的自動化原木加工設備。

背景技術

在當今大環境之下，尤其在中國加入WTO以后，企業越來越面臨全球化競爭，為了在現代競爭市場環境中繼續生存，企業一定要提高自己的競爭力。現在中國制造業的競爭主題進入產量、質量和成本等全面技術競爭時代。

傳統技術中的木材加工普遍存在手工加工或半自動加工，其缺陷是生產效率低、生產周期長。隨著自動化加工的普及，數控加工中心因此而誕生，機械自動化技術已經慢慢地代替了傳統手工作業，但是這類設備，目前還不夠完善，特別是在上料工序、工件夾持裝配工序均需要操作人員進行操作，對于大型工件還需要用到多名人員合力搬抬，或通過起重機械轉移至加工中心，由于工件過于龐大，找準工件水平夾持點的位置就變得相對復雜、繁瑣，因夾持點不準導致工件損壞，更為嚴重的是損壞設備。

本發明需要解決的技術問題：隨著時代的發展，人們生活水平的提高，對于各種木材制品的數量、質量要求越來越高，特別是審美要求越來越高。

一方面，木材的需求量大幅增長，而另一方面，基于環保等考慮，木材的砍伐量、供應量卻快速下降，因此，必須改進傳統木材加工技術，提高木材的利用率；

另一方面，一些名貴的木材產品供不應求，需求量也逐年攀升，而另一方面這些名貴木材的供應量也是快速下滑。這些名貴木材中，常見的包括紅木、桃木、烏木、榆木、楠木、棗木、黃楊木、黃花梨、沉香木、檀木等20余種。這些天然名貴木材，都具有生長緩慢、結構細密、質地堅硬、紋理交錯等特點，是制造高端家具、工藝品及其他產品的原材料，近年來價格屢創新高。

在天然木材(即原木)的加工過程中，使圓木經劈鋸變成方形木材，一般的加工步驟都是先對原木進行干燥、切段，然后是裁板，即制成各種厚度、長寬規格的方木或木板，然后再進行進一步的制品加工。

然而，天然木材在自然生長過程中，其樹干往往不是筆直的，而是具有偏離中心位置的左右彎曲，形成輪廓缺陷；同時，由于鼠、蟲、鳥及風雨等外力作用，在其外部往往會形成結疤、凹陷、樹洞等外部缺陷，而在其內部會形成蟲洞、腐朽空洞、裂隙等內部缺陷。

采用現有木材的加工方法進行加工時，上述的缺陷均需要作為缺陷而加以消除，因此需要對彎曲的部分進行取直，對內部、外部缺陷均進行裁除，造成原木的有效利用率較低，據了解，由于我國木材加工技術的限制，使木材的綜合利用率僅有50％左右。原木浪費現象嚴重，目前國內木材綜合利用率遠低于歐美、日本等發達國家，木材綜合利用率亟待提高，木材加工技術也亟待提升。

由于社會大眾對于木材制品造型、紋理等藝術審美需要的提升，木制品的各種結構件也變得越來越復雜，如果能有效的利用原木天然的形狀、結構，特別是其彎曲、結疤及空洞等缺陷，使圓木無需再經劈鋸、變成方形木材，將其直接制成結構件，就將可以使原木的綜合利用率提高到90％以上。如，利用原木的自然彎曲，制成彎曲的椅子前腿、扶手，以及其他彎曲結構件；利用結疤部分制成雕花、浮雕，利用空洞部分制成凹槽、斜面等，一方面可以提供木材利用率，另一方面可以減少加工量，同時，還可以提升產品的藝術審美價值。

但是，市場上尚無可實現此項木材生產技術及設備。

發明內容

本發明是針對現有技術的上述不足，提供一種材料利用率高、加工量小且可以提升產品的藝術審美價值的原木結構件自動化加工方法，重點是克服傳統技術的偏見，將傳統原木加工中的缺陷轉變為優勢加以合理利用，從而實現將原木的綜合利用率提高到90％以上，產品制造成本降低10％以上，且使產品的藝術審美品位也得到大幅提升。

本發明的目的，還在于提供實施該方法的自動化原木加工設備，實現對原木的自動化測量、分析、規劃和加工，將帶有傳統缺陷的原木直接制成高品質的結構件。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種原木結構件自動化加工方法，包括以下步驟：

(1)備料：預備待加工工件即整段原木，設置一備料機構，該備料機構上設置有取收機構，將被加工件送至該取收機構上；

(2)設置結構件數據庫：該數據庫包括結構件的實體結構與加工工藝數據，加工工藝數據中包括空洞加工數據和表面特性加工數據；

(3)三維整體掃描：設置一可見光掃描及X光透視掃描裝置，對轉移至取收機構上的被加工件進行外形輪廓、外部結疤結構掃描，同時進行內部缺陷(蟲洞、空洞、裂隙或結疤結構)探測；