關(guān)于家具生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)改良要點(diǎn)探討

楊曉軍 潘冬華

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，各行各業(yè)都在面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)，家具生產(chǎn)加工領(lǐng)域也不例外。家具生產(chǎn)批量化、機(jī)械化、自動(dòng)化是家具企業(yè)必須走的一條發(fā)展道路，這是提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、挖掘企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾徊??；诖?，本文主要分析并探討了家具企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)改良要點(diǎn)，希望可以為家具企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路提供一些思路與參考。

關(guān)鍵詞：家具生產(chǎn)設(shè)備;技術(shù)改良;要點(diǎn);路徑

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)全球化效應(yīng)的逐步加深，原材料、人工成本都開始逐步提高，企業(yè)在市場(chǎng)中要想依靠低成本來占據(jù)市場(chǎng)份額，難度越來越大。市場(chǎng)現(xiàn)狀逼迫企業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型和改革，進(jìn)而使用更加科學(xué)的生產(chǎn)加工方式，提高成本控制的水平，擴(kuò)大利潤空間。目前，我國家具企業(yè)普遍表現(xiàn)出產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平有限、多樣化程度不足、定制化能力較低等問題，需要從家具生產(chǎn)設(shè)備改良的角度入手進(jìn)行改革，最終提高自身市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1.家具生產(chǎn)設(shè)備概述

現(xiàn)代家具大致可分為實(shí)木和板式兩類，所應(yīng)用的生產(chǎn)設(shè)備種類大同小異。切削類生產(chǎn)機(jī)床是家具生產(chǎn)加工領(lǐng)域內(nèi)的主要設(shè)備，可根據(jù)生產(chǎn)方式分為鋸、刨、銑、鉆、榫、車、磨等多個(gè)小類。生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)性能根據(jù)可加工材料的類型、尺寸范圍、適用生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)精度、自動(dòng)化程度、制造維修成本和難度、安全性、使用壽命等方面指標(biāo)進(jìn)行判斷。

2.家具生產(chǎn)領(lǐng)域的改革要點(diǎn)

當(dāng)前，家具生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行方式與市場(chǎng)需求有一定的錯(cuò)位，家具生產(chǎn)設(shè)備強(qiáng)調(diào)的是大規(guī)模、批量化生產(chǎn)，與此同時(shí)，保證家具生產(chǎn)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，但市場(chǎng)開始要求多樣化和定制化，要求家具產(chǎn)品不能千篇一律，應(yīng)當(dāng)有各自的特點(diǎn)。在這樣的市場(chǎng)要求下，家具生產(chǎn)就開始出現(xiàn)批次生產(chǎn)規(guī)模縮小、品種復(fù)雜、生產(chǎn)參數(shù)靈活更換的情況，企業(yè)又不能給每種家具都設(shè)計(jì)專門的生產(chǎn)線，那么提高生產(chǎn)設(shè)備的靈活程度、全自動(dòng)計(jì)算生產(chǎn)路徑就成為家具企業(yè)改革的要點(diǎn)。

3.家具生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)改良具體路徑

3.1 異形零部件加工優(yōu)化

現(xiàn)代家具強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)感、多樣化和定制化，異形零部件就是一種為滿足造型設(shè)計(jì)、使用多樣化需求而衍生出的零部件概念[1]。異形零部件具有明顯的不規(guī)則外形，可作為外部裝飾，也可以承擔(dān)支撐、固定等結(jié)構(gòu)功能。當(dāng)下，異形零部件加工過程存在精度差、效率低、安全隱患大的問題，較大程度上依賴工人的手動(dòng)加工，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改良十分有必要。異形零部件與常規(guī)零部件的加工主要區(qū)別在于凈料加工工序，目的是滿足異形零部件形狀多變的加工需求。裝飾性雕花類零部件可采用數(shù)控雕刻機(jī)，先建立數(shù)字模型后進(jìn)行加工，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量均高于工人手工雕刻;結(jié)構(gòu)類線形零部件需要根據(jù)具體形狀選擇生產(chǎn)設(shè)備，回轉(zhuǎn)形可直接應(yīng)用車床加工，其他形狀則需要用帶鋸機(jī)做曲線鋸解，然后在立式銑床上進(jìn)行加工，成型銑刀能夠有效降低每一次的切削量，提高異形零部件的加工精度;結(jié)構(gòu)類面形零部件需要靠模銑床搭配高精度的模板來完成加工，加工精度和操作簡(jiǎn)單程度均高于立式銑床;結(jié)構(gòu)類塊形零部件是加工工藝最復(fù)雜的異形零部件，需要先拼版后加工，在三維模型和CNC加工中心的配合下能夠有效提高加工的精度和效率。異形零部件的生產(chǎn)加工想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化，僅靠當(dāng)下的生產(chǎn)設(shè)備并不夠，只有對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)、搭配使用，才能夠滿足異形零部件復(fù)雜的造型需求。

3.2 家具自動(dòng)噴涂?jī)?yōu)化

傳統(tǒng)家具噴涂加工環(huán)節(jié)主要依賴人工操作，其生產(chǎn)效率低，工人工作環(huán)境惡劣。之后家具制造業(yè)逐步引入自動(dòng)噴涂設(shè)備和生產(chǎn)線，但又遇到家具市場(chǎng)對(duì)設(shè)計(jì)感、造型多樣化、定制化的要求，自動(dòng)噴涂設(shè)備和生產(chǎn)線需要進(jìn)一步提高噴涂靈活性和準(zhǔn)確性。無論是人工示范，還是先建模后噴涂，都難以提高噴涂的生產(chǎn)效率。激光傳感器的應(yīng)用相當(dāng)于給噴涂生產(chǎn)線加上了“眼睛”，使噴涂設(shè)備能夠自動(dòng)獲取家具的結(jié)合圖形，最終獲得噴涂的最優(yōu)路徑[2]。即使生產(chǎn)線上頻繁更換家具種類和樣貌，也可以實(shí)現(xiàn)靈活噴涂，以保證噴涂的質(zhì)量和效率。對(duì)于待噴涂的家具而言，它們最顯著的特征就是輪廓特征、外表面尺寸，最難處理的噴涂位置也是這些輪廓邊緣，要想提高自動(dòng)噴涂的智能化水平，需要改進(jìn)自動(dòng)噴涂的邊緣加工環(huán)節(jié)。借助激光傳感器進(jìn)行點(diǎn)云邊緣提取，也是能夠幫助自動(dòng)噴涂設(shè)備判斷家具邊緣位置的改進(jìn)方式。

3.3 粽角榫加工優(yōu)化

中式家具是中式室內(nèi)設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)的重要一環(huán)，與西式家具相比，中式家具中最具代表性特色的是榫卯結(jié)構(gòu)。要想實(shí)現(xiàn)家具生產(chǎn)領(lǐng)域的自動(dòng)化、機(jī)械化，就不能繞過中式家具榫卯結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化生產(chǎn)與加工。粽角榫是中式家具榫卯結(jié)構(gòu)中的典型代表之一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作成本高，這也是限制中式家具生產(chǎn)效率提升的瓶頸[3]。我國中式家具生產(chǎn)企業(yè)要想提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率，逐漸擺脫手工制造的限制，需要做好復(fù)雜榫卯結(jié)構(gòu)加工的設(shè)備技術(shù)改良。五軸機(jī)床是目前來看最能夠滿足粽角榫加工生產(chǎn)需求的設(shè)備，配合數(shù)控設(shè)備能夠在一定程度上提高中式家具的生產(chǎn)效率。但五軸機(jī)床的操作比較復(fù)雜，畢竟是要進(jìn)行多軸編程和二次開發(fā)，要求技術(shù)人員能夠熟練應(yīng)用數(shù)控加工程序進(jìn)行編程開發(fā)。技術(shù)人員要想達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，則需要更多的培訓(xùn)時(shí)間。因此，進(jìn)行五軸機(jī)床的數(shù)字化算法優(yōu)化勢(shì)在必行。以CB型雙擺頭五軸機(jī)床為例，在實(shí)際操作中刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)與刀尖中心不重合是比較常見的偏差問題，在生產(chǎn)中會(huì)影響粽角榫的高效生產(chǎn)。將刀尖點(diǎn)平移至刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)，將刀具坐標(biāo)系平移至主軸，將主軸平移至旋轉(zhuǎn)軸B，將旋轉(zhuǎn)軸B移動(dòng)至C，將旋轉(zhuǎn)軸C移動(dòng)至機(jī)床坐標(biāo)系，這一系列操作可以將刀尖中心與刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。數(shù)字化算法的應(yīng)用就是將這一套操作以程序的方式引導(dǎo)機(jī)床自動(dòng)完成，最終保證粽角榫的加工質(zhì)量。

4.結(jié)束語：

綜上所述，現(xiàn)代家具生產(chǎn)加工設(shè)備距離市場(chǎng)要求還有一定的距離，技術(shù)改良并非一蹴而就，要想實(shí)現(xiàn)家具生產(chǎn)的自動(dòng)化、機(jī)械化，最終還需要技術(shù)人員進(jìn)行更進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬清如，熊先青. 木家具異形零部件分類優(yōu)化及加工過程[J]. 家具，2020，41（01）：23-27.

[2]楊居帛. 基于激光傳感器的家具自動(dòng)噴涂路徑獲取研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2020.

[3]湯琳，關(guān)惠元，代鵬飛，張良竹. 五軸機(jī)床在粽角榫加工中的運(yùn)用研究[J]. 家具，2019，40（03）：55-60.

作者簡(jiǎn)介：

楊曉軍（1991，2-）男，民族：漢，陜西西安，學(xué)歷：本科，專業(yè)：電子信息工程，職稱：助理工程師，研究方向：機(jī)電技術(shù)。

潘冬華（1985，11-）男，民族：漢，浙江杭州，學(xué)歷：?？?，專業(yè)：模具制造技術(shù)，職稱：助理工程師，研究方向：機(jī)電技術(shù)服務(wù)。

（1. 圣奧科技股份有限公司，浙江 杭州 311215;2.中策橡膠集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310000）