盧翔

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引言

實(shí)木家具生產(chǎn)過(guò)程中配料環(huán)節(jié)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，配料是否達(dá)標(biāo)與材料利用率、生產(chǎn)成本控制、經(jīng)濟(jì)效益獲取之間存在密切關(guān)聯(lián)。實(shí)際配料生產(chǎn)期間，其關(guān)鍵把控點(diǎn)在于依據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行材料的合理選擇，并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行含水率的控制。配料加工方法、工藝選擇是否合理，對(duì)于實(shí)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(dāng)前機(jī)械配料中典型工藝與設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)實(shí)木家具領(lǐng)域的長(zhǎng)久發(fā)展有著關(guān)鍵性影響。

1 人工半機(jī)械配料

此配料工藝的應(yīng)用主要是對(duì)實(shí)木利用普通木截鋸進(jìn)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(duì)不同工藝的應(yīng)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(zhǎng)度、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，利用普通橫截鋸進(jìn)行短板的橫截處理，同時(shí)在橫截期間可做到對(duì)開裂、死節(jié)、腐朽等缺陷的有效處理。接著對(duì)短板利用單鋸片、多鋸片縱解鋸進(jìn)行縱解處理，最終對(duì)加工的毛料予以質(zhì)量檢測(cè)[1]。機(jī)械配料加工過(guò)程中此工藝的應(yīng)用，在運(yùn)輸便捷、原料充分利用等方面存在顯著優(yōu)勢(shì)，針對(duì)車間便捷運(yùn)輸而言，主要是可利用普通截鋸加工成短板，且通過(guò)長(zhǎng)短毛料進(jìn)行鋸截的合理搭配，避免因長(zhǎng)材段用現(xiàn)象的出現(xiàn)增大材料浪費(fèi)。

1.2 先縱解再橫截

此工藝應(yīng)用主要是對(duì)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，然后再利用橫截鋸將板條按照尺寸標(biāo)準(zhǔn)加工成毛料，加工期間存在的缺陷部分可以提前清除。機(jī)械配料生產(chǎn)期間，針對(duì)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(yīng)用主要是借助套裁法的應(yīng)用，在板面按照零件規(guī)格、形狀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(chǔ)，對(duì)板材鋸截處理能夠做到利用相同數(shù)量板材進(jìn)行毛料的最大數(shù)量獲取[3]。相較于其他配料工藝的應(yīng)用，該方式在木材出材率方面明顯更高。同時(shí)，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?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行板材的預(yù)先劃線，接著利用細(xì)木工帶鋸、小帶鋸進(jìn)行配料的鋸截，在保證毛料加工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，確保生產(chǎn)效率、出材率均得到顯著提升。在實(shí)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(yīng)用是指在對(duì)板材橫截、縱解前進(jìn)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(lái)確定下鋸位置。同時(shí)，可根據(jù)紋理、材料進(jìn)行配料、板材的合理選擇，避免因毛料存在缺陷而影響到實(shí)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(yīng)用強(qiáng)調(diào)對(duì)板材預(yù)先進(jìn)行鋸截、刨削處理，并在處理期間剔除缺陷部分，按照零件長(zhǎng)度、厚度、寬度等要求對(duì)毛料進(jìn)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(yīng)用在材料利用率方面占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)，且保障其零件加工質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 機(jī)械自動(dòng)配料

現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化機(jī)械配料的應(yīng)用較為常見，將其應(yīng)用于實(shí)木家具生產(chǎn)領(lǐng)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(yīng)用主要是對(duì)實(shí)木材料依據(jù)零件寬度、厚度等標(biāo)準(zhǔn)，利用單鋸片、多鋸片圓鋸進(jìn)行加工處理，待板材縱向鋸解后，依托于自動(dòng)進(jìn)料的優(yōu)選橫截鋸來(lái)達(dá)到長(zhǎng)度自動(dòng)化測(cè)量的目的，同時(shí)在測(cè)量期間自動(dòng)分析其等級(jí)、缺陷等信息。在橫截加工過(guò)程中開展缺陷鋸截、定長(zhǎng)優(yōu)選處理。將此工藝應(yīng)用于實(shí)木家具生產(chǎn)中，主要是以生產(chǎn)線的形式進(jìn)行縱解圓鋸機(jī)、進(jìn)料機(jī)械以及自動(dòng)進(jìn)料優(yōu)選橫截鋸的連接，且在生產(chǎn)線運(yùn)行期間借助皮帶、輥筒實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)作。此配料工藝的應(yīng)用仍涉及對(duì)部分人工協(xié)作，如在板材處理過(guò)程中對(duì)缺陷部位、等級(jí)區(qū)域進(jìn)行人工畫線處理[5]。該工藝應(yīng)用不僅在生產(chǎn)效率方面存在較大優(yōu)勢(shì)，還能適用于同厚度、寬度標(biāo)注的毛料生產(chǎn)中。

2.2 數(shù)控曲線帶鋸配料

此工藝應(yīng)用主要是采取自動(dòng)化形式來(lái)取代以往人工配料中細(xì)木工帶鋸、小帶鋸的應(yīng)用。依托于數(shù)控機(jī)械技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)曲線形零件的自動(dòng)配料，無(wú)須在加工前對(duì)板材預(yù)先畫線，僅需在加工期間提前進(jìn)行下鋸圖的設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制進(jìn)料工作臺(tái)自動(dòng)化移動(dòng)，加工期間進(jìn)料工作臺(tái)始終保持X、Y兩個(gè)方向的水平移動(dòng)。通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)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(yù)期范圍內(nèi)[6]。

3 機(jī)械智能配料

基于我國(guó)工業(yè)4.0的發(fā)展與推進(jìn)，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(duì)實(shí)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(duì)機(jī)械配料的自動(dòng)化、智能化建設(shè)力度。隨著智能化技術(shù)在家具制造領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，誕生諸多現(xiàn)代化智能設(shè)備，包括自動(dòng)掃描儀、自動(dòng)指接機(jī)、自動(dòng)高頻拼板機(jī)、優(yōu)選鋸、四面刨等，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械智能生產(chǎn)線來(lái)取代傳統(tǒng)人工生產(chǎn)線的應(yīng)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(shè)備的應(yīng)用具體體現(xiàn)為：

3.1 板材掃描

配料生產(chǎn)期間對(duì)原材料利用全自動(dòng)掃描儀進(jìn)行縱解掃描，板材經(jīng)全方位掃描檢測(cè)后，能夠精準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)為參照，掃描儀會(huì)自動(dòng)進(jìn)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(zhǎng)等級(jí)要求。

3.2 板材部分

板材處理過(guò)程中采取優(yōu)選多片鋸進(jìn)行鋸截或定寬剖分處理，因其具備移動(dòng)鋸片技術(shù)，能夠做到依據(jù)板材原始尺寸與等級(jí)，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求開展規(guī)范化優(yōu)選寬度鋸解。同時(shí)，該設(shè)備具備連接自動(dòng)化掃描儀功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)配料優(yōu)選縱解[7]。運(yùn)行期間優(yōu)選多片鋸能夠自動(dòng)接收來(lái)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(dá)指令，定位裝置自動(dòng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)板材定位送料。移動(dòng)片鋸接到指令后按照鋸解方案進(jìn)行板材鋸切，進(jìn)而在保證鋸解質(zhì)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)鋸解效率的提升。

3.3 板條掃描

經(jīng)處理的板條會(huì)通過(guò)自動(dòng)掃描儀進(jìn)行四面掃描，即通過(guò)橫截掃描來(lái)確定定寬等方面信息。利用多片鋸處理后的定寬板條，會(huì)依托于自動(dòng)傳送裝置的應(yīng)用運(yùn)輸至橫截掃描工位，經(jīng)全面檢測(cè)后精準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，掃描儀自動(dòng)進(jìn)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(shí)，促進(jìn)其橫截效果得到顯著提升。

3.4 定長(zhǎng)橫截

針對(duì)板條優(yōu)選、缺陷剔除以及定長(zhǎng)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(jìn)而形成高效自動(dòng)化生產(chǎn)線。橫截鋸運(yùn)行前會(huì)接來(lái)自掃描儀發(fā)送的板條等級(jí)、缺陷以及長(zhǎng)度等信息，同時(shí)做到對(duì)最佳橫截方案的傳輸。接收到指令后傳送裝置會(huì)進(jìn)行板條的自動(dòng)化傳送，橫截鋸依據(jù)指令開展對(duì)板條的自動(dòng)化分選與鋸截，確保板條橫截能夠符合預(yù)期要求。

3.5 指榫接長(zhǎng)

待板條經(jīng)橫截處理后，采用自動(dòng)指接機(jī)進(jìn)行配料接長(zhǎng)、指形榫加工處理。同時(shí)，加工期間借助對(duì)接長(zhǎng)機(jī)、指形涂膠機(jī)、指形榫銑齒機(jī)進(jìn)行接長(zhǎng)、定長(zhǎng)截?cái)?、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(guò)指榫接長(zhǎng)處理后，利用四面刨、雙面刨等自動(dòng)進(jìn)料設(shè)備進(jìn)行配料的處理，確保配料表面粗刨處理效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，避免因板條處理不合理而影響到實(shí)木家具的整體質(zhì)量。

3.7 拼板膠合

板條經(jīng)過(guò)定長(zhǎng)截?cái)唷⒅搁窘娱L(zhǎng)處理后，按照實(shí)際寬度標(biāo)準(zhǔn)利用自動(dòng)高頻拼板機(jī)進(jìn)行膠拼處理。處理期間首先對(duì)板條膠合面利用自動(dòng)涂膠裝置處理，組坯自動(dòng)完成后將其配料自動(dòng)送至拼板機(jī)，結(jié)合板材處理要求自動(dòng)化高頻加熱與夾緊加壓來(lái)完成膠拼處理。針對(duì)自動(dòng)噴膠裝置應(yīng)用，在具備高精度特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，能夠做到對(duì)板材噴涂膠線的水平、應(yīng)用量控制。相較于傳統(tǒng)涂膠手段應(yīng)用，自動(dòng)涂膠裝置能夠在保證拼接質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)涂膠量、溢膠量的有效控制。另外，通過(guò)自動(dòng)夾緊加壓能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)拼板厚度差的合理控制，在提升板材加工質(zhì)量的同時(shí)，通過(guò)減少砂光量來(lái)降低加工成本。

相較于傳統(tǒng)人工機(jī)械配料的應(yīng)用，智能機(jī)械配料可充分利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助運(yùn)行，以往需要人工開展的分析、統(tǒng)計(jì)以及優(yōu)化等工作均可由計(jì)算機(jī)替代[8]。運(yùn)行期間做到對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)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(shí)，智能機(jī)械配料工藝的應(yīng)用，可以在生產(chǎn)要求、生產(chǎn)量發(fā)生變化時(shí)做到對(duì)優(yōu)選鋸的第一時(shí)間響應(yīng)，不僅能夠滿足實(shí)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(yīng)用雖然存在靈活性特點(diǎn)，但是極易在配料加工期間形成資源浪費(fèi)、效率低下、質(zhì)量較差等現(xiàn)象，使得配料加工無(wú)法滿足實(shí)木家具的現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。而智能機(jī)械配料應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多規(guī)格、多等級(jí)材料配料滿足，亦可以通過(guò)自動(dòng)編制最佳方案來(lái)提升配料加工質(zhì)量。此外，機(jī)械智能配料在安全性方面也遠(yuǎn)高于半機(jī)械、人工配料方法的應(yīng)用。運(yùn)行期間操作人員無(wú)須近距離接觸鋸片，且各項(xiàng)操作的執(zhí)行相對(duì)簡(jiǎn)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(yǔ)

現(xiàn)階段實(shí)木家具配料加工中設(shè)備及其工藝的應(yīng)用多種多樣，其中以人工半機(jī)械、自動(dòng)化配料以及機(jī)械智能配料最為典型，此外單一與綜合配料方法的應(yīng)用也較為常見?？偟膩?lái)說(shuō)，配料加工的主要目的在于，避免實(shí)木家具生產(chǎn)期間出現(xiàn)大量浪費(fèi)現(xiàn)象，并促進(jìn)生產(chǎn)廠家勞動(dòng)生產(chǎn)率與材料利用率的顯著提升，幫助廠家增大對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的獲取。鑒于此，在工業(yè)4.0趨勢(shì)的持續(xù)推進(jìn)下，自動(dòng)化、智能化發(fā)展已然成為家具制造領(lǐng)域的主要取向，為此需加大對(duì)配料環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、智能化建設(shè)力度，通過(guò)引進(jìn)更為先進(jìn)、智能的工藝與設(shè)備，在顯著提升配料加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，為實(shí)木家生產(chǎn)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供良好支撐。