广西上思华林林产工业有限公司 广西防城港 535500
摘要:论述了超薄型高密度纤维板的智能及自动化设备的应用及选型,为国产超薄型高密度纤维板生产线的发展提供了参考。
关键词:高密度纤维板;自动化;智能化设备
超薄型高密度纤维板是以木质纤维为原料,经过纤维制备、施胶施蜡、成型热压、砂光裁板等主要工序压制而成的一种人造板材,其工艺流程与普通中(高)密度纤维板基本一致,但设备要求较高。其主要用于高档烟草、酒类和茶叶等食品和礼品的包装盒体、线路板钻孔底板和电路控制表板等领域。以建设的周边枝丫材、造材剩余物、加工剩余物及次小薪材为主要原料,选用国内外先进的工艺设备及生产技术进行生产。我公司超薄型高密度纤维板生产线引进国外名牌热磨机、热压机、精砂砂光机,国内先进成熟的板坯成型预压、热压、后期处理设备。
1 智能制造关键技术
纤维板生产包含5个主要工段,备料工段,纤维制备工段,调胶、施胶工段,成型、热压工段、冷却工段和砂光、锯切工段。通过在重点环节的智能化改进,使得整个生产工艺流程更加流畅,效率和品质大幅提升。
1.1行走螺旋装置
人造板企业在木片等原料堆存输送上大多采用地坑螺旋出料方式和方形活底料仓出料方式。其中地坑螺旋出料方式需要通过装载机对螺旋进行推料,不能完全实现自动化,操作过程中产生大量灰尘,工人工作环境恶劣,劳动强度大,装载机的日常使用费用也比较高,同时在装载机推料过程中对木片的碾压损耗很大。螺旋装置采用行走螺旋,无需人工辅助,无死角运输木片,具有木片料存储、运输和配料功能,具备储存量大、密闭,其中间过程不需要任何的人工干预,配料稳定,提高生产效率,高效环保,彻底改变行业常规的半人工半自动和灰尘飞扬、工作有死角的埋地螺旋弊病,提高全生产线自动化、智能化和稳定产品质量。
1.2素板智能、自动、立体中间仓
基于智能自动化和二维码技术,在中间仓安装运行轨道,通过智能堆垛系统管理,自动寻找空余堆垛区域,并形成唯一的二维码,记录生产批次、日期、成品规格等信息,后期可实现任意区域和任意批次取板。解决传统中间仓只能从内到外依次对板、从外到内依次取板以及单层堆垛等问题,实现四-五层素板立体堆叠,高度可达5.5m,大大提高中间仓场地使用效率,同时还具有素板追溯、素板存储、素板冷却、素板养生等功能。智能堆垛技术同样可用于成品仓库。
1.3影像自动检板系统
针对人工检板效率低、质量不稳定等问题,应用视觉影像检测技术,对板材进行2次影像检测。热压后形成的大板进入1次检测,检测不合格的大板剔出生产线;检测合格的大板进入翻板冷却机冷却,冷却出板堆垛后,一分为四,并进行2次检测,检测不合格的大板剔出生产线;检测合格由智能堆垛系统送入中间仓库贮存。影像自动检板系统大大提高了检板效率,且多重检板保障了板材质量稳定性。
1.4智能砂光机
素板堆放后由自动堆垛系统送入砂光线进行双面砂光,砂光工序共5道,传统砂光机需人工调整各道砂光厚度,精准度和效率均很低。智能砂光机采用2+4+4的十砂架组合配置工艺,在控制系统输入所需成品厚度,则自动分配各道砂光厚度,板子经粗砂、精砂后能去掉可能有的预固化层且能保证其厚度公差的要求。智能砂光机作业简单,精准度和效率均有明显提高。
1.5干燥机及控制系统
纤维的干燥过程主要采用气流干燥方式。工作时,首先由上道工序将木材边角料等原材料磨成湿纤维,通过进 料管进入干燥机,与干燥的热空气混合,由热空气将湿纤 维中的水分蒸发带走,干燥好的纤维通过干燥管末端的干 燥旋风分离器出口送出至干纤维料仓,热气流则通过分离器顶部排出。控制系统主要采用了模糊算法,通过控制鼓风机风量,来调整干燥管内温度与气流速度,保证纤维干燥的品质与干燥效率。实际运行中控制系统工作稳定,运行速度快,可靠性好,很好满足了干燥机的温度控制要求,对于提高干燥品质,减低能耗有较为明显的效果。
2 设备的选型及效益
核心设备配置了德国迪芬巴赫最新型CPS+热压机、瑞典维美德最新型高效节能EVO系列热磨机、瑞士史丹利蒙最新型satosTSQ系列砂光机和德国安通锯切线设备,为国内外行业技术最为领先的设备,此配置为黄金搭档。
2.1热磨机技术
项目配置瑞典维美德最新型高效节能的 EVO64 热磨机,维美德热磨机为世界最好的制浆设备,纤维产能为35-45绝干吨/小时。该热磨机分离的纤维形态好,高效节能,在同等原料情况下,分离的纤维完整性、形态均匀性都优于其他品牌热磨机,且可比其他热磨机节电15-20Kwh/绝干吨纤维(折合10-15Kwh/m³板),年节电量达350万 Kwh(折合电费约200万元)。
2.2热压机技术
购置德国迪芬巴赫最新型的CPS+热压机,其传热区段增加了双向油缸配置,为之前设备未有之设计,属于国内第一条拥有该技术性能的生产线,增强该项技术性能配置后,生产线除生产传统的高密度纤维板外,还可以生产新型高强度轻质纤维板(目前国内市场暂无该产品)、康纯板,为丰富产品规格、开拓新市场、提高竞争力打下基础。
2.3砂光机智能、技术
瑞士史丹利蒙砂光机为世界上精度最高的砂光机,国内薄板生产线基本上都配置史丹利蒙砂光机。配置史丹利蒙最新型的 satosTSQ 系列砂光机,该型号砂光机配置了压磨垫自动升降系统,可自动调节厚度,不需要人工干预,确保了产品厚度精度和稳定性,提高砂光线自动化、智能化水平。
2.4智能化中间仓储系统
素板中间仓储设备配置同属瑞典美卓 Lukki 系统技术的设备,为国内第四条配置该系统技术的生产线。该系统聚集了工业技术高度自动化和智能化水平,中间过程不需要任何的人工干预,实现按需、自动、智能存放板垛和调取板垛,且可节约 50%的仓储占地面积。配置自动检等、全自动打包设备,可保持成品质量检验稳定性,最大限度减少劳动力,提高生产效率和效益。
结束语
广西上思华林年产25万m³超薄型高密度纤维板的智能化生产线,解决生产线配套的热磨机技术、热压机技术、智能砂光技术、智能化中间仓储系统、新型板坯预热技术、自动化木片储存、配料设备协调应用的问题,加快国内高密度纤维板制造智能化进程。
参考文献:
[1]王东林.中密度纤维板热压智能控制系统的研究[D].北京林业大学,2008.
[2]于志刚.集散控制系统在中密度纤维板热压生产线中的应用研究[D].东北林业大学,2003.
[3]王晓军,姜忠斌.我国中密度纤维板工业发展及其机械制造业技术进步[J].木工机床,2012(02):1-5.