現(xiàn)代木材加工技術(shù)及工藝流程

【摘 要】無(wú)論是實(shí)木類家具，還是板式家具，配料加工工序都是家具生產(chǎn)過(guò)程中的第一道工序，也是非常關(guān)鍵的一道工序，它直接影響家具生產(chǎn)的材料利用率、生產(chǎn)效率及生產(chǎn)效益。

【關(guān)鍵詞】木材加工；技術(shù)；工藝流程

0 前言

家具生產(chǎn)企業(yè)最關(guān)心的是生產(chǎn)效率、生產(chǎn)效益及材料利用率，所有這些都與配料工的柔性有直接關(guān)系。配料工序是家具生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵工序，因?yàn)樗钦麄€(gè)家具生產(chǎn)機(jī)械加工過(guò)程的開(kāi)端，相當(dāng)于制衣過(guò)程的裁剪，所以說(shuō)它決定了一個(gè)家具企業(yè)的效率和興衰。

1 家具傳統(tǒng)配料

1.1 實(shí)木家具傳統(tǒng)配料方式

配料的原則：①根據(jù)家具零件對(duì)于材料要求配料；②根據(jù)原料（板材）與家具零件毛料的規(guī)格尺寸匹配關(guān)系進(jìn)行配料。

配料方案：①先橫后縱；是實(shí)木家具生產(chǎn)中常用方法，占用廠房面積較小，但是材料利用率低。②先縱后橫；出材率比較高，但是占用廠房面積較大，而且毛料寬度規(guī)格比較單一。③劃線下鋸：主要適合曲線型零件，其目的是提高出材率。④刨削后，再進(jìn)行①或②；主要適合于對(duì)家具零件表面質(zhì)量要求較高的家具零件配料。⑤膠拼后，再劃線；主要目的是為提高曲線型零件的配料出材率。

1.2 板式家具傳統(tǒng)方式配料

常用設(shè)備是精密推臺(tái)鋸、普通電子開(kāi)料鋸（立式或臥式）或圓鋸機(jī)等。板式家具傳統(tǒng)配料工藝是工人憑經(jīng)驗(yàn)開(kāi)料。先開(kāi)大料或和長(zhǎng)料，然后再開(kāi)小料或短料，隨意性很大，因此出材率不穩(wěn)定且較低，原因在于沒(méi)有經(jīng)過(guò)優(yōu)化的排料圖指導(dǎo)排料操作。

2 家具現(xiàn)代配料

2.1 實(shí)木家具現(xiàn)代配料

實(shí)木家具的現(xiàn)代生產(chǎn)方式要求配料生產(chǎn)具有柔性、高效、且能提供個(gè)性化配料方案等。換言之，配料工序考慮的具體指標(biāo)是指產(chǎn)品規(guī)格，等級(jí)要求，出材率，經(jīng)濟(jì)效益等因素。在傳統(tǒng)配料中要求操作工人同時(shí)考慮上述因素是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)橐粋€(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的配料工人一次也只能記住有限的零件規(guī)格，更談上不綜合其它幾方面的因素了，只有借助計(jì)算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化的工作。

配料生產(chǎn)的柔性是指板材缺陷（主要指節(jié)疤分布）千差萬(wàn)別，但都能按相同的配料工藝加工，并且配料后的產(chǎn)品也能滿足不同家具零件的需要。與傳統(tǒng)配料工藝的靈活性不同，它是一種可控制的、有序的柔性。

配料生產(chǎn)的高效率是指生產(chǎn)訂單發(fā)生變化時(shí)能作出快速反應(yīng)，生產(chǎn)量和生產(chǎn)要求發(fā)生變化時(shí)也能及時(shí)調(diào)整配料生產(chǎn)，如插訂單或交貨日期發(fā)生變動(dòng)，都能按時(shí)保質(zhì)保量完成，其生產(chǎn)秩序跟正常配料生產(chǎn)一樣，即配料工序和設(shè)備布置都相對(duì)穩(wěn)定。

2.1.1 實(shí)木家具現(xiàn)代配料設(shè)備

根據(jù)實(shí)木家具現(xiàn)代配料要求可知現(xiàn)代配料工藝與傳統(tǒng)配料工藝已經(jīng)完全不同了。這個(gè)根本性的轉(zhuǎn)變是由一個(gè)核心設(shè)備來(lái)完成的，這就是優(yōu)選鋸（Optimizing cut-off saw）。

其它設(shè)備主要包括：

多鋸片圓鋸機(jī)：對(duì)于板材進(jìn)行等寬剖料；如果采用以鋸代刨的鋸片，有利于后續(xù)加工，如橫截時(shí)其定位更加準(zhǔn)確，且減少修邊工作量。

修邊鋸：對(duì)于優(yōu)越鋸加工后長(zhǎng)度較短的板方料，進(jìn)行修邊，為開(kāi)指形榫做準(zhǔn)備。將拼寬的倍數(shù)毛料加工成符合零件要求的毛料。

開(kāi)指機(jī)和接長(zhǎng)機(jī)：主要是完成短料的接長(zhǎng)任務(wù)。

雙面刨：對(duì)于接長(zhǎng)的方料進(jìn)行加工基準(zhǔn)面，為拼板做準(zhǔn)備。

接板機(jī)：將接長(zhǎng)的方料按家具零件要求進(jìn)行倍數(shù)毛料拼寬。

優(yōu)選鋸能夠根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的要求進(jìn)行配料方案優(yōu)化，然后將等寬的方料截?cái)喑煞仙a(chǎn)要求的方材。它是由PLC（單板機(jī)）進(jìn)行控制的，具有分析、優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)等功能，其加工精度和生產(chǎn)效率都遠(yuǎn)高于手工配料，且能滿足客戶個(gè)性要求達(dá)到最佳配料效果。如果原材料節(jié)疤越多，需要配料的零件尺寸就越多，它就越能顯示優(yōu)選鋸的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楣?jié)疤材配料需要考慮的因素多，靠手工配料是無(wú)法綜合考慮和高效完成的，而優(yōu)選鋸的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則具有優(yōu)化配料方案功能，所以優(yōu)選鋸基本上能夠排除人為因素的影響，輕松地完成現(xiàn)代配料生產(chǎn)任務(wù)。

2.1.2 實(shí)木家具現(xiàn)代配料方式

實(shí)木家具現(xiàn)代配料主要有兩種：

其一對(duì)于大規(guī)格零件（主要指零件斷面尺寸）主要采用規(guī)格材截?cái)嗟呐淞戏桨?，即原材料的斷面?guī)格與毛料的斷面規(guī)格基本匹配，只是長(zhǎng)度上是毛料倍數(shù)關(guān)系，配料時(shí)只要進(jìn)行精截即可。如橡膠木規(guī)格材制作大型床柱就采用這種配料方案等。

其二對(duì)于小規(guī)格板材或小規(guī)格方材配料，可以采用如下工藝：

板材→分等→剖分（多鋸片圓鋸機(jī)）→橫截（優(yōu)選鋸）→修邊→開(kāi)指形榫→接長(zhǎng)→創(chuàng)基準(zhǔn)面（雙機(jī)刨）→涂膠→膠拼（拼板機(jī)）。

上述工藝中核心優(yōu)選鋸的布置方案如上所示。優(yōu)選鋸加工產(chǎn)品可分：一種為符合家具生產(chǎn)要求的毛料；另外一種為短料。所有加工后的產(chǎn)品都是按長(zhǎng)度進(jìn)行分類的，產(chǎn)品中短材部分則通過(guò)指接被加工成拼板。該拼板是無(wú)缺陷，其性能是類似于天然鋸材，但在形狀和尺寸穩(wěn)定性方面好于天然板材。通過(guò)穩(wěn)定的工藝和設(shè)備能夠完全滿足家具零件實(shí)際的需要，展現(xiàn)了現(xiàn)代配料工藝其柔性的一面，但因其對(duì)象是具體廠家，所以又具有較強(qiáng)的針對(duì)性。

2.1.3 實(shí)木家具現(xiàn)代配料特點(diǎn)

（1）現(xiàn)代配料工藝具有柔性

與傳統(tǒng)配料工藝相比，現(xiàn)代配料工藝的柔性是有序的，具體表現(xiàn)為現(xiàn)代配料能夠適應(yīng)加工多規(guī)格、多等級(jí)的原材料，同時(shí)能夠完全滿足多規(guī)格、多等級(jí)的家具零件要求，能夠提供若干種個(gè)性化配料方案。配料工藝中的柔性特點(diǎn)有助于解決家具小批量多品種的市場(chǎng)需要與大批量生產(chǎn)之間的矛盾。

（2）現(xiàn)代配料工藝生產(chǎn)率高、板材利用率高

與傳統(tǒng)配料工藝中設(shè)備比較，優(yōu)選鋸的加工精度高于傳統(tǒng)橫截圓鋸，優(yōu)選鋸切精度能夠達(dá)到0.8mm之內(nèi)，另外優(yōu)選鋸是采用自動(dòng)控制，其誤差小于傳統(tǒng)手工配料的人工定位，加上其鋸割循環(huán)時(shí)間為0.25秒，所以生產(chǎn)率、加工精度及出材率同樣很高。

（3）現(xiàn)代配料工藝管理模式信息化

現(xiàn)代生產(chǎn)模式改變了，其管理模式也發(fā)生了變化。傳統(tǒng)生產(chǎn)方式主要是利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。保守估計(jì)來(lái)管理配料生產(chǎn)，如根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值估算后再安排每日的生產(chǎn)量，各種零件完成情況也是靠人工統(tǒng)計(jì)匯總而得出結(jié)論的，這個(gè)周期太長(zhǎng)不適合現(xiàn)代的生產(chǎn)模式。如果采用優(yōu)選鋸，其自身就能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，而且企業(yè)的計(jì)算機(jī)服務(wù)器直接相連，既可從中可能得到加工指令，也可以反饋統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和表格，節(jié)省大量人力、物力，而且準(zhǔn)確。

2.2 板式家具現(xiàn)代配料

板式家具現(xiàn)代配料的特征就是由經(jīng)過(guò)優(yōu)化的排料圖進(jìn)行指導(dǎo)生產(chǎn)，其形式有電子開(kāi)料鋸優(yōu)化和PC機(jī)優(yōu)化兩種。

電子開(kāi)料鋸優(yōu)化是由電子開(kāi)料鋸自帶排料圖軟件實(shí)現(xiàn)的。需配制的零件尺寸輸入電子開(kāi)料鋸。輸入方式有開(kāi)料現(xiàn)場(chǎng)手輸入和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸入兩種，其效果是基本上一樣的。然后按優(yōu)化后排料圖手工控制電子開(kāi)料鋸開(kāi)料，或者由電子開(kāi)料鋸全自動(dòng)開(kāi)料。

PC機(jī)優(yōu)化是指在PC機(jī)上運(yùn)用優(yōu)化軟件對(duì)輸入的零件尺寸進(jìn)行優(yōu)排料，并打印成圖。工人按排料圖進(jìn)行優(yōu)化開(kāi)料。

現(xiàn)代配料加工的工藝設(shè)備能高效、優(yōu)質(zhì)地保證現(xiàn)代配料工藝的實(shí)施。與傳統(tǒng)配料相比，現(xiàn)代配料有不少優(yōu)點(diǎn)。

（1）現(xiàn)代配料提高了出材率。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格人造板進(jìn)行排料圖優(yōu)化，減少了排料時(shí)隨意性，同時(shí)電子優(yōu)化的排料圖是經(jīng)過(guò)軟件多方案比較后所得到的最佳方案，因此出材率要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的配料工藝。

（2）現(xiàn)代配料提高了生產(chǎn)效率。由于事先有了排料圖，所以加工時(shí)可以直接開(kāi)料，不需要現(xiàn)場(chǎng)思考被加工零件尺寸和出材率問(wèn)題，因此生產(chǎn)效率高。

3 結(jié)論

為了滿足現(xiàn)代家具的生產(chǎn)模式的要求，家具配料一定要采用現(xiàn)代的配料工藝和設(shè)備?，F(xiàn)代配料工藝有利于實(shí)現(xiàn)家具生產(chǎn)的柔性化，有利于降低成本、提高生產(chǎn)率、提高出材率?，F(xiàn)代配料加工工藝設(shè)備，能高效、優(yōu)質(zhì)地保證現(xiàn)代配料工藝的實(shí)施?，F(xiàn)代配料的核心就是在配料工藝和設(shè)備方面實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

【參考文獻(xiàn)】

[1]沈雋.木材加工技術(shù)[M].（木材工業(yè)叢書）化學(xué)工業(yè)出版社，2005.8.

[責(zé)任編輯：周娜]