仿古木质地板表面刻压痕加工装置及其加工方法
【专利摘要】本发明是仿古木地板表面刻压痕加工装置及其加工方法，结构包括刀片、紧定螺钉、回转刀架、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、螺母、螺杆、拉伸弹簧支架、拉伸弹簧、限位滚轮、滚轮轴、A摆臂、固定轴、固定轴支座、输送皮带、限位螺钉、B摆臂、A支架、B支架、托板、A辊筒、B辊筒；回转刀架为圆柱体结构，沿圆周方向均匀分布有六个径向刀槽，每个刀槽中各安装一只刀片，刀片的刃口长度不相等，各刀片刃口沿回转刀架轴向相互错开，在圆柱面上呈螺旋状排列分布；可选择不同位置刀片和控制各刀片切削角度和切削加工时间，皮带运行速度可无级调节。优点：加工的木地板表面刻压痕形状、分布呈现多样化和随机性，达到手工加工的自然效果，效率高，成本低。
【专利说明】仿古木质地板表面刻压痕加工装置及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种仿古木质地板表面刻压痕加工装置及其加工方法，属于木材加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]仿古木地板是通过艺术设计，在木地板表面用刨、凿、砂、模压等方法加工而成的具有古典风格的木地板，它给人一种古朴典雅的美感，深受消费者的喜爱。仿古木地板作为高端的木地板，其市场需求量越来越大。
[0003]仿古木板表面除了具有由于岁月的流逝所造成的早晚材不均匀收缩形成的凹凸纹理外，还有由于磨损所形成的各种形状的凹槽和刻压痕。目前，对于仿古木地板表面的凹凸纹理、凹槽和刻压痕的加工，已有一些机械的加工方法。对于强化复合木地板采用模压的方法加工出被切开的木材细胞壁上的纹孔和导管所形成的凹凸纹理；对于早晚材明显的实木地板或实木复合地板通常采用钢丝刷或铜丝刷将密度较低的早材部分刷削掉，形成凹凸纹理；对于早晚材不明显的实木地板或实木复合地板通常采用带圆弧刃口的刀具在地板表面刮削出走向和深浅变化的凹槽，俗称“轻破坏”;有些仿古木地板在“轻破坏”的基础上，再用刀具加工出刻压痕，俗称“重破坏”，刻压痕的深度一般为0.2mm?1mm。
[0004]仿古木板表面的刻压痕在木地板表面是随机分布的，不具有规律性，其形状和结构类似于采用刀具随意刻或压产生的痕迹。对于刻压痕的加工主要靠手工制作，加工时地板固定不动，将手工刮刀调整到小后角的状态，然后拉动刮刀在木地板表面方向沿地板长度运动一段距离，由于切削后角小、木材材质不均匀、以及操作工手臂的抖动，就会在地板表面产生断续的刻痕和压痕，然后再在地板表面其它地方重复前述切削动作，就会在地板表面加工出形状、宽度和深度变化多端的分散出现的刻压痕。手工加工仿古木地板表面的刻压痕,生产效率低、劳动强度大、生产成本高，同时对工人还需要有艺术设计能力的要求。
【发明内容】
[0005]本发明提出的是一种仿古效果自然、结构简单可靠、机械化和自动化程度高的仿古木质地板表面刻压痕加工装置及其加工方法，其目的旨在解决现有仿古木地板表面刻压痕加工存在的上述问题。
[0006]本发明的技术解决案是:仿古木地板表面刻压痕加工装置，其特征是包括刀片、紧定螺钉、回转刀架、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、螺母、螺杆、拉伸弹簧支架、拉伸弹簧、限位滚轮、滚轮轴、A摆臂、固定轴、固定轴支座、输送皮带、限位螺钉、B摆臂、A支架、B支架、托板、A辊筒、B辊筒；其中回转刀架为圆柱体结构，最大直径部分的长度大于仿古木地板的宽度，沿圆周方向均匀分布有六个径向刀槽，每个刀槽中各安装一只刀片，刀片由紧定螺钉固定在回转刀架的刀槽中，六只刀片的刃口沿回转刀架的轴线方向相互错开，在圆柱面上呈螺旋状排列分布，六只刀片的刃口处于同一圆周上，六只刀片的刃口长度不相等，选择其中一只刀片与仿古木地板的表面接触；回转刀架的一端安装在蜗轮蜗杆减速器的蜗轮中心孔中，通过键与蜗轮联接；蜗轮蜗杆减速器的蜗杆与伺服电机联接，蜗轮蜗杆减速器固定在A摆臂的一端，A摆臂的另一端与固定轴铰接；回转刀架的另一端与B摆臂的一端铰接，B摆臂的另一端与固定轴铰接，固定轴的两端通过固定轴支座支撑;A摆臂和B摆臂的中间位置固定有一根滚轮轴，滚轮轴的中间位置空套了一只限位滚轮；拉伸弹簧支架上安装一只限位螺钉;A摆臂与垂直安装的拉伸弹簧的下端相连，拉伸弹簧的上端与螺杆相连，螺杆穿过拉伸弹簧支架上端的孔与螺母相连；拉伸弹簧支架、固定轴支座、托板、A辊筒、B辊筒安装在A支架和B支架上。
[0007]其加工方法，包括以下步骤:
I)编制回转刀架的回转程序，编程时选择回转刀架上的不同刀片进入加工位置，同时控制不同刀片的刻压加工时间，以控制某一区域刻压痕沿地板长度方向的分布长度；选择刀片时不按顺序进行，同时不同刀片的切削角度也不相同，以强化刻压痕的形状和分布在木地板表面的随机性，避免出现规律性的变化，将编制好的回转刀架的回转程序输入可编程控制系统。
[0008]2)启动输送皮带运行，同时启动回转刀架的回转程序，将仿古木地板放置在输送皮带上，随输送皮带运行，木地板接触到刀片时，即进行刻压痕加工；随着回转刀架的回转换刀以及不同刀片刻压加工时间的不同，木地板表面就会出现形状和分布没有规律性的刻压痕。
[0009]3)根据木地板的不同材质以及仿古木地板表面刻压痕的深度和分布效果要求，调节拉伸弹簧的张紧度以及输送皮带的运行速度，使仿古木地板表面的刻压痕显得更加自然。
[0010]本发明具有如下优点:
I)本发明通过程序控制，可以选择不同的刀片和不同的切削角度进行木地板刻压痕的加工，使刻压痕的长度、形状以及在地板宽度方向上的分布呈现多样化和随机性；通过控制各刀片的加工时间，从而控制某一区域刻压痕沿地板长度方向的分布长度；同时通过配合调节刀片对木地板的压力和输送皮带的运行速度，使采用本发明的加工装置和方法加工的木地板表面刻压痕的效果达到手工加工的自然效果。
[0011]2)本发明实现了仿古木地板表面刻压痕的机械化、自动化的加工，生产效率大幅度提高、减少了仿古木地板加工的用工人数，降低了劳动强度和生产成本，同时也降低了对工人的技能要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是仿古木地板表面刻压痕的加工装置的俯视图。
[0013]图2是图1中的A-A剖视图。
[0014]图3是图2中的B-B剖视图。
[0015]图4是图2中装有刀片的回转刀架剖面图。
[0016]图5是回转刀架上安装的刀片的展开图。
[0017]图6是仿古木地板表面上的一种刻压痕示意图。
[0018]图中的I是刀片、2是紧定螺钉、3是回转刀架、4是蜗轮蜗杆减速器、5是伺服电机、6是螺母、7是螺杆、8是拉伸弹簧支架、9是拉伸弹簧、10是限位滚轮、11是滚轮轴、12是A摆臂、13是固定轴、14是固定轴支座、15是输送皮带、16是限位螺钉、17是B摆臂、18是A支架、19是B支架、20是托板、21是A辊筒、22是B辊筒。
【具体实施方式】
[0019]如图所示，仿古木地板表面刻压痕的加工装置，其结构包括:刀片1、紧定螺钉2、回转刀架3、蜗轮蜗杆减速器4、伺服电机5、螺母6、螺杆7、拉伸弹簧支架8、拉伸弹簧9、限位滚轮10、滚轮轴11、A摆臂12、固定轴13、固定轴支座14、输送皮带15、限位螺钉16、B摆臂17、A支架18、B支架19、托板20、A辊筒21、B辊筒22，其中刀片I由紧定螺钉2固定在回转刀架3的刀槽中，回转刀架3的一端安装在蜗轮蜗杆减速器4的蜗轮中心孔中，通过键与蜗轮联接；蜗轮蜗杆减速器4的蜗杆与伺服电机5联接，蜗轮蜗杆减速器4固定在A摆臂12的一端，A摆臂12的另一端与固定轴13铰接；回转刀架3的另一端与B摆臂17的一端铰接，B摆臂17的另一端与固定轴13铰接，固定轴13的两端通过固定轴支座14支撑，回转刀架3绕固定轴13摆动，使刀片I实现上下移动。
[0020]拉伸弹簧支架8、固定轴支座14、托板20、A辊筒21、B辊筒22安装在A支架18和B支架19上，托板20起支撑输送皮带15的作用。
[0021]A摆臂12和B摆臂17的中间位置固定有一根滚轮轴11，滚轮轴11的中间位置空套了一只限位滚轮10，当A摆臂12和B摆臂17处于水平位置时，限位滚轮10的下母线高度位置比回转刀架上处于切削位置的刀片I刃口高0.2mm?1mm。
[0022]A摆臂12与垂直安装的拉伸弹簧9的下端相连，拉伸弹簧9的上端与螺杆7相连，螺杆7穿过拉伸弹簧支架8上端的孔与螺母6相连，拉伸弹簧9的张紧度通过旋转螺母6带动螺杆7上下移动进行调节，拉伸弹簧9能平衡一部分回转刀架3、蜗轮蜗杆减速器4、伺服电机5、A摆臂12、B摆臂17、限位滚轮10、滚轮轴11所构成组件的重量，减轻刀片对木地板的压力，同时还能使回转刀架3产生上下跳动和振荡，使木地板表面产生断续的刻痕和压痕，而不是连续的凹槽。
[0023]通过调节刀片I刃口相对于回转刀架3中心轴线的径向位置，来调节限位滚轮10的下母线高度位置与回转刀架上处于切削位置的刀片I刃口的高度差，以控制仿古木地板表面刻压痕的最大深度。
[0024]限位滚轮10同时能保证回转刀架转位换刀时，回转刀架3不会被卡住；在拉伸弹簧支架8上安装有一只限位螺钉16，限制A摆臂12向下摆动的最低位置，防止刀片I与输送皮带15接触而损伤皮带。
[0025]伺服电机5由可编程控制系统驱动回转，以选择回转刀架3上的不同刀片进行刻压痕的加工，同时控制不同刀片选择不同的切削角度和切削加工时间。输送皮带15的运行速度可在2m/min?30m/min的范围内无级调节。
[0026]仿古木地板表面刻压痕加工方法的步骤如下:
首先，编制回转刀架3的回转程序，编程时选择回转刀架3上的不同刀片进入加工位置，同时控制不同刀片的刻压加工时间，以控制某一区域刻压痕沿地板长度方向的分布长度；选择刀片时不按顺序进行，同时不同刀片的切削角度也不相同，以强化刻压痕的形状和分布在木地板表面的随机性，避免出现规律性的变化；将编制好的回转刀架3的回转程序输入可编程控制系统。
[0027]然后，启动输送皮带15运行，同时启动回转刀架3的回转程序，将仿古木地板放置在输送皮带15上，随输送皮带15运行，木地板接触到刀片时，即进行刻压痕加工；随着回转刀架3的回转换刀以及不同刀片刻压加工时间的不同，木地板表面就会出现形状和分布没有规律性的刻压痕。
[0028]在加工过程中，根据木地板的不同材质以及仿古木地板表面刻压痕的深度和分布效果要求，调节拉伸弹簧9的张紧度以及输送皮带15的运行速度，使仿古木地板表面的刻压痕显得更加自然。
[0029]通过程序控制，可以选择不同的刀片和不同的切削角度进行木地板刻压痕的加工，使刻压痕的长度、形状以及在地板宽度方向上的分布呈现多样化和随机性；通过控制各刀片的加工时间，从而控制某一区域刻压痕沿地板长度方向的分布长度；同时通过配合调节刀片对木地板的压力和输送皮带的运行速度，使采用本发明的加工装置和方法加工的木地板表面刻压痕的效果达到手工加工的效果。
[0030]实现了仿古木地板表面刻压痕的机械化、自动化的加工，生产效率大幅度提高、减少了仿古木地板加工的用工人数，降低了劳动强度和生产成本，同时也降低了对工人的技能要求。
[0031]仿古木地板表面刻压痕加工装置适用于表面已经完成凹槽加工的仿古实木地板和仿古实木复合地板，对其表面进行刻压痕的进一步加工。
实施例
[0032](I)采用一种由刀片1、紧定螺钉2、回转刀架3、蜗轮蜗杆减速器4、伺服电机5、螺母6、螺杆7、拉伸弹簧支架8、拉伸弹簧9、限位滚轮10、滚轮轴11、A摆臂12、固定轴13、固定轴支座14、输送皮带15、限位螺钉16、B摆臂17、A支架18、B支架19、托板20、A辊筒21、B辊筒22组成的仿古木地板表面刻压痕加工装置，回转刀架3为圆柱体结构，最大直径部分的长度大于仿古木地板的宽度，沿圆周方向均匀分布有六个径向刀槽，每个刀槽中各安装一只刀片1，刀片I由紧定螺钉2固定在回转刀架3的刀槽中，六只刀片I的刃口沿回转刀架3的轴线方向相互错开，在圆柱面上呈螺旋状排列分布，六只刀片I的切削刃口处于同一圆周上，六只刀片I的刃口长度不相等；回转刀架3的一端安装在蜗轮蜗杆减速器4的蜗轮中心孔中，通过键与蜗轮联接；蜗轮蜗杆减速器4的蜗杆与伺服电机5联接，蜗轮蜗杆减速器4由伺服电机5驱动，带动回转刀架3转动，选择不同位置的刀片1，使六只刀片I中的一只刀片转到与仿古木地板表面接触的位置；蜗轮蜗杆减速器4固定在A摆臂12的一端，A摆臂12的另一端与固定轴13铰接；回转刀架3的另一端与B摆臂17的一端铰接，B摆臂17的另一端与固定轴13铰接，固定轴13的两端通过固定轴支座14支撑，回转刀架3绕固定轴13摆动，使刀片I实现上下移动；拉伸弹簧支架8、固定轴支座14、托板20、A辊筒21、B辊筒22安装在支架18和B支架19上，托板20起支撑输送皮带15的作用。A摆臂12和B摆臂17的中间位置固定有一根滚轮轴11，滚轮轴11的中间位置空套了一只限位滚轮10，当A摆臂12和B摆臂17处于水平位置时，限位滚轮10的下母线高度位置比回转刀架上处于切削位置的刀片I刃口高0.2mm?Imm ;通过调节刀片I刃口相对于回转刀架3中心轴线的径向位置，来调节限位滚轮10的下母线高度位置与回转刀架上处于切削位置的刀片I刃口的高度差，以控制仿古木地板表面刻压痕的最大深度；限位滚轮10同时能保证回转刀架转位换刀时，回转刀架3不会被卡住；在拉伸弹簧支架8上安装有一只限位螺钉16，限制A摆臂12向下摆动的最低位置，防止刀片I与输送皮带15接触而损伤皮带。A摆臂12与垂直安装的拉伸弹簧9的下端相连，拉伸弹簧9的上端与螺杆7相连，螺杆9穿过拉伸弹簧支架8上端的孔与螺母6相连，拉伸弹簧9的张紧度通过旋转螺母6带动螺杆7上下移动进行调节，拉伸弹簧9能平衡一部分回转刀架3、蜗轮蜗杆减速器4、伺服电机5、A摆臂12、B摆臂17、限位滚轮10、滚轮轴11所构成组件的重量，减轻刀片对木地板的压力，同时还能使回转刀架3产生上下跳动和振荡，使木地板表面产生断续的刻痕和压痕，而不是连续的凹槽；伺服电机5由可编程控制系统驱动回转，以选择回转刀架3上的不同刀片进行刻压痕的加工，同时控制不同刀片选择不同的切削角度和切削加工时间；输送皮带15的运行速度可在2m/min?30m/min的范围内无级调节。
[0033](2)编制回转刀架3的回转程序，编程时选择回转刀架3上的不同刀片进入加工位置，同时控制不同刀片的刻压加工时间，以控制某一区域刻压痕沿地板长度方向的分布长度；选择刀片时不按顺序进行，同时不同刀片的切削角度也不相同，以强化刻压痕的形状和分布在木地板表面的随机性，避免出现规律性的变化；将编制好的回转刀架3的回转程序输入可编程控制系统。
[0034](3)启动输送皮带15运行，同时启动回转刀架3的回转程序，将仿古木地板放置在输送皮带15上，随输送皮带15运行，木地板接触到刀片时，即进行刻压痕加工；随着回转刀架3的回转换刀以及不同刀片刻压加工时间的不同，木地板表面就会出现形状和分布没有规律性的刻压痕。
[0035](4)根据木地板的不同材质以及仿古木地板表面刻压痕的深度和分布效果要求，调节拉伸弹簧9的张紧度以及输送皮带15的运行速度，使仿古木地板表面的刻压痕显得更加自然。
【权利要求】
1.仿古木地板表面刻压痕加工装置，其特征是包括刀片、紧定螺钉、回转刀架、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、螺母、螺杆、拉伸弹簧支架、拉伸弹簧、限位滚轮、滚轮轴、A摆臂、固定轴、固定轴支座、输送皮带、限位螺钉、B摆臂、A支架、B支架、托板、A辊筒、B辊筒；其中回转刀架为圆柱体结构，最大直径部分的长度大于仿古木地板的宽度，沿圆周方向均匀分布有六个径向刀槽，每个刀槽中各安装一只刀片，刀片由紧定螺钉固定在回转刀架的刀槽中；回转刀架的一端安装在蜗轮蜗杆减速器的蜗轮中心孔中，通过键与蜗轮联接；蜗轮蜗杆减速器的蜗杆与伺服电机联接，蜗轮蜗杆减速器固定在A摆臂的一端，A摆臂的另一端与固定轴铰接；回转刀架的另一端与B摆臂的一端铰接，B摆臂的另一端与固定轴铰接，固定轴的两端通过固定轴支座支撑；拉伸弹簧支架、固定轴支座、托板、A棍筒、B棍筒安装在A支架和B支架上。
2.根据权利要求1所述的仿古木地板表面刻压痕加工装置，其特征是所述六只刀片的刃口沿回转刀架的轴线方向相互错开，在圆柱面上呈螺旋状排列分布，六只刀片的切削刃口处于同一圆周上，六只刀片的刃口长度不相等，选择其中一只刀片与仿古木地板的表面接触。
3.根据权利要求1所述的仿古木地板表面刻压痕加工装置，其特征是所述A摆臂和B摆臂的中间位置固定有一根滚轮轴，滚轮轴的中间位置空套了一只限位滚轮，当A摆臂和B摆臂处于水平位置时，限位滚轮的下母线高度位置比回转刀架上处于切削位置的刀片刃口高0.2mm?Imm ;通过调节刀片刃口相对于回转刀架中心轴线的径向位置,来调节限位滚轮的下母线高度位置与回转刀架上处于切削位置的刀片刃口的高度差，以控制仿古木地板表面刻压痕的最大深度；限位滚轮同时能保证回转刀架转位换刀时，回转刀架不会被卡住；在拉伸弹簧支架上安装有一只限位螺钉，限制A摆臂向下摆动的最低位置，防止刀片与输送皮带接触而损伤皮带。
4.根据权利要求1所述的仿古木地板表面刻压痕加工装置，其特征是所述A摆臂与垂直安装的拉伸弹簧的下端相连，拉伸弹簧的上端与螺杆相连，螺杆穿过拉伸弹簧支架上端的孔与螺母相连，拉伸弹簧的张紧度通过旋转螺母带动螺杆上下移动进行调节，拉伸弹簧能平衡一部分回转刀架、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、A摆臂、B摆臂、限位滚轮、滚轮轴所构成组件的重量，减轻刀片对木地板的压力，同时还能使回转刀架产生上下跳动和振荡，使木地板表面产生断续的刻痕和压痕，而不是连续的凹槽。
5.根据权利要求1所述的仿古木地板表面刻压痕加工装置，其特征是所述伺服电机由可编程控制系统驱动回转，以选择回转刀架上的不同刀片进行刻压痕的加工，同时控制不同刀片选择不同的切削角度和切削加工时间。
6.根据权利要求1所述的仿古木地板表面刻压痕加工装置，其特征是所述输送皮带的运行速度在2m/min?30m/min的范围内无级调节。
7.如采用权利要求1所述的仿古木质地板表面刻压痕加工装置进行加工的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: I)编制回转刀架的回转程序，编程时选择回转刀架上的不同刀片进入加工位置，同时控制不同刀片的刻压加工时间，以控制某一区域刻压痕沿地板长度方向的分布长度；选择刀片时不按顺序进行，同时不同刀片的切削角度也不相同，以强化刻压痕的形状和分布在木地板表面的随机性，避免出现规律性的变化，将编制好的回转刀架的回转程序输入可编程控制系统； 2)启动输送皮带运行，同时启动回转刀架的回转程序，将仿古木地板放置在输送皮带上，随输送皮带运行，木地板接触到刀片时，即进行刻压痕加工；随着回转刀架的回转换刀以及不同刀片刻压加工时间的不同，木地板表面就会出现形状和分布没有规律性的刻压痕； 3)根据木地板的不同材质以及仿古木地板表面刻压痕的深度和分布效果要求，调节拉伸弹簧的张紧度以及输送皮带的运行速度，使仿古木地板表面的刻压痕显得更加自然。
【文档编号】B27M1/00GK104191489SQ201410359746
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】王宝金, 曹利亚, 李绍成, 徐伟, 黄琼涛, 孙宏南, 蔡琦 申请人:南京林业大学, 广东省宜华木业股份有限公司