要说数控开榫机在家具生产中占据什么角色?首先就得说说什么是数控设备或者说数控设备最大的显著的特点是什么,好吧我们今天就把这个话题彻底聊透了!
数控设备最大的特点,实际上是设备安装上了“眼睛”和“耳朵”,让其可以识别准备加工的产品,也让机器能够听懂相应的指令,完成需要的加工动作,这就叫人机互动人机交互,也算是人工智能吧。 数控技术的实现是多方位的,它既需要基于数控化控制软件及相应的指令数据库,也需要设备本身具备配套性,加上基于计算机输入和输出的过程,这完全改变了设备在操作上的方式,也让家具制造走上了“高大上”的舞台。彻底颠覆了家具生产的传统概念,估计鲁班大师穿越过来也会瞠目结舌,最起码他不会使用计算机,不认识ABC。
当然,数控技术和数控设备依然有它的局限性,就现目前来看,在板式家具产品上的应用已经相对成熟,但围绕实木、软体等产品,未来还有很长的路要走,其中部分实木家具生产设备已经实现了自动化。
01 数控设备的发展趋势
01-1从手动控制到数字化控制 从纯手工操作,到初期的置于设备之上的数字化控制操作台,这是数控设备的第一步,而这个部分最早出现在电子开料锯以及封边设备上。 CNC设备是最早出现在家具制造企业中的数字化控制设备。传统的CNC,重点在单机的多功能实现,但由于其成本高昂,并没有从根本上改变家具制造的模式,而最初的CNC设备,还需要人工编辑代码,生产效率不见得多高。 数字化读取技术的升级,加上配套软件的加入,使得数字化控制变得应用性更强,企业不再需要专业的代码编写人员,而是通过简单的电脑操作,就可以实现数字化控制设备。这就大大降低了数控设备的使用门槛,就拿咱们家具行业来说,诺达的一个领域有多少是高等院校毕业的?凤毛麟角,指望着老木工师傅去掌握高级编程那是遥不可及的,现在呢进步了简单了,十个人就能玩了!
01-2从单一设备到设备连线 到2013年,越来越多的设备实现了数字化控制,其中最为特别的就是高端数控钻的出现,数控设备的细分,乃至于各个环节上的数控的实现,对后来的家具自动化制造产生巨大影响。 从固定的数控加工,到逐步实现“通过式”加工,这为后面普遍出现的“连线”奠定了基础。 “设备连线”是当下自动化加工最为热门的话题,“零件不落地”“高速流转”等概念在家具制造中变为现实,这大大提升了制造效率,也从某种程度上改变了生产管理模式。
01-3从局部连线到智能产线 局部连线已经是部分家具企业的常态,大家非常努力地去实现更大面积的连线,甚至追求完整的连线方式。 从完整连线的实现,到真正意义上的无人工厂,听起来有些理想化,但却在逐步变为现实,当然,这里可能还需要智能机器人的加入,以及制作软件系统的配合。 智能柔性化制造是另一个发展方向,与无人工厂侧重以机械代替人工相比,智能柔性化制作更为侧重满足多元化产品制作的需求。
02 典型数控设备的技术特点
02-1数控开料及其设备 板材开料有单一配料和综合配料两种方式,相较而言,综合配料虽然稍复杂些,但是板材利用率高、能保证配料质量,是常用的配料方式。将推台锯配以数控设备,使得最佳锯截方案可以快速生成,缩短了开料时间,并提高了毛料出材率。 ①数控精密推台锯:采用CNC技术,裁板线性精度可达0.1mm,角度精度为0.1°。通过数控面板,可以轻松完成主锯片升降、载切尺寸与斜切角度设定、机器的开启关闭等。定尺只需输入尺寸数字、按启动键,两步即可完成,效率大大提高。并且刀具带有安全防护罩装置,可将手和锯片完全隔开,避免工伤事故。 ②电脑裁板锯:是手推锯的升级产品,只需1-2人操作。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,能有效保证板材锯切端面完好。并且具备人机一体化操作,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,可以单张锯切,也可多张叠切。 ③数控开料加工中心: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。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。
02-2数控钻孔及其设备 钻孔是板式家具生产工艺中不可缺少的工艺,零件打孔工艺组织是否合理,直接影响到生产效率和生产成本。传统的钻孔设备如单排钻、多排钻已不能满足企业生产需求,数控化、柔性化的高端数控钻才是未来所需。 ①工位式钻孔中心:可以用于打垂直孔、水平孔、拉槽、铣型,双工位交替加工,两个钻包加一个主轴的组合方式,最大的优势就是加工板件尺寸不受限制。电脑操作,扫描即可加工,完美对接拆单软件。但需要人工移位吸盘以及定位,较传统单钻孔加工中心效率提升40%,但整体效率有待提高。
②通过式钻孔中心:集自动进料、加工、出料为一体,具有高柔性、高智能、高效率的特点。操作简单,工人工作负荷轻,也可多机连线,成为4.0生产线的钻孔环节主力钻孔设备。但不足环节主要在板件尺寸需要控制在限定宽度范围内,否则无法通过传送带。 ③六面数控钻空中心:可一次性完成六个面的钻孔及两个垂直面的拉槽。加工效率根据板件工艺各有不同,操作简单,对工人要求不大,俗称“傻瓜式操作”,拆单数据导入后,人工扫码,即可加工。支持前进前出、前进后出,可单台、可多台并联使用,能有效节省人工。
02-3数控开榫及其设备 在实木定制环节,榫卯结构的快速生产是提高生产效率的有效方式。数控开榫技术的发展,使得榫卯对熟练工人的依赖大大减小,精确度、完整度都得到提升。榫卯种类繁多,虽然并不是每种榫卯结构都能机械化,但常见种类可达到量产。 ①数控开榫机:可分为直榫开榫机和燕尾榫开榫机两类,针对各种形状的直榫、圆榫有很好的适用性。加工灵活度高,数控系统操作简单,普通工人即可操作,无熟练度依赖。 ②数控五轴榫槽机:专用于开榫槽的设备,适用于加工直线槽、异形槽,尤其对于多榫槽、榫槽间距较小、孔槽组合、同一工件榫槽长度和深度不同以及复杂的异形工件加工。对刀工序简单,录入槽参数即可自动生成加工代码,自动加工。 ③数控榫卯加工中心:榫头榫眼均可加工,适用于直角榫、公母榫、插肩榫、粽角榫等三十几多种榫头榫眼样式。配以伺服电机,安全系数高,加工精度高,并且单人即可操作,省工省力。
03 结语 在“工业4.0”时代的宏伟蓝图里,数控化设备是不可缺席的重要角色。家具行业,是一部从手工造物到批量定制的发展史,更是木工机械的发展史。未来,家具行业的阔步前行,更加离不开数控木工机械设备的助力。而数控设备自身,也将朝着数字化、自动化、柔性化、智能化方向深入发展,如此才能真正的实现“工业4.0”。