从锯切开料到数控开料,板材开料工艺的技术大变革!

开料是指按板件尺寸和质量的要求,将各种人造板基材或贴面实心人造板材锯制成各种规格和形状毛料的加工过程。它是板式家具生产过程中的第一个环节, 直接影响板式家具的外观、品质与性能。

 

1.家具的开料工艺

 

在家具生产中,提高板材的利用率、降低生产成本尤为重要,大板在开料前应进行详尽的规划,根据产品的产量、质量要求及生产设备情况,选取相应的裁板设备和裁切方案,得到后续生产所需的板件毛坯或净料。

板式家具的开料或配料的方式,大致可归纳为单一配料法和综合配料法(图5-1)两种。单一配料是指在一块人造板材上只锯截出一种规格的毛料,操作简单、生产效率较高,但板材利用率较低、材料浪费大,是批量配料常用的一种方法。

综合配料是指在一种幅面的人造板材上锯截出几种不同规格的毛料,板材利用率高、能保证配料质量,但操作技术水平要求较高。

在实际生产中,一般采用综合配料法。不考虑纤维方向和天然缺陷,只按人造板幅面和部件尺寸规划出合理的开料方案。为了提高生产效率,并使材料损失最少,常采用排料图软件或微电脑处理机,软件自动确定出最佳锯截方案,缩短了开料时间,提高了毛料出材率。

开料方式目前主要有两种,一种是锯切开料,另一种是数控开料,前者是通过锯片高速运转,形成强大锯切力,进而完成板件的切割;后者是通过计算机技术的精确智导,控制刀具按照预设线路进行板件的切割。

相对两种开料方式的是两种开料设备,即锯切开料设备,包括推台锯、电子开料锯等;与数控开料设备,主要是指加工中心,这类加工中心通常具有自动抓料送板、自动校准定位的功能。

 

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图5-1 人造板的配料方法

(a)单一配料法;(b)综合配料法

 

2.锯切开料与相关设备

 

定制家具是板式家具的一种特殊形式,定制意味着板材的规格不一样,小批量生产,同时要求制造周期短,对设备的灵活性和柔性要求很高,这就需要采用上文提到的综合配料法。因此,为了适应定制化生产,按零件的形状、结构、尺寸、工艺的相似性将零件归并成组(族),按照零件组(族)制定工艺进行加工生产,扩大批量、减少品种,实现“多订单同批次生产”,实现了即时化生产和柔性化生产。

定制家具常用的锯切开料设备主要有推台锯,精度不高但灵活性高,是广大家具制造厂开料的基础设备;电子开料锯,精度高,速度快,最为常用。

 

2.1精密推台锯

 

推精密推台锯的主机部分包括床身、工作台、纵剖横截导板、主锯、划线锯、传动等部件。结构和工作原理同普通圆锯机大同小异,并且可以单独作为普通圆锯机使用。加工尺寸一般分为2700mm、3200mm和3800mm。

精密推台锯的主要结构特点是使用两个锯片,即主锯片和划线锯片。当进行切削加工时,划线锯提前进行锯切,在被加工板件的底面先锯划出深度为1~2mm、宽度比主锯片厚0.1~0.2mm的沟槽,以保证主锯片切削时锯口边缘不会撕裂,从而获得良好的锯切质量。划线锯片直径较小,通常为120mm左右,由单独的电机驱动。其锯片转速一般在9000r/min以上,切削速度一般为56~60m/s。

精密推台锯的另一个主要结构特点是划线锯片和主锯片定不动,用手推动载有被加工板件的铝型材制做的移动工作台前后移动,实现锯削加工。由于移动工作台的导轨采用殊的结构,所以手动推动进给时轻便省力,并且加工精度很高。

精密推台锯的床身大多采勇厚度为5~6mm的钢板焊接而成,稳定美观,能够保证其早锯切加工种不产生倾斜和扭曲变形固定工作台固定于床身的顶部,采川铸造件,要求平整、不变形,并设有纵削导板及其调节机构。

 

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图5-2 精密推台锯

2.2数控精密推台锯
 

数控型推台锯(图5-3)采用CNC技术,在加工精度上,主锯片及溜板座均为数控电动调节,裁板线性精度达到0.1mm,角度精度为0.1°。在效率上,添加人体工学数控面板后,无论是主锯片升降,裁切尺寸与斜切角度设定,还是机器的开启关闭等,都可以通过数控面板轻松完成。定尺只需输入尺寸数字,按启动键两步即可完成,比传统推台锯速度快5倍,效率大大提高。

在加工板材上,98%以上达标率,减少了工人操作误差,同时还可加工异型板件。在人员配置上,工人技术要求低,一人可操控多台数控型推台锯,成本低,数控操作,降低了劳动强度。在粉尘控制上,自带除尘装置,可吸附90%的粉尘。在安全性能上,带有的安全防护罩可将手和锯片完全隔开,避免了工伤事故。

 

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图5-3 数控电动型精密推台锯

2.3电脑裁板锯
 

电脑裁板锯又名电子开料锯,是手推锯、往复锯的升级产品,它的操作工人只需1-2人。电子开料锯开料精度高,裁板高效,生手可操作、省人工,傻瓜式开料,人机一体化操作,在触摸屏或者工控电脑上输入需要开料的数据,启动后自行对板材进行精准加工,锯切厚度一般从85—120mm,可以单张锯切,也可以多张叠切。电脑裁板锯根据功能可以分为前上料电脑裁板锯(图5-4)、后上料电脑裁板锯(图5-5)、双推手后上料电脑裁板锯(图5-6)和纵横锯(图5-7)。

电脑裁板锯配备送料机械手拖动板料进行自动送料自动定位、自动裁切,高精密伺服系统控制送料精度,电子尺执行精度补偿,有效保证板材锯切端面完好的同时,提高了工作效率。电子开料锯的另一特点是:普工可操作,无需技术工维护,不用调试精度,两人合作,为企业节约了人工成本。


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图5-4 前上料高速电脑裁板锯
 
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图5-5 后上料高速电脑裁板锯
 
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图5-6 后上料双推手电脑裁板锯
 
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图5-7 纵横锯
 
电子开料锯性能优异适用性广,可广泛用于密度板、刨花板、中纤板、石膏板、人造石材、有机玻璃、大芯板、导光板、铝板、铝塑板、电路板、实木板等板材精密裁切。
 

3.数控开料与相关设备

 

开料加工中心又叫数控开料机、孔料机、木工柔性生产线(图5-8),主要用于定制家具开料,设备集自动贴标、上料、正面钻孔、开槽、异形加工、铣形和自动出料为一体,可以实现定制家具自动化、智能化和信息化生产。开料加工中心必须与设计拆单软件对接,根据拆单数据,优化排版并生成相应的加工数据,可以大幅度降低定制家具生产难度和出错率,提升加工效率。

采用自动贴标,可以根据用户需求自定义标签。加工尺寸一般为四八尺,四九尺,六八尺,七九尺等尺寸。采用铣刀镂铣开料,高速马达,最高功率为6-12kw, 转速为18000-24000rpm,每天可加工80—120张板材。

 

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图5-8 开料加工中心
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