關于家具生產設備的技術改良要點探討

楊曉軍 潘冬華

摘 要：隨著我國經濟領域的不斷發展，各行各業都在面臨轉型升級，家具生產加工領域也不例外。家具生產批量化、機械化、自動化是家具企業必須走的一條發展道路，這是提高企業市場競爭力、挖掘企業發展潛力的重要一步?；诖耍疚闹饕治霾⑻接懥思揖咂髽I生產設備的技術改良要點，希望可以為家具企業的轉型升級之路提供一些思路與參考。

關鍵詞：家具生產設備;技術改良;要點;路徑

引言

隨著我國經濟全球化效應的逐步加深，原材料、人工成本都開始逐步提高，企業在市場中要想依靠低成本來占據市場份額，難度越來越大。市場現狀逼迫企業進行轉型和改革，進而使用更加科學的生產加工方式，提高成本控制的水平，擴大利潤空間。目前，我國家具企業普遍表現出產品設計水平有限、多樣化程度不足、定制化能力較低等問題，需要從家具生產設備改良的角度入手進行改革，最終提高自身市場的核心競爭力。

1.家具生產設備概述

現代家具大致可分為實木和板式兩類，所應用的生產設備種類大同小異。切削類生產機床是家具生產加工領域內的主要設備，可根據生產方式分為鋸、刨、銑、鉆、榫、車、磨等多個小類。生產設備的生產性能根據可加工材料的類型、尺寸范圍、適用生產規模、生產成本、生產精度、自動化程度、制造維修成本和難度、安全性、使用壽命等方面指標進行判斷。

2.家具生產領域的改革要點

當前，家具生產設備的運行方式與市場需求有一定的錯位，家具生產設備強調的是大規模、批量化生產，與此同時，保證家具生產的質量和準確性，但市場開始要求多樣化和定制化，要求家具產品不能千篇一律，應當有各自的特點。在這樣的市場要求下，家具生產就開始出現批次生產規模縮小、品種復雜、生產參數靈活更換的情況，企業又不能給每種家具都設計專門的生產線，那么提高生產設備的靈活程度、全自動計算生產路徑就成為家具企業改革的要點。

3.家具生產設備的技術改良具體路徑

3.1 異形零部件加工優化

現代家具強調設計感、多樣化和定制化，異形零部件就是一種為滿足造型設計、使用多樣化需求而衍生出的零部件概念[1]。異形零部件具有明顯的不規則外形，可作為外部裝飾，也可以承擔支撐、固定等結構功能。當下，異形零部件加工過程存在精度差、效率低、安全隱患大的問題，較大程度上依賴工人的手動加工，對生產設備進行技術改良十分有必要。異形零部件與常規零部件的加工主要區別在于凈料加工工序，目的是滿足異形零部件形狀多變的加工需求。裝飾性雕花類零部件可采用數控雕刻機，先建立數字模型后進行加工，生產效率和生產質量均高于工人手工雕刻;結構類線形零部件需要根據具體形狀選擇生產設備，回轉形可直接應用車床加工，其他形狀則需要用帶鋸機做曲線鋸解，然后在立式銑床上進行加工，成型銑刀能夠有效降低每一次的切削量，提高異形零部件的加工精度;結構類面形零部件需要靠模銑床搭配高精度的模板來完成加工，加工精度和操作簡單程度均高于立式銑床;結構類塊形零部件是加工工藝最復雜的異形零部件，需要先拼版后加工，在三維模型和CNC加工中心的配合下能夠有效提高加工的精度和效率。異形零部件的生產加工想要實現自動化、機械化，僅靠當下的生產設備并不夠，只有對設備進行優化、改進、搭配使用，才能夠滿足異形零部件復雜的造型需求。

3.2 家具自動噴涂優化

傳統家具噴涂加工環節主要依賴人工操作，其生產效率低，工人工作環境惡劣。之后家具制造業逐步引入自動噴涂設備和生產線，但又遇到家具市場對設計感、造型多樣化、定制化的要求，自動噴涂設備和生產線需要進一步提高噴涂靈活性和準確性。無論是人工示范，還是先建模后噴涂，都難以提高噴涂的生產效率。激光傳感器的應用相當于給噴涂生產線加上了“眼睛”，使噴涂設備能夠自動獲取家具的結合圖形，最終獲得噴涂的最優路徑[2]。即使生產線上頻繁更換家具種類和樣貌，也可以實現靈活噴涂，以保證噴涂的質量和效率。對于待噴涂的家具而言，它們最顯著的特征就是輪廓特征、外表面尺寸，最難處理的噴涂位置也是這些輪廓邊緣，要想提高自動噴涂的智能化水平，需要改進自動噴涂的邊緣加工環節。借助激光傳感器進行點云邊緣提取，也是能夠幫助自動噴涂設備判斷家具邊緣位置的改進方式。

3.3 粽角榫加工優化

中式家具是中式室內設計效果呈現的重要一環，與西式家具相比，中式家具中最具代表性特色的是榫卯結構。要想實現家具生產領域的自動化、機械化，就不能繞過中式家具榫卯結構的自動化生產與加工。粽角榫是中式家具榫卯結構中的典型代表之一，結構復雜、制作成本高，這也是限制中式家具生產效率提升的瓶頸[3]。我國中式家具生產企業要想提高生產質量和效率，逐漸擺脫手工制造的限制，需要做好復雜榫卯結構加工的設備技術改良。五軸機床是目前來看最能夠滿足粽角榫加工生產需求的設備，配合數控設備能夠在一定程度上提高中式家具的生產效率。但五軸機床的操作比較復雜，畢竟是要進行多軸編程和二次開發，要求技術人員能夠熟練應用數控加工程序進行編程開發。技術人員要想達到這一標準，則需要更多的培訓時間。因此，進行五軸機床的數字化算法優化勢在必行。以CB型雙擺頭五軸機床為例，在實際操作中刀具坐標系原點與刀尖中心不重合是比較常見的偏差問題，在生產中會影響粽角榫的高效生產。將刀尖點平移至刀具坐標系原點，將刀具坐標系平移至主軸，將主軸平移至旋轉軸B，將旋轉軸B移動至C，將旋轉軸C移動至機床坐標系，這一系列操作可以將刀尖中心與刀具坐標系原點重合。數字化算法的應用就是將這一套操作以程序的方式引導機床自動完成，最終保證粽角榫的加工質量。

4.結束語：

綜上所述，現代家具生產加工設備距離市場要求還有一定的距離，技術改良并非一蹴而就，要想實現家具生產的自動化、機械化，最終還需要技術人員進行更進一步的研究。

參考文獻：

[1]馬清如，熊先青. 木家具異形零部件分類優化及加工過程[J]. 家具，2020，41（01）：23-27.

[2]楊居帛. 基于激光傳感器的家具自動噴涂路徑獲取研究[D].哈爾濱工業大學，2020.

[3]湯琳，關惠元，代鵬飛，張良竹. 五軸機床在粽角榫加工中的運用研究[J]. 家具，2019，40（03）：55-60.

作者簡介：

楊曉軍（1991，2-）男，民族：漢，陜西西安，學歷：本科，專業：電子信息工程，職稱：助理工程師，研究方向：機電技術。

潘冬華（1985，11-）男，民族：漢，浙江杭州，學歷：?？?，專業：模具制造技術，職稱：助理工程師，研究方向：機電技術服務。

（1. 圣奧科技股份有限公司，浙江 杭州 311215;2.中策橡膠集團有限公司，浙江 杭州 310000）