Станки проходного типа

Виды и применение

На деревообрабатывающих предприятиях используется несколько разновидностей станков проходного типа, предназначенных для получения деталей заданного размера в результате продвижения этих деталей конвейером между обрабатывающими инструментами, симметрично расположенными по обе стороны конвейера.

К такому оборудованию относятся станки двухсторонние торцовочные (концеравнители), двухсторонние рамные шипорезные и двухсторонние форматнообрезные.

Назначение станков

Станки двухсторонние торцовочные, или концеравнители, предназначены для обрезки досок или брусков пилами одновременно с обоих торцов с целью получения деталей заданной длины. Первый в мире концеравнитель был сконструирован в Англии еще в 1866 году.

Назначение двухсторонних шипорезных станков с цепным конвейерным механизмом подачи - формирование прямых рамных шипов и проушин одновременно с двух сторон досок и брусковых заготовок с использованием пил и фрез. Производство такого оборудования впервые в мире было начато в 1934 году английской фирмой Wadkin.

Двухсторонние форматнообрезные станки с конвейерной подачей появились в 1950­-е годы, когда получила развитие технология производства корпусной мебели с использованием древесно­-стружечной плиты в качестве основного конструкционного материала. Первоначальное назначение оборудования - одновременная обработка щитовых заготовок по двум параллельным кромкам с удалением свесов облицовочного материала пластей и получением заданного размера между ними по длине и ширине заготовки (обработка на заданный формат), отборка фальца на этих кромках, пропиливание пазов по пластям вдоль кромок и на самих кромках, их профилирование и так далее, а также форматная обрезка листов клееной фанеры.

В дальнейшем к этим станкам стали предъявляться все более широкие требования по устранению недостатков, образовавшихся после «чистового» раскроя облицованных полноформатных древесно­-стружечных и древесно­-волокнистых плит на заготовки: достижение заданной прямолинейности кромок и их взаимной перпендикулярности и удаление мелких сколов облицовки пласти вдоль ребер.

Конструкция станков

Конструкции двухсторонних концеравнителей, шипорезных и форматнообрезных станков с конвейерной подачей внешне сходны. Станина состоит из нескольких частей, одна из которых - это плоская горизонтальная опора с нижними поперечными направляющими. На эту опору устанавливаются две стойки (одна крепится неподвижно, вторая может перемещаться по направляющим для настройки на размер обработки). Существуют и конструкции, в которых обе стойки с целью их настройки могут перемещаться по направляющим при помощи отдельного привода, который в современных станках управляется системой ЧПУ. На обеих стойках станины симметрично размещаются конвейеры механизма подачи. Они состоят из нижних ветвей (в виде цепей с пластинчатыми накладками) и верхних ветвей (в виде замкнутых клиновых ремней), обращающихся по шкивам и направляющим прижимным роликам.

Привод подачи осуществляется от электродвигателя через редуктор и вал со скользящей шпонкой, обеспечивающей вращение звездочки цепного конвейера на перемещаемой стойке, которая может находиться в любом положении. Регулирование скорости подачи - бесступенчатое, как правило, за счет частотного регулирования скорости вращения двигателя привода. Верхние ветви конвейеров подачи неприводные.

На стойках симметрично или несимметрично устанавливаются обрабатывающие агрегаты - пильные, фрезерные, а иногда и сверлильные. Количество и состав агрегатов определяется конкретным назначением станков. Так, у концеравнительного станка на каждой стороне может быть установлен только один пильный агрегат для торцевания заготовок, у шипорезного - пильный торцовочный и как минимум один фрезерный с регулируемым по высоте шпинделем, на который устанавливаются шипорезные фрезы и проушечные диски. Стандартное оснащение форматнообрезных станков с каждой стороны: подрезная и основная пилы и вертикальный фрезерный агрегат (наклоняемый или не наклоняемый).

Если есть необходимость установить в цехе больше обрабатывающих агрегатов, количество стоек для их размещения может быть увеличено, соответственно, следует увеличить и длину конвейеров механизма подачи. Изготовители обычно предлагают своим потребителям станки в разном исполнении, соответствующем тем задачам, для решения которых они используются.

На входе форматнообрезных станков на неподвижной стойке обязательно устанавливается продольная направляющая линейка. Для удаления пыли и стружки, образующихся в процессе обработки заготовок, каждый агрегат оснащается индивидуальным кожухом с патрубком, который присоединяется к системе пневмоудаления отходов, а для снижения уровня шума на рабочем месте - шумопоглощающими кожухами с остеклением, позволяющим наблюдать за работой агрегатов. Причем защита дверей кожухов исключает включение станка в работу, если открыта хотя бы одна из них.

Различия в конструкции

Несмотря на сходство двухсторонних концеравнителей, шипорезных и форматнообрезных станков с конвейерной подачей, в конструкции их нижних цепей механизма подачи и установленных на них упоров имеются кардинальные отличия, связанные с назначением оборудования и требуемой точностью обработки.

Необходимая точность изготовления деталей определяется действующим ГОСТ 6449.1 «Изделия из древесины и древесных материалов. Поля допусков для линейных размеров и посадки». Допуски и отклонения размеров заготовок и деталей определяются по 12­-му или 13­-му квалитетам.

При торцевании заготовки в концеравнительном станке она лежит на пластинах нижней ветви конвейера подачи и в направлении подачи базируется по двум упорам цепей. Если эти упоры будут несколько смещены относительно друг друга, кромка заготовки не будет перпендикулярна ее обработанным торцам. Из-за высокого отношения длины брусковых заготовок к их ширине эта неперпендикулярность в готовом изделии почти незаметна.

Поэтому к взаимному смещению упоров на разных ветвях цепей механизма подачи двухсторонних торцовочных станков особо жесткие требования не предъявляются. При нормальной настройке станков и уходе за цепями отклонения в размерах изделия, как правило, укладываются в нормы, предусмотренные стандартом. Поэтому в таких станках можно использовать обычные втулочно-роликовые цепи, оснащенные неутапливаемыми упорами с шагом до 400 мм. То же можно сказать и о двухсторонних шипорезных станках, где неточность расположения шипов и проушин не окажет заметного влияния на качество рамок после сборки.

Другое дело - форматная обработка щитовых деталей. Несоблюдение требований по перпендикулярности продольных и поперечных кромок деталей после сверления присадочных (сборочных) отверстий может привести к проблемам при сборке изделий, особенно тех, которые поставляются покупателю в разобранном виде. Поэтому при обработке щитовых деталей исключительно важна взаимная попарная перпендикулярность их параллельных кромок.

В форматнообрезных двухсторонних станках она достигается строго перпендикулярным расположением плоскости, проходящей через передние поверхности упоров на цепях механизма подачи, к направлению подачи.

Самая распространенная причина их неперпендикулярности - неодинаковый шаг упоров на цепях, который может быть вызван отклонениями длины их звеньев, неправильной сборкой звеньев или их вытяжкой в процессе эксплуатации станка. Это приводит к необходимости использовать в форматнообрезных станках цепи специальной конструкции. Звенья цепи, отлитые из легированных сталей, индивидуально подбирают в комплекты таким образом, чтобы допуск на расстояние между упорами в цепи был равен нулю. Все это почти полностью исключает вытяжку цепей и изменение положения пар упоров относительно направления подачи заготовок в станке, хотя и ведет к значительному удорожанию оборудования.

В зависимости от изготовителя форматнообрезного станка шаг упоров на его цепи может равняться 600, 900, 1100 мм и т. д. Однако длина подвергающихся обработке заготовок в направлении подачи может быть больше. Кроме того, между деталями при обработке должен существовать межторцевой разрыв от 400 до 800 мм. Для того чтобы выполнить это требование, используются утапливаемые упоры, управление которыми в современных станках осуществляется не вручную, а с пульта управления.

Кроме того, каждый упор цепи форматнообрезного станка снабжается винтом для регулирования положения его передней поверхности. Однако следует учитывать, что если настройка этих винтов уже потребовалась, то момент, когда переборка всей цепи станет насущной необходимостью, недалек.

Первый и второй

При первом проходе щитовой заготовки через форматнообрезной станок обрабатываются только ее параллельные продольные кромки и на заготовке создается база для второго прохода, при котором обеспечивается еще и перпендикулярность поперечных кромок и уже обработанных продольных.

Поэтому существует разделение форматнообрезных станков на так называемые первые и вторые станки в линии.

Задача первого станка линии - обеспечить прямолинейность продольных кромок будущей детали, их параллельность и заданный размер. Первоначальное базирование заготовки в поперечном направлении выполняется по боковой линейке на входе станка, а упоры на цепях вообще не требуются. Для того чтобы заготовка была захвачена конвейером подачи, она должна быть полностью уложена на его нижние цепи. Поэтому на передней стороне станка у цепей должен быть значительный вылет, достаточный для размещения заготовок большого (до 3 м) размера.

А вот у второго станка линии спереди вылет нижних цепей механизма подачи, оснащенных упорами, может быть более коротким, чем у первого станка.

В станках разных изготовителей используются два способа начального базирования заготовок по упорам: а) когда базирование осуществляется двумя упорами правой и левой цепи, которые передней поверхностью касаются задней кромки детали; б) когда передняя кромка детали прижата к упорам сзади и как бы догоняет их.

В первом случае деталь может выталкиваться этими упорами из загрузочного магазина станка или из промежуточного магазина линии; а при ручной загрузке станок на входе оснащается устройством, прижимающим заготовку к обоим упорам цепей. Во втором случае использование магазина невозможно, зато упрощается ручная загрузка станка, хотя рабочий и вынужден толкать каждую деталь до ее контакта с упорами.

Первый и второй станки, объединенные поворотным или угловым передающим устройством, составляют автоматическую линию. Но трудно поверить, что какое-нибудь наше малое или среднее предприятие сможет позволить себе роскошь одновременно эксплуатировать два форматнообрезных станка.

Для решения проблемы обычно используется еще один вариант станка - универсальный, у которого спереди есть большой вылет цепей и автоматически утапливаемые упоры.

Расширенные возможности

Форматнообрезной станок сегодня способен не только выполнять задачи достижения прямолинейности и параллельности обработанных кромок деталей, прямого угла между продольными и поперечными кромками и точности размеров по длине и ширине. Даже в базовом оснащении он успешно выполняет функции концеравнительного, а при наличии дополнительных опций - шипорезного или, например, копировально-фрезерного и шлифовального. Агрегаты, устанавливаемые на станок этого вида, отличаются разнообразием технологических возможностей и конструктивного исполнения.

Так, форматная обрезка может выполняться традиционными подрезными суппортами вместе с основной пилой, оснащенной дробилкой рейки или полосового отхода плиты; сдвоенными пилами с дробилками, обеспечивающими лучшее качество обработки заготовок с хрупкой облицовкой; вертикальными фрезами со встречным и попутным вращением, почти полностью исключающими выкрашивание угла заготовки. Станок может оснащаться фрезерными агрегатами для отборки фальца, фрезами с горизонтальной или вертикальной осью вращения (в том числе наклоняемыми для формирования профиля кромки), а также суппортами, позволяющими закруглять углы заготовок или создавать на их кромках заданный профиль, непрямолинейный в продольном направлении, что позволяет производить на нем филенки дверей рамочно-филенчатой конструкции.

С помощью дополнительных пильных или фрезерных агрегатов станок может осуществлять на пласти вдоль кромки заготовки или на самой кромке выборку пазов, в том числе несквозных.

Существенно расширяет возможности любого производства по выпуску изделий из массивной древесины использование профильных, а также наклоняемых шлифовальных суппортов с вертикальной лентой для обработки плоских кромок.

За счет использования в форматнообрезном станке суппорта для продольного распиливания обработанных деталей в производстве деталей корпусной мебели может быть вдвое повышена производительность оборудования.

Следует, однако, признать, что в последние десятилетия спрос на поточные  станки значительно снизился. Это было вызвано созданием двухсторонних комбинированных форматнообрезных и кромкооблицовочных станков, а затем и успехами производителей станков для раскроя плит, обеспечивших увеличение точности заготовок после раскроя полноформатных плит.

Но при этом следует понимать, что многопильные центры с ЧПУ не заменяют собой поточных станков, это разное оборудование и для разных предприятий. Форматнообрезные станки универсальны и имеют огромные технологические возможности. Во многих случаях один такой станок может заменить обрабатывающий центр и несколько станков универсального назначения и тем самым существенно повысить экономические показатели производства.

Андрей МОРОЗОВ,
компания «МедиаТехнологии»,
по заказу журнала «ЛесПромИнформ»