CN110202647A - 一种葡萄酒桶用桶材加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于葡萄酒生产加工技术领域或木制品加工技术领域，具体涉及一种葡萄酒桶用桶材加工方法，包括如下步骤：桶材切割，桶材风干，桶材风干后，利用刨木机将桶材表面的风化层剔除，制成精坯；利用桶材成型机在桶材的截面加工成扇面形，本发明在现有酒桶制造工艺的基础上，利用桶材成型机实现了桶材的自动化快速成型，提高了酒桶的制作效率，降低了劳动强度和制造成本。

Description

一种葡萄酒桶用桶材加工方法

技术领域

本发明属于葡萄酒生产加工技术领域或木制品加工技术领域，具体涉及一种葡萄酒桶用桶材加工方法。

背景技术

木质酒桶是用于长期储藏葡萄酒的必备容器，由于是用于储藏液体的容器，因此对密封性要求极高，然而为了不破坏葡萄酒的品质，木桶在制作过程中要求不能使用任何胶粘剂，这就对酒桶的装配精度提出了极高的要求。酒桶一般是由桶壁和桶盖围合而成，而桶壁又是由周向紧密排列的木板（又称桶材）围合而成，其形状是类似于鼓壁的中间宽两端窄的结构，由于酒桶两端的直径小于中部的直径，因此要想让桶材各区段均能紧密贴合，就需要对桶材进行特殊加工，那就是将桶材切割成两端窄中间宽的梭状结构，如图1、2所示，且桶材侧面要加工成斜面以便在装配时使相邻桶材之间沿酒桶径向紧密贴合。另外，为了使酒桶内外壁更加平滑，有时还会在桶材板面上加工出一定弧度，以便在桶材拼合成筒壁时形成一平滑的整圆，而同样由于酒桶各部位直径不同，桶材两端的弧度与中部的弧度也不同，一般为中间弧面半径较大，两端弧面半径较小，且各部位弧面需要平滑过渡。传统桶材切割主要采用人工操作，操作人员凭借操作经验人工控制刀具的走向，这样不仅加工效率低，而且加工精度也得不到保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够一次性加工出桶材侧斜面和弧面的葡萄酒桶用桶材加工方法。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种葡萄酒桶用桶材加工方法，包括如下步骤：

步骤1：桶材切割，将原木沿纵向纹理劈分成木坯，再对木坯进行进一步切割和打磨形成形状规整的长条形木板；

步骤2：桶材风干，将桶材堆放在露天环境下并码垛整齐，确保各桶材之间留有通风间隙，使桶材自然风干25-30个月。

步骤3：桶材风干后，利用刨木机将桶材表面的风化层剔除，制成精坯；

步骤4：利用桶材成型机在桶材的截面加工成扇面形，所述种桶材成型机，包括输送机构、侧切机构和弧面切割机构，所述输送机构用于沿木板长度方向对木板进行输送，所述侧切机构和弧面切割机构设置在木板输送路径旁侧，所述侧切机构包括分置于木板输送路径两侧的两个侧切刀具，两个侧切刀具沿木板宽度方向同步开合设置，所述弧面切割机构位于木板输送路径的上侧或下侧，所述弧面切割机构包括回转刀具，所述回转刀具的转轴与木板的宽度方向垂直，回转刀具的转轴相对于木板长度方向倾斜设置使回转刀具与木板的板面形成斜切配合，且回转刀具的转轴与木板长度方向之间的夹角大小可调；其具体加工方法为：将桶材从输送机构的进料端送入桶材成型机，两个侧切刀具初始工位为相互靠近设置，随着桶材的的持续进给，两个侧切刀具先相互远离，直至切割到桶材的中心位置，然后两个侧切刀再相互靠近直至切割刀桶材尾部；桶材侧面切削完成后进入弧面切割区域，回转刀具首先以第一倾角切入桶材板面，随着桶材的进给，回转刀具逐渐向第二倾角摆动，直至切割到桶材中心位置，随后回转刀具反向摆动直至切割刀桶材尾部，所述第一倾角和第二倾角是指回转刀具与桶材板面之间的夹角，其中第一倾角大于第二倾角；桶材弧面切割完毕后从输送机构的出料端输出，桶材加工完成。

所述回转刀具安装在一摆动支架上，所述摆动支架与固定机架铰接，回转刀具在木板上的切割弧顶位于摆动支架铰接轴的轴线上。

所述弧面切割机构还包括能够根据木板宽度对回转刀具的倾角进行自适应调节的联动控制机构，所述联动控制机构被装配为当木板宽度增大时，回转刀具与木板板面之间的夹角减小，且当木板宽度减小时，回转刀具与木板板面之间的夹角增大。

所述联动控制机构包括设置在木板输送路径两侧的导轮，所述导轮沿竖直轴线转动设置在导轮支架上，所述导轮支架沿木板宽度方向活动设置，所述导轮支架与机架之间设有能够驱使导轮支架向木板输送路径内侧移动的弹性单元，所述导轮支架与摆动支架之间设有传动机构，所述传动机构被装配为当导轮支架向木板输送路径外侧移动时能够驱动摆动支架向第一方向摆动，且当导轮支架向木板输送路径内侧移动时能够驱动摆动支架向第二方向移动，所述第一方向是使回转刀具与木板板面之间夹角减小的方向，所述第二方向是使回转刀具与木板板面之间夹角增大的方向。

所述联动机构包括导轮支架上设置的顶杆，所述顶杆的轴线与摆动支架的铰接轴同轴设置，所述摆动支架的铰接轴为中空的管状结构，且管壁上设有螺旋孔，所述顶杆凸申至铰接轴内，顶杆上设有沿顶杆径向凸伸设置的限位销，所述限位销凸伸至螺旋孔内并与螺旋孔构成滑动配合。

导轮和木板侧面之间的接触线与回转刀具在木板板面上的切割弧顶位于木板的同一断面上。

所述侧切刀具安装在滑块上，所述滑块与水平滑杆构成滑动配合，所述水平滑杆与木板输送路径垂直，所述滑块上设有自上而下逐渐向木板输送路径中心倾斜设置的导杆，所述木板输送路径的下方设有沿竖直方向往复运动设置的驱动块，所述驱动块上设有与导杆构成滑动配合的导套，当驱动块上下运动时能够驱动滑块在滑杆上滑动。

所述两个侧切刀具的刀刃自木板的第一板面向第二板面逐渐收拢设置，所述第二板面是被回转刀具加工的一侧板面。

所述输送机构包括导料槽和输送辊，所述导料槽为多段式间隔设置，所述输送辊包括水平输送辊和竖直输送辊，所述水平输送辊和竖直输送辊交替设置在各段导料槽之间。

所述原木为橡木。

本发明取得的技术效果为：本发明在现有酒桶制造工艺的基础上，利用桶材成型机实现了桶材的自动化快速成型，提高了酒桶的制作效率，降低了劳动强度和制造成本。

附图说明

图1是桶材的立体图；

图2是桶材的端面视图；

图3是本发明的实施例所提供的桶材成型机的立体图；

图4是本发明的实施例所提供的桶材成型机的侧视图；

图5是本发明的实施例所提供的输送机构的立体图；

图6是本发明的实施例所提供的水平输送辊与桶材配合结构示意图；

图7是本发明的实施例所提供的侧切机构的立体图；

图8是本发明的实施例所提供的侧切机构的主视图；

图9是本发明的实施例所提供的弧面切割机构的的立体图；

图10是本发明的实施例所提供的弧面切割机构的俯视图；

图11是本发明的实施例所提供的弧面切割机构的透视图；

图12是本发明的实施例所提供的回转刀具与桶材配合结构侧视图；

图13是本发明的实施例所提供的回转刀具与桶材配合结构主视图，图中虚线为回转刀具的切削路径。

需要特别说明的是，为了便于对本发明的技术方案进行解释和说明，本发明的附图中所有桶材均为已加工后的状态。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图3、4所示，一种桶材成型机，包括输送机构20、侧切机构30和弧面切割机构40，所述输送机构20用于沿木板10长度方向对木板10进行输送，所述侧切机构30和弧面切割机构40设置在木板10输送路径旁侧，所述侧切机构30包括分置于木板10输送路径两侧的两个侧切刀具31，两个侧切刀具31沿木板10宽度方向同步开合设置，所述弧面切割机构40位于木板10输送路径的上侧或下侧，所述弧面切割机构40包括回转刀具41，所述回转刀具41的转轴与木板10的宽度方向垂直，回转刀具41的转轴相对于木板10长度方向倾斜设置使回转刀具41与木板10的板面形成斜切配合，且回转刀具41的转轴与木板10长度方向之间的夹角大小可调，本发明实施例中的侧切刀具31和回转刀具41均由独立的电机进行驱动。本发明利用相互开合设置的两组侧切刀具31对桶材两侧进行切割，通过控制两组侧切刀具31之间间距能够对桶材进行可变宽度的切割，另外本发明利用倾斜设置的回转刀具41对桶材的弧面进行加工，通过控制回转刀具41的倾角实现对弧面曲率的控制，当回转刀具41与桶材之间倾角较大时，切割出的弧面的曲率较大，当回转刀具41与桶材之间倾角较小时，切割出的弧面的曲率较小。需要特别说明的是，回转刀具41在桶材上切割出的弧面并非标准的圆弧，而是如图13所示的椭圆弧，但该椭圆弧与标准圆弧的偏差极小，基本能够做到肉眼不可分辨的程度，完全能够满设计要求，本发明利用椭圆弧代替圆弧能够极大简化设备结构，降低设备制造成本。

优选的，如图7、8所示，所述侧切刀具31安装在滑块32上，所述滑块32与水平滑杆33构成滑动配合，所述水平滑杆33与木板10输送路径垂直，所述滑块32上设有自上而下逐渐向木板10输送路径中心倾斜设置的导杆34，所述木板10输送路径的下方设有沿竖直方向往复运动设置的驱动块35，所述驱动块35上设有与导杆34构成滑动配合的导套，当驱动块35上下运动时能够驱动滑块32在滑杆上滑动，所述驱动块35由活塞缸或直线电机驱动。本发明利用上述结构放大了侧切刀具31的驱动行程，降低了控制难度，提高了控制精度。

优选的，所述两个侧切刀具31的刀刃自木板10的第一板面向第二板面逐渐收拢设置，所述第二板面是被回转刀具41加工的一侧板面。这样能够一次性加工出桶材两侧斜面，简化加工流程，提高加工效率。

如图所示，所述侧切刀具31为圆柱形铣刀，两侧切刀具31的转轴呈八字形布置。除此之外本发明也可以采用锥形铣刀，只需将锥形铣刀的转轴设置为竖直即可。

如图5所示，所述输送机构20包括导料槽21和输送辊，所述导料槽21为多段式间隔设置，所述输送辊包括水平输送辊22和竖直输送辊23，所述水平输送辊22和竖直输送辊23交替设置在各段导料槽21之间，如图6所示，其中位于导料槽21进料端的一水平输送辊22上设有轧缝刀221，所述轧缝刀221的刀面与木板10长度方向平行，所述轧缝刀221沿水平输送辊22周向和轴向交错间隔设置多个，轧缝刀221的长度小于桶材的厚度，一般为桶材厚度的1/2-2/3。导料槽21能够对桶材进行精确定位和引导，输送辊能够为桶材提供向前进给的动力。本发明在水平输送辊22上设置轧缝刀221一方面能够提高输送辊与桶材之间的抓紧力，另一方面能够在桶材上轧出均匀的缝隙，这些缝隙在桶材装配过程中能够为提供一定的收缩余量，使各桶材之间贴合更加精密、匀称。

如图9-13所示，所述回转刀具41安装在一摆动支架42上，所述摆动支架42与固定机架1铰接，所述摆动支架42的摆动行程为2°-5°优选为2°，如图11所示，回转刀具41在木板10上的切割弧顶位于摆动支架42铰接轴421的轴线上，这样无论回转刀具41如何摆动，都能够确保加工弧面的弧顶位于同一水平高度。

进一步的，所述弧面切割机构40还包括能够根据木板10宽度对回转刀具41的倾角进行自适应调节的联动控制机构43，所述联动控制机构43被装配为当木板10宽度增大时，回转刀具41与木板10板面之间的夹角减小，且当木板10宽度减小时，回转刀具41与木板10板面之间的夹角增大。具体的，所述联动控制机构43包括设置在木板10输送路径两侧的导轮431，所述导轮431为圆台状，所述导轮431沿竖直轴线转动设置在导轮支架432上，所述导轮支架432沿木板10宽度方向活动设置，所述导轮支架432与机架之间设有能够驱使导轮支架432向木板10输送路径内侧移动的弹性单元，所述弹性单元为压簧434，所述导轮支架432与摆动支架42之间设有传动机构，所述传动机构被装配为当导轮支架432向木板10输送路径外侧移动时能够驱动摆动支架42向第一方向摆动，且当导轮支架432向木板10输送路径内侧移动时能够驱动摆动支架42向第二方向移动，所述第一方向是使回转刀具41与木板10板面之间夹角减小的方向，所述第二方向是使回转刀具41与木板10板面之间夹角增大的方向。所述联动机构包括导轮支架432上设置的顶杆433，所述顶杆433的轴线与摆动支架42的铰接轴421同轴设置，所述摆动支架42的铰接轴421为中空的管状结构，且管壁上设有螺旋孔422，所述顶杆433凸申至铰接轴421内，顶杆433上设有沿顶杆433径向凸伸设置的限位销435，所述限位销435凸伸至螺旋孔422内并与螺旋孔422构成滑动配合。导轮431和木板10侧面之间的接触线与回转刀具41在木板10板面上的切割弧顶位于木板10的同一断面上。本发明的弧面切割机构能够根据桶材的宽度变化实时调整回转刀具41的切割弧度，无需额外的电控系统，确保桶材宽度与弧面弧度精准匹配的同时，简化了设备结构和控制流程。

基于上述桶材成型机，本发明设计了一种葡萄酒桶用桶材加工方法，包括如下步骤：

步骤1：桶材切割，将原木沿纵向纹理劈分成木坯，再对木坯进行进一步切割和打磨形成形状规整的长条形木板10，所述原木为橡木；

步骤2：桶材风干，将桶材堆放在露天环境下并码垛整齐，确保各桶材之间留有通风间隙，使桶材自然风干25-30个月。

步骤3：桶材风干后，利用刨木机将桶材表面的风化层剔除，制成精坯；

步骤4：利用桶材成型机在桶材的截面加工成扇面形，其具体加工方法为：将桶材从输送机构20的进料端送入桶材成型机，两个侧切刀具31初始工位为相互靠近设置，随着桶材的的持续进给，两个侧切刀具31先相互远离，直至切割到桶材的中心位置，然后两个侧切刀再相互靠近直至切割刀桶材尾部；桶材侧面切削完成后进入弧面切割区域，回转刀具41首先以第一倾角切入桶材板面，随着桶材的进给，回转刀具41逐渐向第二倾角摆动，直至切割到桶材中心位置，随后回转刀具41反向摆动直至切割刀桶材尾部，所述第一倾角和第二倾角是指回转刀具41与桶材板面之间的夹角，其中第一倾角大于第二倾角；桶材弧面切割完毕后从输送机构20的出料端输出，桶材加工完成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (10)

1.一种葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：桶材切割，将原木沿纵向纹理劈分成木坯，再对木坯进行进一步切割和打磨形成形状规整的长条形木板（10）；

步骤2：桶材风干，将桶材堆放在露天环境下并码垛整齐，确保各桶材之间留有通风间隙，使桶材自然风干25-30个月；

步骤3：桶材风干后，利用刨木机将桶材表面的风化层剔除，制成精坯；

步骤4：利用桶材成型机在桶材的截面加工成扇面形，所述种桶材成型机，包括输送机构（20）、侧切机构（30）和弧面切割机构（40），所述输送机构（20）用于沿木板（10）长度方向对木板（10）进行输送，所述侧切机构（301）和弧面切割机构（40）设置在木板（10）输送路径旁侧，所述侧切机构（30）包括分置于木板（10）输送路径两侧的两个侧切刀具（31），两个侧切刀具（31）沿木板（10）宽度方向同步开合设置，所述弧面切割机构（40）位于木板（10）输送路径的上侧或下侧，所述弧面切割机构（401）包括回转刀具（41），所述回转刀具（41）的转轴与木板（10）的宽度方向垂直，回转刀具（41）的转轴相对于木板（10）长度方向倾斜设置使回转刀具（41）与木板（10）的板面形成斜切配合，且回转刀具（41）的转轴与木板（10）长度方向之间的夹角大小可调；其具体加工方法为：将桶材从输送机构（20）的进料端送入桶材成型机，两个侧切刀具（31）初始工位为相互靠近设置，随着桶材的的持续进给，两个侧切刀具（31）先相互远离，直至切割到桶材的中心位置，然后两个侧切刀再相互靠近直至切割刀桶材尾部；桶材侧面切削完成后进入弧面切割区域，回转刀具（41）首先以第一倾角切入桶材板面，随着桶材的进给，回转刀具（41）逐渐向第二倾角摆动，直至切割到桶材中心位置，随后回转刀具（41）反向摆动直至切割刀桶材尾部，所述第一倾角和第二倾角是指回转刀具（41）与桶材板面之间的夹角，其中第一倾角大于第二倾角；桶材弧面切割完毕后从输送机构（20）的出料端输出，桶材加工完成。

2.根据权利要求1所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述回转刀具（41）安装在一摆动支架（42）上，所述摆动支架（42）与固定机架（1）铰接，回转刀具（41）在木板（10）上的切割弧顶位于摆动支架（42）铰接轴（421）的轴线上。

3.根据权利要求2所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述弧面切割机构（40）还包括能够根据木板（10）宽度对回转刀具（41）的倾角进行自适应调节的联动控制机构（43），所述联动控制机构（43）被装配为当木板（10）宽度增大时，回转刀具（41）与木板（10）板面之间的夹角减小，且当木板（10）宽度减小时，回转刀具（41）与木板（10）板面之间的夹角增大。

4.根据权利要求3所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述联动控制机构（43）包括设置在木板（10）输送路径两侧的导轮（431），所述导轮（431）沿竖直轴线转动设置在导轮支架（432）上，所述导轮支架（432）沿木板（10）宽度方向活动设置，所述导轮支架（432）与机架之间设有能够驱使导轮支架（432）向木板（10）输送路径内侧移动的弹性单元，所述导轮支架（432）与摆动支架（42）之间设有传动机构，所述传动机构被装配为当导轮支架（432）向木板（10）输送路径外侧移动时能够驱动摆动支架（42）向第一方向摆动，且当导轮支架（432）向木板（10）输送路径内侧移动时能够驱动摆动支架（42）向第二方向移动，所述第一方向是使回转刀具（41）与木板（10）板面之间夹角减小的方向，所述第二方向是使回转刀具（41）与木板（10）板面之间夹角增大的方向。

5.根据权利要求4所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述联动机构包括导轮支架（432）上设置的顶杆（433），所述顶杆（433）的轴线与摆动支架（42）的铰接轴（421）同轴设置，所述摆动支架（42）的铰接轴（421）为中空的管状结构，且管壁上设有螺旋孔（422），所述顶杆（433）凸申至铰接轴（421）内，顶杆（433）上设有沿顶杆（433）径向凸伸设置的限位销（435），所述限位销（435）凸伸至螺旋孔（422）内并与螺旋孔（422）构成滑动配合。

6.根据权利要求5所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：导轮（431）和木板（10）侧面之间的接触线与回转刀具（41）在木板（10）板面上的切割弧顶位于木板（10）的同一断面上。

7.根据权利要求1所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述侧切刀具（31）安装在滑块（32）上，所述滑块（32）与水平滑杆（33）构成滑动配合，所述水平滑杆（33）与木板（10）输送路径垂直，所述滑块（32）上设有自上而下逐渐向木板（10）输送路径中心倾斜设置的导杆（34），所述木板（10）输送路径的下方设有沿竖直方向往复运动设置的驱动块（35），所述驱动块（35）上设有与导杆（34）构成滑动配合的导套，当驱动块（35）上下运动时能够驱动滑块（32）在滑杆上滑动。

8.根据权利要求1所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述两个侧切刀具（31）的刀刃自木板（10）的第一板面向第二板面逐渐收拢设置，所述第二板面是被回转刀具（41）加工的一侧板面。

9.根据权利要求1所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述输送机构（20）包括导料槽（21）和输送辊，所述导料槽（21）为多段式间隔设置，所述输送辊包括水平输送辊（22）和竖直输送辊（23），所述水平输送辊（22）和竖直输送辊（23）交替设置在各段导料槽（21）之间。

10.根据权利要求1所述的葡萄酒桶用桶材加工方法，其特征在于：所述原木为橡木。