Конструкция и принцип действия форматно-раскроечных станков
Технологии форматного раскроя
Оборудование для производства мебели
Развитие любого производства влечет за собой появление новых технологий, более совершенных методов обработки материалов, увеличение полезного выхода продукции и максимальное снижение количества отходов путем вторичной переработки. В настоящее время это применимо ко многим видам производства. Появление на рынке ДВП, ДСтП, MDF и других видов плитных материалов, нашло широкое применение в мебельном производстве. Эти материалы пользуются и высоким спросом потребителя за счет относительно недорогой стоимости готовой продукции в сравнении с аналогичной мебелью из натуральной древесины.
Любая деталь в изделии имеет определенные размеры, как, собственно, плита из древесных частиц, размер которой определяет ГОСТ. Специфичность материала, необходимость получения максимально полезного выхода сборочных единиц, стремление к уменьшению времени раскроя за счет формирования пакета плит, а также изменение размеров деталей в зависимости от изделия - все это говорит о целесообразности использования круглопильных станков с кареткой или, как принято называть их в народе, форматно-раскроечных станков, а еще проще форматников. На современном рынке форматно-раскроечные станки представлены многими известными фирмами, например немецкими производителями оборудования - HOLZMA, MARTIN, ALTENDORF, австрийскими, например, SCHELLING, или итальянскими - SICAR, CASOLIN, MINIMAX, LAZZARI, PUTSCH-MENICONI, GABBIANI, GIBEN, BIESSE.
Как правило, разброс мощности данного типа станков составляет от 3 до 22 кВт, что касается массы - от 330 кг до 10 т. Пильный агрегат состоит из основной и подрезной пил. Вращение подрезной пилы относительно подачи заготовки является попутным, что позволяет распиливать облицованные листы без сколов. Пульт управления позволяет устанавливать высоту основного пильного диска, производить регулировку подрезной пилы, что экономит время и силы оператора.
Эти виды станков имеют возможность не только раскроя плитных материалов, но и могут применяться для продольного или поперечного раскроя брусков, досок, пластмасс или других мягких заготовок. В массовом или крупносерийном производстве для раскроя плитных материалов применяют центры с ЧПУ на базе круглопильных станков с подвижным пильным суппортом и прижимной балкой, так называемые центры для пакетного раскроя с ЧПУ, или пильные центры. Форматно-раскроечные центры одновременно автоматически раскраивают несколько необлицованных или облицованных плит. В настоящее время есть станки с ЧПУ для плитных производств, например фанерных комбинатов, на которых высота раскроя пакета плит может достигать 160 мм и более. Такие станки вследствие большой массы раскраиваемых плит, оснащаются автоматической подачей пакета к линии распила и автоматической выгрузкой форматных заготовок на подстопные места.
Однако при подборе оборудования для своего производства следует обратить внимание не только на возможность модернизации или переход на выпуск более востребованного на рынке товара, но и на некоторые нюансы самого оборудования.
При выборе форматно-раскроечного станка основными параметрами являются:
• тип пильной каретки;
• наибольшая длина пропила;
• установленная мощность (включающая в себя мощность основной пилы и мощность подрезной каретки),
• масса станины.
Все эти критерии непосредственным образом влияют на производительность станка и на время цикла распила. Если речь идет о «пильных центрах», то на производительность также влияет количество плит при пакетированном раскрое. Например, если один центр может обрабатывать пакет из 10 плит, то его производительность будет в два раза выше станка с той же скоростью раскроя, способного обработать 5 плит.
Возможность изменять частоту вращения пильного вала также имеет большое значение. Каждый пильный диск имеет различную частоту резонанса, и изменение скорости вращения вала позволяет выйти из резонансных частот, что в свою очередь делает возможным сделать пропил высокого качества.
В зависимости от производственной программы, мощности, площади производственных помещений и многих других факторов, влияющих на выбор оборудования, форматно-раскроечные станки можно подразделить на следующие виды:
• горизонтальные форматно-раскроечные станки;
• вертикальные форматно-раскроечные станки;
• центры для пакетного раскроя с ЧПУ.
Горизонтальные форматно-раскроечные станки также называют станками классического исполнения. Они имеют различные общие конструктивные признаки. Например, пильный агрегат укреплен на сварной или цельной (фрезерованной) станине, как правило, с подрезным углом. На классическом форматно-раскроечном станке также установлены стол с параллельным упором и перемещаемая вручную каретка с угловым упором. Станки оснащены независимой системой регулировки высоты основного пильного диска, высоты и осевого перемещения диска подрезного агрегата. Многие станки имеют систему наклона пильного агрегата до 45 градусов. Модели этой группы являются самым распространенным оборудованием для раскроя плитных материалов.
Вертикальные форматно-раскроечные станки по сравнению с классическими экономят рабочее пространство за счет вертикального положения обрабатываемой плиты. Пильный агрегат перемещается вручную или электромеханическим приводом по направляющим, при этом плита при раскрое остается неподвижной, что позволяет избежать дефектов раскроя. В неподвижном положении заготовки осуществляются как вертикальные, так и горизонтальные резы. Алюминиевые опорные рейки поддерживают панели. Вертикальные пилы имеют либо подрезной агрегат, либо подрезной механизм с твердосплавными ножами. К преимуществам вертикальных форматно-раскроечных станков относится не только значительная экономия производственных площадей, но и возможность раскроя плитных материалов, имеющих большие размеры или массу. К основным недостаткам классических станков относится достаточно высокая утомляемость оператора, а также неудобства при работе с заготовками малых размеров или имеющих непрямоугольную форму.
Форматно-раскроечные центры предназначены для раскроя как необлицованных, так и облицованных древесно-стружечных плит пакетным способом. Этот вид станков у различных производителей оборудования имеет похожие конструкторские решения, он оснащен верхней прижимной балкой и пильной кареткой. Пильная каретка перемещается под столом, расположенным на станине. Конструкция направляющих, а также механизм перемещения каретки у каждого производителя особенные. Основная и подрезная пилы расположены на пильной каретке и выступают над столом через отверстие. Для прижима пакета и удаления стружки используется прижимная балка, расположенная сверху над столом. Перемещение пакета плит по столу осуществляется при помощи толкателя с зажимными цангами, управляемыми по программе. Толкатель перемещается по направляющим. Для снижения брака при перемещении пакета станки оснащены системой подачи воздуха, которая создает воздушную прослойку между столом и пакетом, что, в свою очередь, облегчает перемещение плит. Для подачи воздуха внутрь столов используются вентиляторы, расположенные спереди станка на дополнительных столах.
Вертикальные форматно-раскроечные станки незаменимы при использовании малых производственных площадей. Они имеют как ряд недостатков, так и преимуществ. Однако если экономия площади в производственных помещениях не имеет принципиального значения, возникает вопрос, какому виду станков отдать предпочтение - горизонтальному форматно-раскроечному или станку для пакетного раскроя с ЧПУ. Прежде всего, необходимо понимать объемы производства и иметь перспективное представление о развитии предприятия. Если производство является мелкосерийным, то применение центров для пакетного раскроя с ЧПУ нецелесообразно, однако при поточном и крупном производстве они незаменимы. Проведем сравнительный анализ между форматно-раскроечными станками и станками для пакетного раскроя с ЧПУ по некоторым показателям - это конструкция и принцип действия, потребность в производственной площади, квалификация персонала, система управления, автоматизация, перемещение заготовок.
Как правило, разброс мощности данного типа станков составляет от 3 до 22 кВт, что касается массы - от 330 кг до 10 т. Пильный агрегат состоит из основной и подрезной пил. Вращение подрезной пилы относительно подачи заготовки является попутным, что позволяет распиливать облицованные листы без сколов. Пульт управления позволяет устанавливать высоту основного пильного диска, производить регулировку подрезной пилы, что экономит время и силы оператора.
Эти виды станков имеют возможность не только раскроя плитных материалов, но и могут применяться для продольного или поперечного раскроя брусков, досок, пластмасс или других мягких заготовок. В массовом или крупносерийном производстве для раскроя плитных материалов применяют центры с ЧПУ на базе круглопильных станков с подвижным пильным суппортом и прижимной балкой, так называемые центры для пакетного раскроя с ЧПУ, или пильные центры. Форматно-раскроечные центры одновременно автоматически раскраивают несколько необлицованных или облицованных плит. В настоящее время есть станки с ЧПУ для плитных производств, например фанерных комбинатов, на которых высота раскроя пакета плит может достигать 160 мм и более. Такие станки вследствие большой массы раскраиваемых плит, оснащаются автоматической подачей пакета к линии распила и автоматической выгрузкой форматных заготовок на подстопные места.
Однако при подборе оборудования для своего производства следует обратить внимание не только на возможность модернизации или переход на выпуск более востребованного на рынке товара, но и на некоторые нюансы самого оборудования.
При выборе форматно-раскроечного станка основными параметрами являются:
• тип пильной каретки;
• наибольшая длина пропила;
• установленная мощность (включающая в себя мощность основной пилы и мощность подрезной каретки),
• масса станины.
Все эти критерии непосредственным образом влияют на производительность станка и на время цикла распила. Если речь идет о «пильных центрах», то на производительность также влияет количество плит при пакетированном раскрое. Например, если один центр может обрабатывать пакет из 10 плит, то его производительность будет в два раза выше станка с той же скоростью раскроя, способного обработать 5 плит.
Возможность изменять частоту вращения пильного вала также имеет большое значение. Каждый пильный диск имеет различную частоту резонанса, и изменение скорости вращения вала позволяет выйти из резонансных частот, что в свою очередь делает возможным сделать пропил высокого качества.
В зависимости от производственной программы, мощности, площади производственных помещений и многих других факторов, влияющих на выбор оборудования, форматно-раскроечные станки можно подразделить на следующие виды:
• горизонтальные форматно-раскроечные станки;
• вертикальные форматно-раскроечные станки;
• центры для пакетного раскроя с ЧПУ.
Горизонтальные форматно-раскроечные станки также называют станками классического исполнения. Они имеют различные общие конструктивные признаки. Например, пильный агрегат укреплен на сварной или цельной (фрезерованной) станине, как правило, с подрезным углом. На классическом форматно-раскроечном станке также установлены стол с параллельным упором и перемещаемая вручную каретка с угловым упором. Станки оснащены независимой системой регулировки высоты основного пильного диска, высоты и осевого перемещения диска подрезного агрегата. Многие станки имеют систему наклона пильного агрегата до 45 градусов. Модели этой группы являются самым распространенным оборудованием для раскроя плитных материалов.
Вертикальные форматно-раскроечные станки по сравнению с классическими экономят рабочее пространство за счет вертикального положения обрабатываемой плиты. Пильный агрегат перемещается вручную или электромеханическим приводом по направляющим, при этом плита при раскрое остается неподвижной, что позволяет избежать дефектов раскроя. В неподвижном положении заготовки осуществляются как вертикальные, так и горизонтальные резы. Алюминиевые опорные рейки поддерживают панели. Вертикальные пилы имеют либо подрезной агрегат, либо подрезной механизм с твердосплавными ножами. К преимуществам вертикальных форматно-раскроечных станков относится не только значительная экономия производственных площадей, но и возможность раскроя плитных материалов, имеющих большие размеры или массу. К основным недостаткам классических станков относится достаточно высокая утомляемость оператора, а также неудобства при работе с заготовками малых размеров или имеющих непрямоугольную форму.
Форматно-раскроечные центры предназначены для раскроя как необлицованных, так и облицованных древесно-стружечных плит пакетным способом. Этот вид станков у различных производителей оборудования имеет похожие конструкторские решения, он оснащен верхней прижимной балкой и пильной кареткой. Пильная каретка перемещается под столом, расположенным на станине. Конструкция направляющих, а также механизм перемещения каретки у каждого производителя особенные. Основная и подрезная пилы расположены на пильной каретке и выступают над столом через отверстие. Для прижима пакета и удаления стружки используется прижимная балка, расположенная сверху над столом. Перемещение пакета плит по столу осуществляется при помощи толкателя с зажимными цангами, управляемыми по программе. Толкатель перемещается по направляющим. Для снижения брака при перемещении пакета станки оснащены системой подачи воздуха, которая создает воздушную прослойку между столом и пакетом, что, в свою очередь, облегчает перемещение плит. Для подачи воздуха внутрь столов используются вентиляторы, расположенные спереди станка на дополнительных столах.
Вертикальные форматно-раскроечные станки незаменимы при использовании малых производственных площадей. Они имеют как ряд недостатков, так и преимуществ. Однако если экономия площади в производственных помещениях не имеет принципиального значения, возникает вопрос, какому виду станков отдать предпочтение - горизонтальному форматно-раскроечному или станку для пакетного раскроя с ЧПУ. Прежде всего, необходимо понимать объемы производства и иметь перспективное представление о развитии предприятия. Если производство является мелкосерийным, то применение центров для пакетного раскроя с ЧПУ нецелесообразно, однако при поточном и крупном производстве они незаменимы. Проведем сравнительный анализ между форматно-раскроечными станками и станками для пакетного раскроя с ЧПУ по некоторым показателям - это конструкция и принцип действия, потребность в производственной площади, квалификация персонала, система управления, автоматизация, перемещение заготовок.
Конструкция и принцип действия
В форматно-раскроечных станках заготовка, лежащая на каретке, перемещается вручную. При проектировании этих станков производитель идет на компромисс, ведь эта каретка должна быть как можно жестче, но при этом оставаться легкой, а ее направляющие - точными и долговечными и компактными. Работоспособность этих станков зависит от тщательно выставленных каретки и упоров, от уровня регуляции поддерживающих роликов и многих других факторов. Поэтому при выборе данного вида станков необходимо обратить внимание на технические детали, например формы и материал направляющих, количество камер в алюминиевой каретке.
В центрах для пакетного раскроя с ЧПУ перемещается пильный суппорт, при этом заготовка или пакет плит жестко фиксируются прижимом. В сравнении с форматно-раскроечными станками производители не ограничены ни габаритами, ни весом узлов и агрегатов, все рассчитывается и устанавливается исходя из необходимой мощности и требуемыми размерами. В результате производительность, точность и долговечность достигаются более простыми техническими решениями.
Потребность в производственной площади
Визуально пильный центр по сравнению с форматно-раскроечным станком имеет более крупные размеры, однако если учесть требуемую площадь рабочей зоны, учитывающей перемещение заготовок, то станок в среднем занимает около 38 м, а центр - 42 м. То есть для работы станка необходимо пространство размером примерно 7х5,5 м, а для центра 6,5х6,5 м. Что лучше: экономия площади или увеличение производительности? Все зависит от производственной программы, о чем упоминалось ранее. Также, на выбор станка конечно же влияют возможные объемы инвестиций со стороны заказчика, т.к. стоимость станка с ЧПУ минимум в 2 раза выше по сравнению с альтернативным.
Системы управления
Насколько бы ни был автоматизирован современный форматно-раскроечный станок, будь то программное управление, автоматические приводы позиционирования упоров и пил, связь с компьютером для передачи данных программы оптимизации раскроя, операцию раскроя выполняет в любом случае человек. Оператор выбирает заготовку для раскроя, прижимает к упору, выполняет пропил. Современные станки, как правило, не требуют от оператора высокой квалификации. Его задачей является изучение порядка работы и освоение системы управления. Безусловно, влияние человеческого фактора на точность и качество раскроя, а также на возможность допущения ошибки у оператора на станке с ЧПУ значительно ниже.
Конструкция любого «пильного» центра оснащена стандартным компьютером. Любой уверенный пользователь ПК, знакомый с операционной системой Windows, сможет разобраться в системе управления центром. Программа оптимизации раскроя может быть установлена как на офисном компьютере, так и на компьютере самого «пильного» центра. Для нескольких пакетов может быть составлена индивидуальная оптимальная карта раскроя. Возможно составление плана как в ручном, так и в автоматическом режимах. В памяти создается архив операций, откуда возможно загрузить выполнение операции повторно. В визуальном процессе раскроя присутствует режим имитации, позволяющий контролировать новые планы раскроя. Благодаря этой функции, в режиме пиления можно увидеть выполняемый центром пропил. Система управления подсказывает, как можно раскроить одинаковые заготовки.
При помощи лазерного сенсора происходит автоматическая настройка на длину пропила в продольном или поперечном раскрое. Высота пакета измеряется автоматически, исходя из этого центр самостоятельно настраивает высоту подъема прижимной балки и главной пилы.
Устройство измерения ширины плиты автоматически определяет координаты первого пропила. После фиксации заготовки захватами центра, запуска программы раскроя оператор только наблюдает за процессом.
Перемещение заготовок
Раскроенные полосы необходимо убирать с форматно-раскроечного станка и временно откладывать для последующего раскроя на детали. Современный пильный центр позволяет все полосы оставлять на приемных столах, оснащенных воздушной прослойкой между столом и пакетом, и производить дальнейший раскрой. Это не только удобно, но и уменьшает вероятность повреждений заготовок.
Очевидно, что центры для пакетного раскроя с ЧПУ имеют ряд преимуществ перед горизонтальными форматно-раскроечными станками, которые возрастают пропорционально увеличению производства, цене материалов, готовой продукции, размеру заработной платы.
Если вы не уверены в выборе оборудования либо возникают какие-то сомнения, необходимо обратиться к незаинтересованному специалисту для получения профессиональной консультации, а также проведения соответствующих расчетов.
Артур ФЕДЯЕВ
Автор: Артур ФЕДЯЕВ
