[发明专利]一种原木结构件自动化加工方法及自动化原木加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及一种效率高，安全，保证成品质量的原木结构件自动化加工方法及实施该方法的自动化原木加工设备。

背景技术

在当今大环境之下，尤其在中国加入WTO以后，企业越来越面临全球化竞争，为了在现代竞争市场环境中继续生存，企业一定要提高自己的竞争力。现在中国制造业的竞争主题进入产量、质量和成本等全面技术竞争时代。

传统技术中的木材加工普遍存在手工加工或半自动加工，其缺陷是生产效率低、生产周期长。随着自动化加工的普及，数控加工中心因此而诞生，机械自动化技术已经慢慢地代替了传统手工作业，但是这类设备，目前还不够完善，特别是在上料工序、工件夹持装配工序均需要操作人员进行操作，对于大型工件还需要用到多名人员合力搬抬，或通过起重机械转移至加工中心，由于工件过于庞大，找准工件水平夹持点的位置就变得相对复杂、繁琐，因夹持点不准导致工件损坏，更为严重的是损坏设备。

本发明需要解决的技术问题：随着时代的发展，人们生活水平的提高，对于各种木材制品的数量、质量要求越来越高，特别是审美要求越来越高。

一方面，木材的需求量大幅增长，而另一方面，基于环保等考虑，木材的砍伐量、供应量却快速下降，因此，必须改进传统木材加工技术，提高木材的利用率；

另一方面，一些名贵的木材产品供不应求，需求量也逐年攀升，而另一方面这些名贵木材的供应量也是快速下滑。这些名贵木材中，常见的包括红木、桃木、乌木、榆木、楠木、枣木、黄杨木、黄花梨、沉香木、檀木等20余种。这些天然名贵木材，都具有生长缓慢、结构细密、质地坚硬、纹理交错等特点，是制造高端家具、工艺品及其他产品的原材料，近年来价格屡创新高。

在天然木材(即原木)的加工过程中，使圆木经劈锯变成方形木材，一般的加工步骤都是先对原木进行干燥、切段，然后是裁板，即制成各种厚度、长宽规格的方木或木板，然后再进行进一步的制品加工。

然而，天然木材在自然生长过程中，其树干往往不是笔直的，而是具有偏离中心位置的左右弯曲，形成轮廓缺陷；同时，由于鼠、虫、鸟及风雨等外力作用，在其外部往往会形成结疤、凹陷、树洞等外部缺陷，而在其内部会形成虫洞、腐朽空洞、裂隙等内部缺陷。

采用现有木材的加工方法进行加工时，上述的缺陷均需要作为缺陷而加以消除，因此需要对弯曲的部分进行取直，对内部、外部缺陷均进行裁除，造成原木的有效利用率较低，据了解，由于我国木材加工技术的限制，使木材的综合利用率仅有50％左右。原木浪费现象严重，目前国内木材综合利用率远低于欧美、日本等发达国家，木材综合利用率亟待提高，木材加工技术也亟待提升。

由于社会大众对于木材制品造型、纹理等艺术审美需要的提升，木制品的各种结构件也变得越来越复杂，如果能有效的利用原木天然的形状、结构，特别是其弯曲、结疤及空洞等缺陷，使圆木无需再经劈锯、变成方形木材，将其直接制成结构件，就将可以使原木的综合利用率提高到90％以上。如，利用原木的自然弯曲，制成弯曲的椅子前腿、扶手，以及其他弯曲结构件；利用结疤部分制成雕花、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，另一方面可以减少加工量，同时，还可以提升产品的艺术审美价值。

但是，市场上尚无可实现此项木材生产技术及设备。

发明内容

本发明是针对现有技术的上述不足，提供一种材料利用率高、加工量小且可以提升产品的艺术审美价值的原木结构件自动化加工方法，重点是克服传统技术的偏见，将传统原木加工中的缺陷转变为优势加以合理利用，从而实现将原木的综合利用率提高到90％以上，产品制造成本降低10％以上，且使产品的艺术审美品位也得到大幅提升。

本发明的目的，还在于提供实施该方法的自动化原木加工设备，实现对原木的自动化测量、分析、规划和加工，将带有传统缺陷的原木直接制成高品质的结构件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种原木结构件自动化加工方法，包括以下步骤：

(1)备料：预备待加工工件即整段原木，设置一备料机构，该备料机构上设置有取收机构，将被加工件送至该取收机构上；

(2)设置结构件数据库：该数据库包括结构件的实体结构与加工工艺数据，加工工艺数据中包括空洞加工数据和表面特性加工数据；

(3)三维整体扫描：设置一可见光扫描及X光透视扫描装置，对转移至取收机构上的被加工件进行外形轮廓、外部结疤结构扫描，同时进行内部缺陷(虫洞、空洞、裂隙或结疤结构)探测；