市面上根据木门材料的不同,可以分为实木木门和板式木门,其中实木木门由于木材资源有限,木材利用率低、价格昂贵且工艺相对复杂,对于大规模定制的需求较低。而板式木门以木质板件为原料,价格更亲民。同时先进木门设备的引进和发展,为木门的柔性制造提供了设备基础。
本文围绕复合门的生产工艺特点及柔性生产需求设计了一种柔性木门系统,并对目前木门的柔性生产中已经应用的技术及存在的关键问题进行探讨和分析。
01 柔性化木门生产线
木门是我们日常家具组成必不可少的一部分,但其制作工艺复杂、通常需要经过20~30道生产工序,一些油漆类的造型门甚至可达 40~50 道制作工序。传统的木门结构通常是实木榫卯组成框架,中间加芯板嵌合组成一扇门,其制作工序复杂,生产成本高,无法实现大批量,定制化生产。同时传统木门还有着样式单一,木材利用率低等缺点。
为了实现木门生产系统的柔性化,需要系统能根据生产需求智能化、自动化地调整系统结构。而传统的生产过程,需要人工调整,工作效率低、且无法准确快速确定。而且人工操作容易出现错误,对生产系统造成较大安全问题。而且随着社会发展,定制化、个性化的木门生产需求日益增加,大规模定制不仅增加了生产人员的工作强度,同时也对木门生产系统提出新的挑战。
02 柔性木门生产如何设计
木门的基本工艺流程主要有基材准备、组框、单板加工、复合贴压、定尺、封边、开五金孔槽、铣削成形、涂饰。针对门扇复合贴压后到涂饰前的工艺,柔性化木门生产系统主要功能是完成木门门扇的定尺、封边及开五金孔槽,为了完成这几项加工,生产系统需要包含 3 类主机:
数控门扇四边锯:用以完成定尺,即将毛坯加工成精确尺寸的木门板件。
封边机:对门扇边部进行预铣、涂胶封边、粗修、精修、刮边和抛光等。
数控柔性门锁加工中心:在木门的两个长边区域进行锁槽、锁阶、锁孔、合页加工。
相比与常规的木门生产工艺,本系统采用的柔性生产工艺是直接加工组装好的木门件,通过裁边、封边、门锁加工三步骤完成。传统的木门生产系统需要根据需要生产的木门规格,人工调整各工艺中定位构件的位置,难以满足柔性生产。为了满足柔性生产的需求,柔性木门生产系统需要采用的关键技术:
(1)条形码激光扫描技术
能实现识别进入加工区域的板件,各加工设备根据识别出的板件自动化地调整设备状态以满足自动化生产。可自动读取每块门扇的外形尺寸、加工要求等信息,自动调整机器动作,调用和启动加工程序,按要求完成加工。
(2)四边锯自动纠正技术
包括两方面的位置纠正——纠正加工门扇的位置和纠正四边锯锯切位置,使其进行规方锯切以保证面板的花纹在中心线上对称和门芯框架与面板平整,并且满足加工尺寸符合对应生产需求。
(3)快速定位和规避技术
在数控柔性门锁加工中心上,门板是通过夹具固定在加工区域中,为了避让碰撞不同的加工文件需求的夹具位置会不一样。这需要设备能根据加工文件快速调整夹具位置以满足柔性生产需求。
(4)远程监控技术
并且为了满足智能工厂实时监控生产系统各功能块状态,该系统还需要能够通过 APP 或网站远程监控生产系统状态功能。
03 系统应用的效果如何
本文利用自动化技术、物联网技术实现木门柔性制造系统,与传统的生产方式相比,可以较大程度上满足柔性定制、智能化生产的需求。本文技术相关项目投运后,相关加工效率及成本分析如以下所示:
产能:在一班(8 h)时间内,可加工门扇数量最高达320樘。按每天3班值,每年工作天数300天计算,年生产数量可达 28.8 万樘。
加工范围:木门的加工规格则为在宽度方向上为400~1100mm,长度方向为1800~2400 mm,厚度方向为30~60mm。
加工精度及合格率:门扇的加工精度在±0.5mm以内,对角线误差在±2mm以内,产品合格率在99.55%以上。
成本:木门柔性加工生产线仅需要1~2人/班,而传统的以通用设备加工木门的生产方式则通常一班需要10人以上。
针对传统木门生产系统存在工作效率低、管控模式单一、无法满足定制需求的问题,柔性木门生产系统通过利用物联网、自动化等技术手段,可以实现木门的柔性生产、以满足市场对大规模定制的需求等功能。
信息来源:鲁班园