實木家具生產(chǎn)中機械配料的典型工藝與設備

盧翔

圣奧科技股份有限公司 浙江 杭州 330000

引言

實木家具生產(chǎn)過程中配料環(huán)節(jié)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，配料是否達標與材料利用率、生產(chǎn)成本控制、經(jīng)濟效益獲取之間存在密切關(guān)聯(lián)。實際配料生產(chǎn)期間，其關(guān)鍵把控點在于依據(jù)產(chǎn)品要求進行材料的合理選擇，并嚴格按照標準進行含水率的控制。配料加工方法、工藝選擇是否合理，對于實木家具企業(yè)的生產(chǎn)效率控制有著重要影響。因此，探討當前機械配料中典型工藝與設備的應用，對于推動我國實木家具領域的長久發(fā)展有著關(guān)鍵性影響。

1 人工半機械配料

此配料工藝的應用主要是對實木利用普通木截鋸進行先縱解后橫截、先橫截后縱解、先粗刨再鋸截、先畫線再鋸截等處理。針對不同工藝的應用，具體表現(xiàn)為：

1.1 先橫截再縱解

配料加工期間以零件長度、質(zhì)量標準為依據(jù)，利用普通橫截鋸進行短板的橫截處理，同時在橫截期間可做到對開裂、死節(jié)、腐朽等缺陷的有效處理。接著對短板利用單鋸片、多鋸片縱解鋸進行縱解處理，最終對加工的毛料予以質(zhì)量檢測[1]。機械配料加工過程中此工藝的應用，在運輸便捷、原料充分利用等方面存在顯著優(yōu)勢，針對車間便捷運輸而言，主要是可利用普通截鋸加工成短板，且通過長短毛料進行鋸截的合理搭配，避免因長材段用現(xiàn)象的出現(xiàn)增大材料浪費。

1.2 先縱解再橫截

此工藝應用主要是對實木材料利用縱解圓鋸加工成板條，其板條需按照零件寬度、厚度標準進行控制，然后再利用橫截鋸將板條按照尺寸標準加工成毛料，加工期間存在的缺陷部分可以提前清除。機械配料生產(chǎn)期間，針對同一厚度、寬度要求毛料的加工可視情況采取此工藝[2]。

1.3 先畫線在鋸截

該工藝應用主要是借助套裁法的應用，在板面按照零件規(guī)格、形狀標準進行畫線處理，要求操作人員按照劃線將板材加工成毛料。以套裁劃線為基礎，對板材鋸截處理能夠做到利用相同數(shù)量板材進行毛料的最大數(shù)量獲取[3]。相較于其他配料工藝的應用，該方式在木材出材率方面明顯更高。同時，先劃線在鋸截工藝適用于大部分曲線形零件的加工中，按照圖紙設計進行板材的預先劃線，接著利用細木工帶鋸、小帶鋸進行配料的鋸截，在保證毛料加工質(zhì)量達到標準的基礎上，確保生產(chǎn)效率、出材率均得到顯著提升。在實際配料加工期間，常用劃線方法包括交叉劃線與平行劃線。

1.4 先粗刨再鋸截

該工藝應用是指在對板材橫截、縱解前進行單雙面壓刨或刨削處理，板材缺陷、紋理在粗刨處理后能夠清晰顯示，操作人員可結(jié)合缺陷、紋理情況來確定下鋸位置。同時，可根據(jù)紋理、材料進行配料、板材的合理選擇，避免因毛料存在缺陷而影響到實木家具整體質(zhì)量[4]。

1.5 先粗刨－鋸截－膠拼后鋸截

此工藝應用強調(diào)對板材預先進行鋸截、刨削處理，并在處理期間剔除缺陷部分，按照零件長度、厚度、寬度等要求對毛料進行指接或平接處理，膠拼成集成板后再開展鋸截處理。該工藝應用在材料利用率方面占據(jù)明顯優(yōu)勢，且保障其零件加工質(zhì)量能夠達到標準要求。

2 機械自動配料

現(xiàn)階段我國工業(yè)生產(chǎn)中自動化機械配料的應用較為常見，將其應用于實木家具生產(chǎn)領域，具體包括以下兩種工藝。

2.1 橫截鋸配料優(yōu)選

該工藝應用主要是對實木材料依據(jù)零件寬度、厚度等標準，利用單鋸片、多鋸片圓鋸進行加工處理，待板材縱向鋸解后，依托于自動進料的優(yōu)選橫截鋸來達到長度自動化測量的目的，同時在測量期間自動分析其等級、缺陷等信息。在橫截加工過程中開展缺陷鋸截、定長優(yōu)選處理。將此工藝應用于實木家具生產(chǎn)中，主要是以生產(chǎn)線的形式進行縱解圓鋸機、進料機械以及自動進料優(yōu)選橫截鋸的連接，且在生產(chǎn)線運行期間借助皮帶、輥筒實現(xiàn)同步運作。此配料工藝的應用仍涉及對部分人工協(xié)作，如在板材處理過程中對缺陷部位、等級區(qū)域進行人工畫線處理[5]。該工藝應用不僅在生產(chǎn)效率方面存在較大優(yōu)勢，還能適用于同厚度、寬度標注的毛料生產(chǎn)中。

2.2 數(shù)控曲線帶鋸配料

此工藝應用主要是采取自動化形式來取代以往人工配料中細木工帶鋸、小帶鋸的應用。依托于數(shù)控機械技術(shù)應用，實現(xiàn)對曲線形零件的自動配料，無須在加工前對板材預先畫線，僅需在加工期間提前進行下鋸圖的設計，通過計算機控制進料工作臺自動化移動，加工期間進料工作臺始終保持X、Y兩個方向的水平移動。通過對數(shù)控機械有效利用，板材在曲線鋸截加工有著更高的生產(chǎn)效率與板材利用率，且毛料配置質(zhì)量能夠始終控制在預期范圍內(nèi)[6]。

3 機械智能配料

基于我國工業(yè)4.0的發(fā)展與推進，現(xiàn)階段家具制造業(yè)開始朝著智能制造的方向持續(xù)發(fā)展。再加上現(xiàn)代民眾生活化多元化需求愈發(fā)明顯，對實木家具產(chǎn)品的制造提出更高要求，為此各廠家開始加大對機械配料的自動化、智能化建設力度。隨著智能化技術(shù)在家具制造領域中的廣泛應用，誕生諸多現(xiàn)代化智能設備，包括自動掃描儀、自動指接機、自動高頻拼板機、優(yōu)選鋸、四面刨等，并實現(xiàn)機械智能生產(chǎn)線來取代傳統(tǒng)人工生產(chǎn)線的應用。以某企業(yè)木材優(yōu)選備料技術(shù)為例，其典型工藝與設備的應用具體體現(xiàn)為：

3.1 板材掃描

配料生產(chǎn)期間對原材料利用全自動掃描儀進行縱解掃描，板材經(jīng)全方位掃描檢測后，能夠精準獲取尺寸、缺陷（包括夾皮、節(jié)疤、開裂）等信息。確定相關(guān)數(shù)據(jù)信息后，以工廠零部件加工標準為參照，掃描儀會自動進行最佳鋸截方案的編制，確保其加工方案能夠符合零部件寬、長等級要求。

3.2 板材部分

板材處理過程中采取優(yōu)選多片鋸進行鋸截或定寬剖分處理，因其具備移動鋸片技術(shù)，能夠做到依據(jù)板材原始尺寸與等級，參照相關(guān)標準要求開展規(guī)范化優(yōu)選寬度鋸解。同時，該設備具備連接自動化掃描儀功能，進而實現(xiàn)配料優(yōu)選縱解[7]。運行期間優(yōu)選多片鋸能夠自動接收來自掃描儀發(fā)送的鋸解方案，然后按照最佳鋸解方案為多片鋸前端下達指令，定位裝置自動運行實現(xiàn)板材定位送料。移動片鋸接到指令后按照鋸解方案進行板材鋸切，進而在保證鋸解質(zhì)量的基礎上，進一步促進鋸解效率的提升。

3.3 板條掃描

經(jīng)處理的板條會通過自動掃描儀進行四面掃描，即通過橫截掃描來確定定寬等方面信息。利用多片鋸處理后的定寬板條，會依托于自動傳送裝置的應用運輸至橫截掃描工位，經(jīng)全面檢測后精準讀取板條尺寸信息、缺陷情況等，在充分遵循相關(guān)加工要求與標準的基礎上，掃描儀自動進行定寬板條橫截方案的確定，在有效縮減人力成本投入的同時，促進其橫截效果得到顯著提升。

3.4 定長橫截

針對板條優(yōu)選、缺陷剔除以及定長橫截處理采取優(yōu)選橫截鋸，且橫截鋸具備連接橫截掃描儀的功能，進而形成高效自動化生產(chǎn)線。橫截鋸運行前會接來自掃描儀發(fā)送的板條等級、缺陷以及長度等信息，同時做到對最佳橫截方案的傳輸。接收到指令后傳送裝置會進行板條的自動化傳送，橫截鋸依據(jù)指令開展對板條的自動化分選與鋸截，確保板條橫截能夠符合預期要求。

3.5 指榫接長

待板條經(jīng)橫截處理后，采用自動指接機進行配料接長、指形榫加工處理。同時，加工期間借助對接長機、指形涂膠機、指形榫銑齒機進行接長、定長截斷、銑齒等處理，確保配料生產(chǎn)效率、利用率得到大幅度提升。

3.6 板材拋光

待板條經(jīng)過指榫接長處理后，利用四面刨、雙面刨等自動進料設備進行配料的處理，確保配料表面粗刨處理效果達到標準的同時，避免因板條處理不合理而影響到實木家具的整體質(zhì)量。

3.7 拼板膠合

板條經(jīng)過定長截斷、指榫接長處理后，按照實際寬度標準利用自動高頻拼板機進行膠拼處理。處理期間首先對板條膠合面利用自動涂膠裝置處理，組坯自動完成后將其配料自動送至拼板機，結(jié)合板材處理要求自動化高頻加熱與夾緊加壓來完成膠拼處理。針對自動噴膠裝置應用，在具備高精度特點的基礎上，能夠做到對板材噴涂膠線的水平、應用量控制。相較于傳統(tǒng)涂膠手段應用，自動涂膠裝置能夠在保證拼接質(zhì)量的基礎上，實現(xiàn)對涂膠量、溢膠量的有效控制。另外，通過自動夾緊加壓能夠?qū)崿F(xiàn)對拼板厚度差的合理控制，在提升板材加工質(zhì)量的同時，通過減少砂光量來降低加工成本。

相較于傳統(tǒng)人工機械配料的應用，智能機械配料可充分利用計算機來實現(xiàn)輔助運行，以往需要人工開展的分析、統(tǒng)計以及優(yōu)化等工作均可由計算機替代[8]。運行期間做到對數(shù)據(jù)的自動化輸入、加工以及輸出，確保配料加工效率與質(zhì)量得以顯著提升。同時，智能機械配料工藝的應用，可以在生產(chǎn)要求、生產(chǎn)量發(fā)生變化時做到對優(yōu)選鋸的第一時間響應，不僅能夠滿足實木家具大批量生產(chǎn)需求，還可為用戶提供小批量多品種家具。人工配料技術(shù)應用雖然存在靈活性特點，但是極易在配料加工期間形成資源浪費、效率低下、質(zhì)量較差等現(xiàn)象，使得配料加工無法滿足實木家具的現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。而智能機械配料應用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對多規(guī)格、多等級材料配料滿足，亦可以通過自動編制最佳方案來提升配料加工質(zhì)量。此外，機械智能配料在安全性方面也遠高于半機械、人工配料方法的應用。運行期間操作人員無須近距離接觸鋸片，且各項操作的執(zhí)行相對簡單，確保配料加工期間不出現(xiàn)人員傷亡事故[9]。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段實木家具配料加工中設備及其工藝的應用多種多樣，其中以人工半機械、自動化配料以及機械智能配料最為典型，此外單一與綜合配料方法的應用也較為常見。總的來說，配料加工的主要目的在于，避免實木家具生產(chǎn)期間出現(xiàn)大量浪費現(xiàn)象，并促進生產(chǎn)廠家勞動生產(chǎn)率與材料利用率的顯著提升，幫助廠家增大對經(jīng)濟效益的獲取。鑒于此，在工業(yè)4.0趨勢的持續(xù)推進下，自動化、智能化發(fā)展已然成為家具制造領域的主要取向，為此需加大對配料環(huán)節(jié)的自動化、智能化建設力度，通過引進更為先進、智能的工藝與設備，在顯著提升配料加工質(zhì)量的基礎上，為實木家生產(chǎn)領域的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供良好支撐。