一种木材自动化加工设备及加工方法与流程

本发明属于木材加工技术领域，具体涉及一种木材自动化加工设备及加工方法。

背景技术：

木材加工包括木材切削、木材干燥、木材胶合、木材表面装饰等基本加工技术，以及木材保护、木材改性等功能处理技术。木材切削加工有锯、刨、钻、砂磨等方法，受木材组织、纹理等的影响，切削加工的方法与其他材料有所不同。木材加工时首先需要将圆木切断，然后将表面不规则的圆木段切削成形状规则的方木段。目前在木材加工过程中存在以下的问题：(1)由于圆木段表面形状不规则，难以对圆木段进行有效固定，导致对圆木段进行切削时圆木段容易产生晃动，影响了木材加工效果；(2)对圆木段进行切削后翻转过程中，难以保证对圆木段进行九十度精确翻转，导致切削后的方木段相邻面不垂直，影响了木材加工效果。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种木材自动化加工设备及加工方法，目的在于解决目前在木材加工过程中存在的以下问题：(1)由于圆木段表面形状不规则，难以对圆木段进行有效固定，导致对圆木段进行切削时圆木段容易产生晃动，影响了木材加工效果；(2)对圆木段进行切削后翻转过程中，难以保证对圆木段进行九十度精确翻转，导致切削后的方木段相邻面不垂直，影响了木材加工效果。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种木材自动化加工设备，包括水平的底板，底板上固定安装有两块相互平行的竖直板，竖直板上安装有翻转机构，两块竖直板之间安装有切削机构。底板上位于切削机构两侧对称安装有两个限位机构。

所述翻转机构包括转动安装在竖直板上且轴线与竖直板垂直的圆盘。圆盘上沿其周向均匀安装有若干个支撑杆，支撑杆沿圆盘径向贯穿圆盘且与圆盘滑动配合。支撑杆靠近另一个竖直板的一端固定安装有橡胶块，支撑杆另一端通过平行于圆盘的安装盘固定连接在一起。圆盘上转动安装有沿其轴向贯穿安装盘的调节螺杆。圆盘的外圆周面上固定安装有与其轴线重合的外齿圈。底板上通过支架转动安装有沿圆盘轴向布置的水平轴，水平轴上固定安装有与外齿圈相互啮合的齿轮。外齿圈齿数为齿轮齿数的四倍。底板上通过电机座水平固定安装有驱动电机，驱动电机的输出端与水平轴端部固定连接，驱动电机可以驱动齿轮间歇转动，且每次转动一圈。采用现有的悬吊装置将圆木段悬吊至两个翻转机构之间。通过转动调节螺杆驱动安装盘、支撑杆和橡胶块移动，直至橡胶块抵压到圆木段的端面上，从而通过两个翻转机构对圆木段起到夹持固定的作用。通过驱动电机带动水平轴和齿轮间歇转动，齿轮每次转动一圈，且齿轮每转动一圈的过程中驱动翻转机构和圆木段转动九十度。齿轮停止转动时，通过切削机构对圆木段进行单面切削。

所述切削机构包括两根固定安装在两块竖直板之间的导轨，两个导轨沿圆盘轴向布置且位于同一水平面内。导轨上滑动安装有电动滑块，两个电动滑块之间水平安装有平行于竖直板的切割刀。通过电动滑块在导轨上的移动带动切割刀对圆木段进行水平切割。

作为本发明的一种优选技术方案，所述切割刀沿垂直于圆盘轴线的方向水平贯穿电动滑块且与电动滑块滑动配合。切割刀对圆木段进行水平切割过程中，往复推拉切割刀沿着电动滑块滑动，从而实现了锯切的效果，提高了切割刀的切削效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述切割刀两端安装有端板，端板上安装有第一磁铁块。两块竖直板之间对应每个端板的位置固定安装有平行于导轨的安装条。其中一个安装条上均匀固定安装有若干个与第一磁铁块位置对应的第二磁铁块。另一个安装条上均匀固定安装有若干个与第二磁铁块交错布置的第三磁铁块。电动滑块带动切割刀、端板和第一磁铁块沿着导轨水平移动过程中，第一磁铁块与第二磁铁块间歇性地产生互斥力，第一磁铁块与第三磁铁块间歇性地产生互斥力，通过上述两个互斥力的作用带动切割刀和端板自动往复移动，从而自动实现锯切的效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位机构包括滑动配合在底板上表面的滑动座，滑动座沿圆盘轴向布置且滑动座的滑动方向垂直于圆盘的轴线。滑动座上表面竖直固定安装有沿其长度方向布置的安装板。安装板上远离翻转机构的表面固定安装有若干个垂直于安装板的导向套，导向套内滑动配合有贯穿安装板的限位杆。导向套内部固定安装有支撑环，限位杆位于导向套内的端面与支撑环之间固定连接有支撑弹簧。限位杆另一端固定安装有橡胶片。底板上表面通过支架水平转动安装有双向丝杠，双向丝杠沿滑动座滑动方向布置且贯穿两个滑动座。翻转机构将圆木段两端夹持固定后，通过转动双向丝杠驱动两个滑动座相向移动，滑动座带动安装板、导向套、限位杆、支撑环、支撑弹簧和橡胶片整体朝向圆木段表面移动，直至橡胶片抵压到圆木段表面。橡胶片在圆木段表面的压力下推动限位杆在导向套内滑动，支撑弹簧被压缩。由于不同的橡胶片接触到圆木段表面的位置不同，故限位杆会产生不同距离的滑动；同时支撑弹簧的反作用力通过橡胶片作用在圆木段表面，从而对表面形状不规则的圆木段进行限位。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装板上远离翻转机构的表面固定安装有水平板，水平板上滑动配合有滑动板。滑动板上对应每个导向套的位置固定安装有与导向套端口相互配合的密封块。安装板上转动安装有贯穿滑动板的调节丝杠。橡胶片抵压到圆木段表面后，通过转动调节丝杠驱动滑动板和密封块朝向导向套端口移动，直至密封块塞入导向套端口内，从而使得导向套内部气压恒定。由于导向套内部气压恒定，故限位杆不会在导向套内产生滑动，从而保证了橡胶片始终抵压在圆木段表面，确保了限位机构的限位效果。

本发明提供了一种木材自动化加工方法，采用上述木材自动化加工设备配合完成，包括以下步骤：

步骤一、固定圆木段：通过现有的悬吊设备将圆木段悬吊至两块竖直板之间，通过转动调节螺杆驱动安装盘、支撑杆和橡胶块移动，直至橡胶块抵压到圆木段端面上。通过限位机构对圆木段的外表面进行限位。

步骤二、切削圆木段：通过切削机构对固定状态下的圆木段进行切削，切削完后解除限位机构对圆木段的限位作用。

步骤三、翻转圆木段：通过驱动电机带动齿轮转动一圈，从而带动翻转机构和圆木段翻转九十度。再次通过限位机构对圆木段的外表面进行限位。

步骤四、重复切削：重复步骤二和步骤三完成对圆木段的切削，得到方木段。最后通过转动调节螺杆驱动安装盘、支撑杆和橡胶块移动，使得橡胶块与方木段端面分离，再通过现有的悬吊设备将方木段吊走即可。

(三)有益效果

本发明至少具有如下有益效果：

(1)本发明解决了目前在木材加工过程中存在的以下问题：由于圆木段表面形状不规则，难以对圆木段进行有效固定，导致对圆木段进行切削时圆木段容易产生晃动，影响了木材加工效果；对圆木段进行切削后翻转过程中，难以保证对圆木段进行九十度精确翻转，导致切削后的方木段相邻面不垂直，影响了木材加工效果。

(2)本发明在木材加工过程中，将圆木段切削成方木段时，通过翻转机构对圆木段两端面进行夹持，并通过限位机构对圆木段不规则的外表面进行限位，实现了对圆木段的有效固定，避免了对圆木段进行切削时圆木段产生晃动的情况发生，提高了木材加工效果。

(3)本发明在木材加工过程中，将圆木段切削成方木段时，通过翻转机构对圆木段两端面进行夹持，并通过齿轮驱动翻转机构带动圆木段转动，由于齿轮每转一圈翻转机构带动圆木段转动九十度，且驱动电机可以控制齿轮每次只转动一圈，故能保证切削后的方木段相邻面垂直，提高了木材加工效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例中木材自动化加工设备的第一立体结构示意图；

图2为本发明实施例中木材自动化加工设备的第二立体结构示意图；

图3为本发明实施例中木材自动化加工设备的侧视图；

图4为图2中a处的放大示意图；

图5为本发明实施例中导向套的内部结构示意图；

图6为本发明实施例中木材自动化加工方法的步骤图。

图中：1-底板、2-竖直板、3-翻转机构、31-圆盘、32-支撑杆、33-橡胶块、34-安装盘、35-调节螺杆、36-外齿圈、4-切削机构、41-导轨、42-电动滑块、43-切割刀、44-端板、45-第一磁铁块、46-安装条、47-第二磁铁块、48-第三磁铁块、5-限位机构、51-滑动座、52-安装板、53-导向套、54-限位杆、55-支撑环、56-支撑弹簧、57-橡胶片、58-双向丝杠、59-水平板、510-滑动板、511-密封块、512-调节丝杠、6-水平轴、7-齿轮、8-驱动电机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图5所示，本实施例提供了一种木材自动化加工设备，包括水平的底板1，底板1上固定安装有两块相互平行的竖直板2，竖直板2上安装有翻转机构3，两块竖直板2之间安装有切削机构4。底板1上位于切削机构4两侧对称安装有两个限位机构5。

所述翻转机构3包括转动安装在竖直板2上且轴线与竖直板2垂直的圆盘31。圆盘31上沿其周向均匀安装有若干个支撑杆32，支撑杆32沿圆盘31径向贯穿圆盘31且与圆盘31滑动配合。支撑杆32靠近另一个竖直板2的一端固定安装有橡胶块33，支撑杆32另一端通过平行于圆盘31的安装盘34固定连接在一起。圆盘31上转动安装有沿其轴向贯穿安装盘34的调节螺杆35。圆盘31的外圆周面上固定安装有与其轴线重合的外齿圈36。底板1上通过支架转动安装有沿圆盘31轴向布置的水平轴6，水平轴6上固定安装有与外齿圈36相互啮合的齿轮7。外齿圈36齿数为齿轮7齿数的四倍。底板1上通过电机座水平固定安装有驱动电机8，驱动电机8的输出端与水平轴6端部固定连接，驱动电机8可以驱动齿轮7间歇转动，且每次转动一圈。采用现有的悬吊装置将圆木段悬吊至两个翻转机构3之间。通过转动调节螺杆35驱动安装盘34、支撑杆32和橡胶块33移动，直至橡胶块33抵压到圆木段的端面上，从而通过两个翻转机构3对圆木段起到夹持固定的作用。通过驱动电机8带动水平轴6和齿轮7间歇转动，齿轮7每次转动一圈，且齿轮7每转动一圈的过程中驱动翻转机构3和圆木段转动九十度。齿轮7停止转动时，通过切削机构4对圆木段进行单面切削。

所述切削机构4包括两根固定安装在两块竖直板2之间的导轨41，两个导轨41沿圆盘31轴向布置且位于同一水平面内。导轨41上滑动安装有电动滑块42，两个电动滑块42之间水平安装有平行于竖直板2的切割刀43。切割刀43沿垂直于圆盘31轴线的方向水平贯穿电动滑块42且与电动滑块42滑动配合。切割刀43两端安装有端板44，端板44上安装有第一磁铁块45。两块竖直板2之间对应每个端板44的位置固定安装有平行于导轨41的安装条46。其中一个安装条46上均匀固定安装有若干个与第一磁铁块45位置对应的第二磁铁块47。另一个安装条46上均匀固定安装有若干个与第二磁铁块47交错布置的第三磁铁块48。

通过电动滑块42在导轨41上的移动带动切割刀43对圆木段进行水平切割。电动滑块42带动切割刀43、端板44和第一磁铁块45沿着导轨41水平移动过程中，第一磁铁块45与第二磁铁块47间歇性地产生互斥力，第一磁铁块45与第三磁铁块48间歇性地产生互斥力，通过上述两个互斥力的作用带动切割刀43和端板44自动往复移动，从而实现锯切的效果。

限位机构5包括滑动配合在底板1上表面的滑动座51，滑动座51沿圆盘31轴向布置且滑动座51的滑动方向垂直于圆盘31的轴线。滑动座51上表面竖直固定安装有沿其长度方向布置的安装板52。安装板52上远离翻转机构3的表面固定安装有若干个垂直于安装板52的导向套53，导向套53内滑动配合有贯穿安装板52的限位杆54。导向套53内部固定安装有支撑环55，限位杆54位于导向套53内的端面与支撑环55之间固定连接有支撑弹簧56。限位杆54另一端固定安装有橡胶片57。底板1上表面通过支架水平转动安装有双向丝杠58，双向丝杠58沿滑动座51滑动方向布置且贯穿两个滑动座51。安装板52上远离翻转机构3的表面固定安装有水平板59，水平板59上滑动配合有滑动板510。滑动板510上对应每个导向套53的位置固定安装有与导向套53端口相互配合的密封块511。安装板52上转动安装有贯穿滑动板510的调节丝杠512。

翻转机构3将圆木段两端夹持固定后，通过转动双向丝杠58驱动两个滑动座51相向移动，滑动座51带动安装板52、导向套53、限位杆54、支撑环55、支撑弹簧56和橡胶片57整体朝向圆木段表面移动，直至橡胶片57抵压到圆木段表面。橡胶片57在圆木段表面的压力下推动限位杆54在导向套53内滑动，支撑弹簧56被压缩。由于不同的橡胶片57接触到圆木段表面的位置不同，故限位杆54会产生不同距离的滑动；同时支撑弹簧56的反作用力通过橡胶片57作用在圆木段表面，从而对表面形状不规则的圆木段进行限位。橡胶片57抵压到圆木段表面后，通过转动调节丝杠512驱动滑动板510和密封块511朝向导向套53端口移动，直至密封块511塞入导向套53端口内，从而使得导向套53内部气压恒定。由于导向套53内部气压恒定，故限位杆54不会在导向套53内产生滑动，从而保证了橡胶片57始终抵压在圆木段表面，确保了限位机构5的限位效果。

如图6所示，本实施例还提供了一种木材自动化加工方法，采用上述木材自动化加工设备配合完成，包括以下步骤：

步骤一、固定圆木段：通过现有的悬吊设备将圆木段悬吊至两块竖直板2之间，通过转动调节螺杆35驱动安装盘34、支撑杆32和橡胶块33移动，直至橡胶块33抵压到圆木段端面上。通过限位机构5对圆木段的外表面进行限位。

步骤二、切削圆木段：通过切削机构4对固定状态下的圆木段进行切削，切削完后解除限位机构5对圆木段的限位作用。

步骤三、翻转圆木段：通过驱动电机8带动齿轮7转动一圈，从而带动翻转机构3和圆木段翻转九十度。再次通过限位机构5对圆木段的外表面进行限位。

步骤四、重复切削：重复步骤二和步骤三完成对圆木段的切削，得到方木段。最后通过转动调节螺杆35驱动安装盘34、支撑杆32和橡胶块33移动，使得橡胶块33与方木段端面分离，再通过现有的悬吊设备将方木段吊走即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。