一种木材表面处理装置及方法与流程

本发明涉及木材表面处理领域，特别涉及一种木材表面处理装置及方法。

背景技术：

实木家具天然环保，纹路美观，广受人们青睐。实木家具的制作流程一般包括，开料-稳定性预处理-干燥-锯切-刨切-砂光-涂装等。其中，砂光过程能够使板材表面光滑平整，便于涂装和后期使用，因此该过程十分重要。对于一般木材可以采用砂光机进行机械化砂光，但是机械化砂光较为粗糙，对材质也存在损伤，尤其不适于珍贵红木家具的处理。因此，提供一种适合于木制家具的砂光方法是十分必要的。

现有技术提供了一种木制家具的砂光方法，通过采用目数由低到高的砂纸依次对木材表面进行打磨，使木材表面达到镜光效果，以便于后期涂装。具体过程包括粗砂、中砂、精砂、细砂和磨光。粗砂采用36-60目的砂纸，使木材表面平整，没有刀痕。中砂采用180-240目的砂纸，使木材表面光滑。精砂采用240-320目的砂纸，使木材表面细腻。细砂采用320-400目的砂纸，使木材表面达到油漆涂装的标准。磨光采用玻璃的新口或锋利的专用刮刀，对木材表面进行反复刮磨，直到达到反光程度，即镜光效果。此时，木材表面能够达到后期涂装的要求。

发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术提供的木制家具砂光方法，其精砂、细砂、磨光过程对技术工人的工艺要求较高，尤其是磨光技能需要至少一年才能掌握，导致木制家具的砂光过程费时费力，成本较高。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能够使木材表面达到镜光效果，且快捷高效的木材表面处理装置及方法，具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种木材表面处理装置，所述装置包括：

水平支架，沿长度方向靠近端部的位置设置有高度可调整的机箱。

金属压辊，两端通过轴承与所述机箱长度方向上的侧壁水平转动连接，所述金属压辊表面硬度大于洛氏硬度40。

第一电机，设置在所述金属压辊的一端，通过差速齿轮与所述金属压辊连接，以驱动所述金属压辊水平转动。

传送组件，包括分别设置在沿所述水平支架长度方向上的多个传送辊，绕过多个所述传送辊的传送带，以及设置在所述金属压辊正下方的定位辊。

第二电机，设置在所述水平支架下方，通过传送链条与一个所述传送辊连接，以驱动所述传送辊水平转动。

加热组件，包括顺次串联的温度传感器和温度控制器，所述温度传感器设置在所述金属压辊上的，通过加热电线使所述加热组件一端连接电源，另一端连接所述金属压辊。

具体地，作为优选，所述机箱侧壁上设置有第一滑轨，所述水平支架与所述机箱的连接部设置有第二滑轨，通过定位螺栓使所述第一滑轨和所述第二滑轨相对固定。

具体地，作为优选，所述金属压辊为铁合金压辊，经过热处理或电镀铬涂层使所述金属压辊的表面硬度大于洛氏硬度40。

具体地，作为优选，所述传送组件包括：位于木材进料前方的第一传送辊和第二传送辊，第一传送带绕过所述第一传送辊和所述第二传送辊。位于木材进料后方的第三传送辊和第四传送辊，第二传送带绕过所述第三传送辊和所述第四传送辊。所述定位辊为金属压辊。

具体地，作为优选，通过所述温度控制器，使所述金属压辊达到170-230℃。

第二方面，本发明实施例提供了一种利用上述装置进行木材表面处理的方法，所述方法包括：

采用36-60目的砂纸，对木材表面进行粗砂打磨。

采用80-240目的砂纸，对经过粗砂打磨的所述木材表面进行中砂打磨。

将经过中砂打磨的所述木材放置在传送带上，利用加热组件将金属压辊加热到170-230℃，通过第一电机驱动所述金属压辊辊压所述木材表面，并通过第二电机驱动传送组件带动所述木材以0.5-8.0m/s的速度水平向前移动，使所述木材表面达到镜光效果。

具体地，作为优选，利用所述加热组件将所述金属压辊加热到180-220℃。

具体地，作为优选，通过所述第二电机驱动所述传送组件，带动所述木材以1.5-5.5m/s的速度水平向前移动。

具体地，作为优选，通过调整机箱高度，使所述金属压辊的最低点低于所述木材表面0.1-2.0mm。

具体地，作为优选，所述金属压辊表面加工有凹槽、凸起或曲线造型中的至少一种。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的木材表面处理装置，通过水平支架为被处理木材和机箱提供支撑，通过高度可调整的机箱将金属压辊调整到合适高度，以便于通过第一电机驱动金属压辊对木材进行辊压，利用金属压辊的挤压增加木材表层的密度，提高木材表层硬度和平整度，便于木材表面涂装。通过第二电机驱动传送辊水平转动，通过定位辊为木材提供支撑，进而通过传送组件带动木材水平向前移动，完成整块木材的辊压。通过加热组件中的加热电线对金属压辊进行加热，并通过温度传感器和温度控制器测量并控制加热温度，从而利用金属压辊的高温使木材表面细小的木纤维炭化，并使木材表层中的树脂溶化，形成一层树脂保护膜，从而提高木材表面光滑度，节省油漆，并使木材表面达到镜光效果。可见，本发明实施例提供的木材表面处理装置，能够使木材表面达到镜光效果，且快捷高效，使用方便，适于规模化推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的木材表面处理装置的主视图；

图2是本发明实施例提供的木材表面处理装置的局部放大图；

图3是本发明实施例提供的金属压辊辊压木材的局部放大图；

图4是本发明实施例提供的金属压辊的局部放大图。

附图标记分别表示：

1水平支架，

101机箱，

2金属压辊，

3第一电机，

301差速齿轮，

4传送组件，

401传送辊，

402传送带，

5第二电机，

501传送链条，

6加热组件，

601温度传感器，

602加热电线，

7木材，

8定位辊，

h木材压缩量。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种木材表面处理装置，如附图1所示，该装置包括：水平支架1，沿长度方向靠近端部的位置设置有高度可调整的机箱101。

金属压辊2，两端通过轴承与机箱101长度方向上的侧壁水平转动连接，金属压辊2表面硬度大于洛氏硬度40。

第一电机3，设置在金属压辊2的一端，通过差速齿轮301与金属压辊2连接，以驱动金属压辊2水平转动。

传送组件4，包括分别设置在沿水平支架1长度方向上的多个传送辊401，绕过多个传送辊401的传送带402，以及设置在金属压辊2正下方的定位辊8。

第二电机5，设置在水平支架1下方，通过传送链条501与一个传送辊401连接，以驱动传送辊401水平转动。

加热组件6，包括顺次串联的温度传感器601和温度控制器，温度传感器601设置在金属压辊2上的，通过加热电线602使加热组件6一端连接电源，另一端连接金属压辊2。

本发明实施例提供的木材表面处理装置的工作原理如下：

将木材7放在传送带402上，调整机箱101位置，使金属压辊2的最低点低于木材表面0.1-2.0mm。启动加热组件6，调节温度控制器，将金属压辊2加热到180-230℃。然后，启动第一电机3和第二电机5，通过传送组件4带动木材7从金属压辊2的下方以0.5-8.0m/s的速度通过，完成木材7的辊压。辊压处理后的木材表面能够达到镜光效果。

本发明实施例提供的木材表面处理装置，通过水平支架1为被处理木材7和机箱101提供支撑，通过高度可调整的机箱101将金属压辊2调整到合适高度，以便于通过第一电机3驱动金属压辊2对木材7进行辊压，利用金属压辊2的挤压增加木材7表层的密度，提高木材7表层硬度和平整度，便于木材表面涂装。通过第二电机5驱动传送辊401水平转动，通过定位辊8为木材提供支撑，进而通过传送组件4带动木材7水平向前移动，完成整块木材7的辊压。通过加热组件6中的加热电线602对金属压辊2进行加热，并通过温度传感器601和温度控制器测量并控制加热温度，从而利用金属压辊2的高温使木材表面的细小的木纤维炭化，并使木材7表层中的树脂溶化，形成一层树脂保护膜，从而提高木材表面光滑度，使木材表面达到镜光效果。可见，本发明实施例提供的木材表面处理装置，能够使木材表面达到镜光效果，且快捷高效，使用方便，适于规模化推广应用。

具体地，为了实现金属压辊2对木材7的辊压，需要使金属压辊2的最低点低于木材表面，以便于通过金属压辊2对木材7施加压力，在保证木材表面平整的基础上，提高木材表面硬度。由于金属压辊2的两端通过轴承与机箱101长度方向上的侧壁水平转动连接，因此需要通过调整机箱101的高度来调节金属压辊2的位置。机箱101高度的调整可以通过多种方式来实现，本发明实施例提供的方式为，机箱101侧壁上设置有第一滑轨，水平支架1与机箱101的连接部设置有第二滑轨，通过定位螺栓使第一滑轨和第二滑轨相对固定。通过调整第一滑轨和第二滑轨的相对位置，使机箱101处于合适高度，然后通过定位螺栓使机箱101固定在该高度处，实现金属压辊2对木材7的辊压。

金属压辊2不仅对木材7施加压力，还需要向木材7传导热量，提高木材表面，从而将木材表面的细小的木纤维炭化，并使木材7表层中的树脂溶化，形成一层树脂保护膜，从而提高木材表面光滑度，使木材表面达到镜光效果。因此，金属压辊2的应选用导热性能较好的铜、铁等。为提高金属压辊2的耐久度，金属压辊2优选为铁合金压辊。同时，为了实现金属压辊2对木材的挤压，需要提高金属压辊2的表面硬度，即经过热处理或电镀铬涂层使金属压辊2的表面硬度大于洛氏硬度40。热处理过程中的淬火工艺可以提高金属压辊2的表面硬度，通过电镀方式在金属压辊2表面镀上一层涂层也可以提高金属压辊2的表面硬度。上述涂层为铬、镍或钴涂层中的一种，优选为铬涂层，以使经高温软化后的木材7表层的木纤维在金属压辊2的挤压下结合更加紧密，从而提高木材7表层的密度，增加木材7表层硬度，使后续的涂装过程更加方便，优化涂装效果。

金属压辊2的驱动力来自于第一电机3，第一电机3与金属压辊2的连接可以通过多种方式来实现，本发明实施例提供的连接方式是通过差速齿轮301连接，通过金属压辊2的水平转动，不断对整块木材7进行高温辊压。

在金属压辊2对木材7进行辊压的同时，由第二电机5驱动的传送组件4也带动木材7水平移动，使木材7不断向前进给，配合金属压辊2完成整块木材7的表面处理。

当金属压辊2对木材7进行辊压时，其正下方需要通过定位辊8为木材7提供支撑。如附图1所示，为金属压辊2与定位辊8的一种配合方式，即定位辊8与其他传送辊401一样，包覆在传送带402的内，定位辊8可以由电机单独驱动，也可以由传送带402带动。也就是说，定位辊8的作用仅在于为金属压辊2挤压木材7时，为木材7提供坚实牢固的支撑，避免木材7出现断裂或无法被挤压的现象，定位辊8的驱动方式既可以是主动也可以是从动。

而附图2提供了金属压辊2与定位辊8的另一种配合方式，此时，传送组件4包括：位于木材7进料前方的第一传送辊和第二传送辊，第一传送带绕过第一传送辊和第二传送辊；位于木材7进料后方的第三传送辊和第四传送辊，第二传送带绕过第三传送辊和第四传送辊；定位辊8为金属压辊2。也就是说，传送组件4划分为两组，分别用于木材7进料前的传送和进料后的传送，进料方向如附图2中箭头所示。而定位辊8为与金属压辊2一样的金属压辊，也具有洛氏硬度大于40的表面，并配有相应的加热组件6。在这种方式下，定位辊8不仅能为木材7提供坚实可靠的支撑，而且可以对木材7的底面进行高温辊压，即该木材表面处理装置能够实现木材7的双面辊压，使木材表面处理过程更加快捷高效，一步到位。

为实现金属压辊2的加热，本发明实施例提供的木材表面处理装置还设置有加热组件6。加热组件6包括顺次串联的温度传感器601和温度控制器，温度传感器601设置在金属压辊2上的，通过加热电线602使加热组件6一端连接电源，另一端连接金属压辊2。具体地，温度控制器可以设置有多个，放置于金属压辊2的端部，用于监测金属压辊2的温度。温度控制器可以采用现有的pcl控制器等，通过温度控制器，使金属压辊2达到170-230℃，以使木材表面的细小的木纤维达到炭化的程度，保证木材表面最终达到镜面效果。

另外，上述金属压辊2还可以安装在四面刨木线机后方的刀轴上，刨切后直接对木材表面进行辊压处理，一次处理后的木材7就可以直接涂装底漆了。或者，可以将该金属压辊2安装在送料装置的后方，通过送料装置代替传送组件4的功能，形成送料-辊压-送料的工序，便于流水作业。其中，金属压辊2的驱动方式可以为主动，也可以是从动，能保证实现对木材表面的辊压即可。

第二方面，本发明实施例提供了一种利用上述木材表面处理装置进行木材表面处理的方法，该方法包括：

采用36-60目的砂纸，对木材表面进行粗砂打磨；

采用80-240目的砂纸，对经过粗砂打磨的木材表面进行中砂打磨；

将经过中砂打磨的木材7放置在传送带402上，利用加热组件6将金属压辊2加热到170-230℃，通过第一电机3驱动金属压辊2辊压木材表面，并通过第二电机5驱动传送组件4带动木材7以0.5-8.0m/s的速度水平向前移动，使木材表面达到镜光效果。

木材7经过粗砂和中砂打磨后，表面已经比较平整光滑，但与达到上底漆的光滑度还相去甚远。此时的木材表面上还有很多细小的木纤维，仔细抚摸木材表面，仍会感到粗糙，不利于底漆的涂刷。因此，需要利用加热组件6将金属压辊2加热到180-220℃，具体可选择180℃、190℃、200℃、210℃、220℃等，对木材表面进行辊压。木材7中的木纤维，在温度达到180℃以后开始炭化，随着温度的提高，炭化程度逐渐提高，颜色也逐渐加深。炭化的同时，高温对于木材表面0.3mm厚的表层还具有软化功能，使木材7表层内的树脂在短时间内溶化，溶化的树脂渗透到木材表面，在金属压辊2的挤压下铺满木材表面，从而形成一层树脂保护膜，提高木材表面光滑度，节省了油漆，并使木材表面达到镜光效果。镜光效果是指木材表面经过打磨后，从某一角度看，具有镜面一样的反光效果。镜光效果不仅便于木材表面的涂装，还能使红木家具更加美观，更具有收藏价值。本发明实施例提供的木材表面处理方法，相当于采用1000目的砂纸对木材表面进行打磨，处理后的木材7进行一次底漆一次面漆的涂装效果，优于传统人工打磨后两次甚至三次底漆一次面漆的涂装效果，应用效果非常好。

木材7经过辊压时，由于金属压辊2的温度较高，不能长时间压在木材表面，以免过度炭化，影响木材的美观。因此，需要通过第二电机5驱动传送组件4，带动木材7以1.5-5.5m/s的速度水平向前移动。移动速度优选为匀速，以保证木材7的各个位置得到相同程度的炭化和辊压。移动速度可选择1.5m/s、2.5m/s、3.5m/s、4.5m/s、5.5m/s等，从而在保证木材表面处理效果的同时，提高木材表面处理效率，节省时间。对于某一红木家具部件，如果进行人工精磨、细磨需要消耗1h的时间，而通过本发明实施例提供的木材表面处理装置对木材进行处理，则只需要10min时间即可达到手工精磨一遍甚至两遍的效果。当然，金属压辊2的辊压过程可以进行多次，以满足不同木材表面的处理要求。

为使金属压辊2能对木材表面施加足够的压力，如附图3所示，应通过调整机箱101高度，使金属压辊2的最低点低于木材表面0.1-2.0mm，即木材压缩量h为0.1-2.0mm。也就是说，金属压辊2的挤压能使木材表面的纤维更加密实，木材7表层0.05-0.2mm厚度处密度明显增大，硬度变大。同时，经过辊压后的木材7，其厚度会缩小0.1-2.0mm。具体地，木材7硬度越大，厚度的缩小量越小，木材7硬度越小，厚度的缩小量越大。因此，根据所加工木材7的硬度，和所需要的加工效果，可以使金属压辊2的最低点低于木材表面0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm等。相应地，待处理的木材7其厚度在加工时也应留出0.1-2.0mm的余量，以使经过表面处理后的木材7厚度刚好能满足使用需求。

本发明实施例提供的木材表面处理方法，目的在于使处理后的木材表面光滑平整，因此所用的金属压辊2表面都是光滑的。在处理平面木材部件时，如木板，金属压辊2即为圆柱形。为了便于表面有线条类装饰的木材部件的加工，金属压辊2表面加工有凹槽、凸起或曲线造型中的至少一种。附图4提供了一种金属压辊2表面的加工样式。可以根据所需木材部件的形状，来设计和组合金属压辊2表面的凹槽、凸起和/或曲线造型，制成不同的金属压辊2模具，以满足形状更复杂的木材部件的加工，扩大木材表面处理装置和方法的应用范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。