Глава х механизация и автоматизация деревообрабатывающих производств станочные линии. Технологический процесс деревообработки и методы его автоматизации

К атегория:

Деревообрабатывающие станки

Механизация и автоматизация производства

Под механизацией технологических процессов понимают частичную замену ручного труда машиной. Участие человека здесь необходимо для загрузки и выгрузки деталей, контроля их точности и качества обработки.

Под автоматизацией технологических процессов понимают управление отдельными станками или группой станков и контроль за ними, исключающие непосредственное участие в этом человека. Автоматический станок или линия работают по программе, заранее составленной и отлаженной человеком. Применение автоматизации в деревообрабатывающей промышленности повышает качество выпускаемой продукции и производительность труда, а также значительно улучшает условия труда рабочих.

В мебельном производстве, несмотря на большую номенклатуру изделий, создается массовое поточное производство деталей из листовых и щитовых материалов с широким использованием полуавтоматов, автоматов и автоматических линий.

Полуавтоматы - это станки, работающие в автоматическом цикле, для повторения которого необходимо вмешательство рабочего. Обычно на полуавтоматах рабочий вручную устанавливает, закрепляет и открепляет заготовку, включает подачу для осуществления рабочего цикла.

Автоматы - это станки, на которых детали изготовляются без непосредственного участия рабочего. Оператор только периодически загружает магазины или питатели, замеряет и контролирует обработанные детали, подналаживает станок по мере его разрегулировки.

Автоматическая линия - комплекс основного, вспомогательного, транспортного оборудования и механизмов, обеспечивающий автоматическое базирование, закрепление, поворот и перемещение обрабатываемых деталей с целью выполнения технологических операций в требуемой последовательности и заданным ритмом без непосредственного участия человека. Функции рабочего заключаются в контроле за работой оборудования и его своевременной поднастройке, а также в обеспечении бесперебойной загрузки заготовок в начале линии и выгрузке готовых деталей в ее конце.

При комплексной автоматизации в одном непрерывном технологическом процессе объединяются различные технологические операции (например, раскрой, облицовывание, обрезка, шлифование).

В единую автоматическую систему может быть объединено несколько автоматических линий последовательного или параллельного действия. Такие системы автоматических линий называются автоматическими участками. Если основные производственные процессы осуществляются на автоматических линиях, то их совокупность образует автоматический цех или завод.

Автоматизция производства качественно изменяет содержание трудовых действий рабочего. Эти действия заключаются в наладке и настройке оборудования, выполнении мелкого ремонта и испытаний оборудования, наблюдении за ходом производственного процесса, контроле качества обработки готовых изделий и т. д. От умения и квалификации рабочего, выполняющего эти функции, зависит степень эффективности использования дорогостоящего оборудования.

Производство готовой продукции из дерева сегодня можно существенно механизировать. Весь процесс обработки древесины характеризуется различной степенью сложности, которая зависит от размеров готового изделия и его конфигурации. Производство продукции из дерева состоит из ряда последовательных операций.

Порядок проведения технологического процесса производства

Самая первая стадия перед непосредственно производством — это подготовка сырья, которая заключается в просушке древесины.

Просушка может осуществляться как естественным способом, когда древесина укладывается в штабеля, так и в специальной сушильной камере. Плюсом последнего способа является существенное сокращение процесса придания древесине нужного процента влажности.

Сушильная камера для древесины – достаточно сложный механизм, состоящий из нескольких элементов оборудования, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Типичный состав сушильной камеры:

— ограждение;

— тепловое оборудование;

— система циркуляции;

— система воздухообмена;

— система увлажнения;

— системы контроля за процессом сушки и автоматика.

Процесс сушки, как правило, включает в себя следующие технологические операции:

– начальный прогрев древесины,

– контроль за режимом сушки и влажностью древесины,

– влаго- и термообработку,

– кондиционирование и охлаждение.

Режим сушки выбирается исходя из текущей влажности древесины, размеров заготовок.

Его можно выполнить перед или после просушки древесного сырья.

Для раскроя применяются лесопильные рамы, круглопильные либо ленточно-пильные станки.

Оборудование для деревообработки — лесопильная рама

В зависимости от поставленных задач лесопильные рамы могут различаться по:

— типу реза (вертикальные и горизонтальны);

— этажности (одноэтажные и двухэтажные);

— одношатунные и двухшатунные,

— мобильности (стационарные и передвижные);

— мощности (большой, малой);

— скорости (быстроходные и тихоходные)

— назначению (обычные и специальные).

Горизонтальные применяются в случаях, когда необходимо осуществлять распил кряжей твердых пород для производства фанеры.

Двухэтажные отличаются большой производительностью. В них части мощного привода располагаются в нижнем этаже здания, рабочие части станка. включая посылочные вальцы – на верхнем этаже.

Типичный состав лесопильной рамы:

— станина;

— механизм резания;

— механизм подачи;

— органы управления;

— система смазки;

— устройство защиты.

Одной из важных характеристик механизма резания является просвет . Это расстояние между вертикальными стойками пильной рамки. Наиболее распространенные величины просветов – от 500 до 1000 мм. Просвет определяет наибольшую толщину бревна, которое может быть распилено.

Просвет лесопильной рамы выбирают по характерной спецификации планируемого к распилу сырья. Необходимо выбирать просвет исходя из толщины бревен, имеющих достаточный удельный вес в общем составе. Единичные бревна с максимальной толщиной в расчет не принимают, так как излишние размеры просвета вызывают снижение производительности рамы.

От величины просвета зависит наибольшее число пил, которые можно установить в раме. Данный показатель указывается в паспорте на оборудование и как правило составляет:

— для мощных рам – 12-20;

— для специальных – до 40;

— для маломощных – 6-10.

Ленточнопильный деревообрабатывающий станок LT40

Главным параметром ленточнопильного станка является диаметр пильного шкива (1,1 – 3 м).

Чем больше диаметр шкива, тем больше ширина и толщина пилы, в связи с чем пила более устойчива и может пилить на большей скорости подачи. Кроме того, станки с большим диаметром шкива могут распиливать бревна больших диаметров. При этом шкивы должны быть расположены как можно ближе друг к другу для уменьшения колебаний рабочей зоны пилы.

Типы станков различаются по скорости подачи материалов.

Показатели станка небольшой подачи:

— диаметр пильного шкива: 1,1 – 2,4 м;

— толщина пилы: 1,2 – 2,2 мм;

— ширина пилы: 120 – 300 мм;

— фактическая скорость подачи для мягких пород: 10 – 50 м/мин, для твердых пород 5 – 25 м/мин.

Показатели станка большой подачи:

— диаметр пильного шкива: 1,5 – 3,0 м;

— толщина пилы: 1,6 – 2,6 мм;

— ширина пилы: 150 – 450 мм;

— фактическая скорость подачи для мягких пород: 40 – 150 м/мин, для твердых пород 20 – 75 м/мин.

Следует отметить, что с ростом скорости подачи растет ширина пропила, снижается точность размеров заготовок, что требует их дополнительной обработки и увеличивается потребление электричества.

Круглопильный станок по дереву небольшой мощности

В промышленности используются круглые пилы диаметром до 1.5 метров, позволяющие распиливать дерево диаметром до 0,6 м. Производительность таких станков позволяет распиливать до 25 кубических метров сырья диаметром 25 см в час при потерях древесины от 1,5 до 4%.

Затем делаются так называемые черновые заготовки, которые представляют собой отрезки определенного размера. Их подвергают механической обработке в два этапа. На первом из них заготовка обрабатывается со всех сторон и потом производится ее оторцовывание в целях придания будущему изделию необходимых размеров и нужной геометрической формы. В результате такой обработки получается чистовая заготовка.

Торцовочный станок ТС-2 по дереву

Следующий этап предусматривает формирование готового изделия, которое заключается в шлифовании, сверлении и некоторых других способах обработки готового изделия. На этих двух стадиях обработки используются заготовки из сплошной древесины. Все составные детали готового изделия облицовывают или склеивают перед завершающей обработкой.

Типичный шлифовальный деревообрабатывающий станок

Окончательным этапом производства является сборка готового изделия, которая включает в себя также несколько этапов. Сначала все детали собираются в отдельные составляющие, потом производится проверка точности размеров. Самый последний этап — это общая и завершающая сборка готового изделия. Его отделку можно выполнять до конечной сборки или же после нее.

Технология деревообработки, процессы

В процессе изготовления деталей из дерева очень важно следить за сопряжением их между собой при сборке. Наличие такого параметра, как посадка, определяет плотность, прочность и движение деталей относительно друг друга.

Сегодня существует несколько видов посадок:

— напряженная;

— прессовая;

— скользящая;

— ходовая;

— легкоходовая;

— плотная.

При сопряжении поверхностей деталей допуск прямолинейности и плоскостности должен соответствовать 10-12 степени точности по ГОСТ 6449.3-82 при длине деталей 1-1,6 м. несопрягаемые поверхности должны соответствовать 13-15 степени точности.

Очень важен при деревообработке такой фактор, как дифференциация. Он представляет собой разделение всех операций на более мелкие, отдельные самостоятельные операции, тем самым повышая производительность труда.

На небольших предприятиях весь процесс сборки деталей может выполнить один рабочий или целая бригада, что будет считаться за одну операцию. От квалификации рабочего напрямую зависит возможность доверить ему сборку более сложных деталей и готовых изделий. Производство может быть как массовым, так и единичным, и в каждом из них необходимо выполнять деление операций, оборудования и приспособлений.

Одним из важнейших факторов, напрямую влияющих на качество готовой продукции, является надлежащее фиксирование заготовки на деревообрабатывающем станке. Самой большой сложностью отличается закрепление детали перед сверлением отверстий, поскольку здесь необходима максимальная точность фиксации.

Типовые сверлильные станки

Основа дальнейшего технического прогресса в лесопильно- деревообрабатывающем производстве - механизация и автоматизация производственных процессов, направленная на решение одной из важных задач - замены ручного труда работой механизмов и машин.

Механизация - это замена ручного труда машинным. В данном случае машина производит работу, которую ранее выполнял человек с помощью мускульной силы.

Однако при работе этой машины человек не может отойти от нее, так как он должен выполнять ряд вспомогательных операций, без которых машина перестает выполнять свои функции. Иногда производительность такой машины ограничивается физическими возможностями человека и она используется не полностью.

Рабочая машина (неавтоматизированная) имеет, как правило, механизмы рабочих ходов и выполняет в основном главные рабочие движения. Вспомогательные операции, такие, как загрузка заготовок, зажим и др., выполняет человек. В этом случае весь производственный процесс строится на взаимодействии человека и машины. Последовательность, (программу) выполнения операций выбирает сам человек.

Автоматизация-это более высокая ступень развития машинного производства, при которой человек освобождается не только от физического труда, но и от обязанностей оперативного управления механизмами, осуществляющими производственный процесс. Отпадает необходимость в непрерывном обслуживании автоматической машины, и человек может отойти от нее, так как она сама выполняет все основные и вспомогательные операции производственного процесса. Производительность такой машины не связана с физическими возможностями человека, поэтому может достигать высокого уровня.

Автоматическая машина (автомат) - это самоуправляемая рабочая машина, которая выполняет весь комплекс назначенных операций. Все функции управления производственным процессом, т. е. включение и выключение отдельных механизмов, изменение порядка работы рабочих органов, выполняются специальными устройствами. Эти устройства без вмешательства человека могут поддерживать в заданных пределах технологические режимы обработки.

На первом этапе развития автоматизации ставилась задача автоматизировать выполнение отдельных операций. Межоперационное транспортирование заготовок и деталей, а также другие вспомогательные операции выполнялись вручную.

В современных условиях задачи автоматизации значительно расширились. Теперь автоматизация охватывает все звенья производственного процесса, включая транспортные, загрузочно-разгрузочные работы и контроль готовых деталей. В ряде случаев применяют конвейеры с автоматическим адресованием.

С внедрением автоматизированных линий появилась необходимость в разработке принципиально новых конструкций изделий, позволяющих коренным образом усовершенствовать технологические приемы их изготовления. Конструкция изготовляемых изделий должна отвечать требованиям высокомеханизированного производства.

Таким образом, понятие автоматизации производства охватывает широкую совокупность мероприятий по разработке технологических процессов изготовления изделий и созданию высокопроизводительных автоматически действующих средств производства.

Процесс автоматизации затрагивает не только технические, но и социальные аспекты производства, определяет коренные сдвиги в экономике и организации производства. В нашей стране в последние годы организованы крупные автоматизированные производства по выпуску оконных и дверных блоков, плитных материалов и паркета.

Комплексная механизация процессов лесопиления и деревообработки связана с созданием систем машин, объединяющих выполнение разнообразных операций обработки, сборки, транспортировки и иногда контроля изделий. Такие системы машин включают в себя оборудование, расположенное в порядке последовательности операций технологического процесса и называемое линиями.

Линии лесопильно-деревообрабатывающих машин по степени автоматизации подразделяют на поточные, полуавтоматические и автоматические.

Поточной называют линию рабочих машин, расположенных в порядке последовательности технологических операций и требующих индивидуального обслуживания. Машины, входящие в состав поточной линии, могут быть связаны и не связаны транспортными устройствами.

Автоматической линией называется система взаимосвязанных рабочих машин (станков, вспомогательного оборудования и др.), расположенных по ходу технологического процесса и автоматически осуществляющих назначенную последовательность технологических операций без вмешательства рабочего. Такая система нуждается лишь в периодическом контроле, настройке и техническом уходе со стороны обслуживающего персонала. Загрузка головной машины автоматической линии и прием готовой продукции осуществляются также автоматически с помощью специальных зацрузочно-разгрузочных устройств.

Если некоторые операции технологического процесса не автоматизированы и требуют индивидуального обслуживания, линия называется полуавтоматической.

В состав линий могут входить универсальные, специализированные и специальные машины. Опыт показал, что автоматические линии, составленные из простейшего универсального оборудования с малой концентрацией операций, получаются громоздкими, требуют большой производственной площади и не обеспечивают необходимой надежности работы.

Составленные из автоматизированных универсальных и специализированных машин линии отличаются большей компактностью и надежностью.

При использовании нормализованных узлов и механизмов (силовых головок, питателей, разгрузчиков и др.) сокращаются сроки проектирования и создания линий, уменьшаются затраты.

Линии лесопильно-деревообрабатывающего оборудования могут быть с жесткой, гибкой и смешанной связью агрегатов. Если машины линии сблокированы между собой и образуют непрерывную цепь с непосредственной передачей обрабатываемого изделия с одной позиции на другую, связь называется жесткой. Такая связь весьма распространена в линиях, однако в этом случае при остановке любого из агрегатов простаивает вся линия.

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.