Виробництво готової продукції з дерева сьогодні можна істотно механізувати. Весь процес обробки деревини характеризується різним ступенем складності, яка залежить від розмірів готового виробу і його конфігурації. Виробництво продукції з дерева складається з ряду послідовних операцій.

Порядок проведення технологічного процесу виробництва

Найперша стадія перед безпосередньо виробництвом - це підготовка сировини, яка полягає в просушування деревини.

Просушка може здійснюватися як природним способом, коли деревина укладається в штабелі, так і в спеціальній сушильній камері. Плюсом останнього способу є істотне скорочення процесу надання деревині потрібного відсотка вологості.

Сушильна камера для деревини - досить складний механізм, що складається з декількох елементів обладнання, кожен з яких виконує певну функцію.

типовий склад сушильної камери:

- огородження;

- теплове обладнання;

- система циркуляції;

- система повітрообміну;

- система зволоження;

- системи контролю за процесом сушіння і автоматика.

Процес сушки, як правило, включає в себе наступні технологічні операції:

- початковий прогрів деревини,

- контроль за режимом сушіння і вологістю деревини,

- волого і термообробку,

- кондиціонування та охолодження.

Режим сушіння вибирається виходячи з поточної вологості деревини, розмірів заготовок.

Його можна виконати перед або після просушування деревної сировини.

Для розкрою застосовуються лісопильні рами, круглопильні або стрічково-пилкові верстати.

Устаткування для деревообробки - лесопильная рама

Залежно від поставлених завдань лісопильні рами можуть відрізнятися за:

- типу різу (вертикальні і горизонтальні);

- поверховості (одноповерхові і двоповерхові);

- одношатунние і двухшатунние,

- мобільності (стаціонарні та пересувні);

- потужності (великий, малої);

- швидкості (швидкохідні і тихохідні)

- призначенням (звичайні та спеціальні).

Горизонтальні застосовуються у випадках, коли необхідно здійснювати розпил кряжів твердих порід для виробництва фанери.

Двоповерхові відрізняються великою продуктивністю. У них частини потужного приводу розташовуються в нижньому поверсі будівлі, робочі частини верстата. включаючи посилкові вальці - на верхньому поверсі.

Типовий склад лісопильної рами:

- станина;

- механізм різання;

- механізм подачі;

- органи управління;

- система змазки;

- пристрій захисту.

Однією з важливих характеристик механізму різання є просвіт. Це відстань між вертикальними стійками пильної рамки. Найбільш поширені величини присвятив - від 500 до 1000 мм. Просвіт визначає найбільшу товщину колоди, яке може бути розпиляно.

Просвіт лісопильної рами вибирають за характерною специфікації планованого до розпилу сировини. Необхідно вибирати просвіт виходячи з товщини колод, які мають достатній питома вагав загальному складі. Поодинокі колоди з максимальною товщиною в розрахунок не приймають, тому що зайві розміри просвіту викликають зниження продуктивності рами.

Від величини просвіту залежить найбільше число пив, які можна встановити в рамі. Даний показник вказується в паспорті на обладнання і як правило становить:

- для потужних рам - 12-20;

- для спеціальних - до 40;

- для малопотужних - 6-10.

Ленточнопільний деревообробний верстат LT40

головним параметром стрічкопильного верстатає діаметр пильного шківа (1,1 - 3 м).

Чим більше діаметр шківа, тим більше ширина і товщина пилки, в зв'язку з чим пила більш стійка і може пиляти на більшій швидкості подачі. Крім того, верстати з великим діаметром шківа можуть розпилювати колоди великих діаметрів. При цьому шківи повинні бути розташовані якомога ближче один до одного для зменшення коливань робочої зони пилки.

Типи верстатів розрізняються по швидкості подачі матеріалів.

Показники верстата невеликої подачі:

- діаметр пильного шківа: 1,1 - 2,4 м;

- товщина пилки: 1,2 - 2,2 мм;

- ширина пили: 120 - 300 мм;

- фактична швидкість подачі для м'яких порід: 10 - 50 м / хв, для твердих порід 5 - 25 м / хв.

Показники верстата великий подачі:

- діаметр пильного шківа: 1,5 - 3,0 м;

- товщина пилки: 1,6 - 2,6 мм;

- ширина пили: 150 - 450 мм;

- фактична швидкість подачі для м'яких порід: 40 - 150 м / хв, для твердих порід 20 - 75 м / хв.

Слід зазначити, що з ростом швидкості подачі зростає ширина пропила, знижується точність розмірів заготовок, що вимагає їх додаткової обробки і збільшується споживання електрики.

Круглопільний верстат по дереву невеликої потужності

У промисловості використовуються круглі пилки діаметром до 1.5 метрів, що дозволяють розпилювати дерево діаметром до 0,6 м. Продуктивність таких верстатів дозволяє розпилювати до 25 кубічних метрів сировини діаметром 25 см на годину при втратах деревини від 1,5 до 4%.

Потім робляться так звані чорнові заготовки, які представляють собою відрізки певного розміру. Їх піддають механічній обробці в два етапи. На першому з них заготовка обробляється з усіх боків і потім проводиться її оторцовиваніе з метою надання майбутнього виробу необхідних розмірів і потрібної геометричної форми. В результаті такої обробки виходить чистове заготовка.

Механічна пилка ТС-2 по дереву

Наступний етап передбачає формування готового виробу, яке полягає в шліфуванні, свердлінні та деяких інших способах обробки готового виробу. На цих двох стадіях обробки використовуються заготовки з суцільної деревини. Всі складові деталі готового виробу облицьовують або склеюють перед завершальній обробкою.

Типовий шліфувальний деревообробний верстат

Остаточним етапом виробництва є збірка готового виробу, яка включає в себе також кілька етапів. Спочатку всі деталі збираються в окремі складові, потім проводиться перевірка точності розмірів. Самий останній етап - це загальна і завершальна збірка готового виробу. Його обробку можна виконувати до кінцевого складання або ж після неї.

Технологія деревообробки, процеси

В процесі виготовлення деталей з дерева дуже важливо стежити за сполученням їх між собою при складанні. Наявність такого параметра, як посадка, визначає щільність, міцність і рух деталей відносно один одного.

Сьогодні існує кілька видів посадок:

- напружена;

- пресова;

- змінна;

- ходова;

- легкоходовая;

- щільна.

При сполученні поверхонь деталей допуск прямолінійності і площинності повинен відповідати 10-12 ступеня точності по ГОСТ 6449.3-82 при довжині деталей 1-1,6 м. Неспряжуваних поверхні повинні відповідати 13-15 ступеня точності.

Дуже важливий при деревообробці такий фактор, як диференціація. Він являє собою поділ всіх операцій на більш дрібні, окремі самостійні операції, тим самим підвищуючи продуктивність праці.

на невеликих підприємствахвесь процес складання деталей може виконати один робітник або ціла бригада, що буде вважатися за одну операцію. Від кваліфікації робітника безпосередньо залежить можливість довірити йому збірку більш складних деталей і готових виробів. Виробництво може бути як масовим, так і поодиноким, і в кожному з них необхідно виконувати розподіл операцій, обладнання та пристосувань.

Одним з найважливіших факторів, що безпосередньо впливають на якість готової продукції, є належне фіксування заготовки на деревообробному верстаті. Найбільшою складністю відрізняється закріплення деталі перед свердлінням отворів, оскільки тут необхідна максимальна точність фіксації.

Типові свердлильні верстати

ГЛАВА Х МЕХАНІЗАЦІЯ І АВТОМАТИЗАЦІЯ ДЕРЕВООБРОБНИХ виробництв

верстатного ЛІНІЇ

У семирічному плані розвитку народного господарства Радянського Союзу передбачається широка механізація і автоматизація деревообробних виробництв. Механізація і автоматизація відкривають великі можливості для поліпшення якості і збільшення випуску продукції, зниження її собівартості, підвищення продуктивності праці, поліпшення умов праці.
Механізація і автоматизація процесів виробництва є базою для створення безперервного потокового виробництва у деревообробній промисловості. Потокові методи організації виробничого процесу сприяють зростанню і вдосконаленню виробництва на базі вищої техніки.

Потокові напівавтоматичні та автоматичні лінії впроваджуються як на окремих технологічних ділянках, так і на заводах в цілому. В останньому випадку мова йде вже про створення заводів-автоматів.

Автоматичні лінії складаються з верстатів або автоматів, виконують операції обробки і контролю; пристроїв, що служать для завантаження і розвантаження лінії і транспортування деталей від одного верстата до іншого без втручання з боку робітника; пристроїв, що служать для закріплення (фіксації) деталей під час їх обробки, і єдиної системиуправління ліній.

Лінія обслуговується одним оператором, що знаходяться у центрального пульта управління. Якщо завантаження заготовок і розвантаження виробів, а також проміжний контроль і відбраковування їх виконується робітниками, то в цьому випадку лінія називається напівавтоматичною.

Автоматизація технологічних процесів деревообробки в даний час розвивається за трьома напрямками. Автоматичні лінії створюються або на базі існуючих універсальних верстатів загального призначення з частковою їх реконструкцією, або на базі нових спеціально сконструйованих спеціалізованих Стакі, або ж на базі універсальних верстатів загального користувань та нових спеціалізованих верстатів (комбіноване комплектування).

Одним з факторів, що визначають продуктивність автоматичних ліній, є конструктивна швидкість подачі. Для максимального використання ліній має значення виключення втрат часу, пов'язаних із завантаженням бункера, прибиранням продукції, підвезення матеріалу, а також ліквідація простоїв, пов'язаних зі зміною ріжучого інструменту, налагодженням лінії, мастилом, перевіркою стану відповідальних вузлів і ін.

Продуктивність автоматичних ліній значно вище, ніж звичайних поточних ліній. Кількість обслуговуючих робітників скорочується, зменшується площа під верстатами. Робота на автоматичних лініях безпечна і менш втомлює, вона зводиться до спостереження за верстатами і до управління лінією, до укладання робочими заготовок в завантажувальні пристрої на початку лінії і до зняття оброблених виробів в кінці лінії. Одцако автоматизація процесів при наявності складного автоматичного устаткування вимагає більш високої кваліфікації робітників для його обслуговування і доброго знання багатьох конструкцій дервообрабативающіх верстатів.

Доатегорія:

деревообробні верстати

Механізація і автоматизація виробництва

Під механізацією технологічних процесів розуміють часткову заміну ручної праці машиною. Участь людини тут необхідно для завантаження і вивантаження деталей, контролю їх точності і якості обробки.

Під автоматизацією технологічних процесів розуміють управління окремими верстатами або групою верстатів та контроль за ними, що виключають безпосередню участь в цьому людини. автоматичний верстатабо лінія працюють за програмою, заздалегідь складеною і налагодженою людиною. Застосування автоматизації у деревообробній промисловості підвищує якість продукції, що випускається і продуктивність праці, а також значно покращує умови праці робітників.

У меблевому виробництві, незважаючи на велику номенклатуру виробів, створюється масове потокове виробництво деталей з листових і щитових матеріалів з широким використанням напівавтоматів, автоматів і автоматичних ліній.

Напівавтомати - це верстати, що працюють в автоматичному циклі, для повторення якого необхідно втручання робітника. Зазвичай на напівавтоматах робочий вручну встановлює, закріплює і відкріплює заготовку, включає подачу для здійснення робочого циклу.

Автомати - це верстати, на яких деталі виготовляються без безпосередньої участі робітника. Оператор тільки періодично завантажує магазини або живильники, заміряє і контролює оброблені деталі, подналажівает верстат у міру його розрегулювання.

Автоматична лінія - комплекс основного, допоміжного, транспортного обладнання та механізмів, що забезпечує автоматичне базування, закріплення, поворот і переміщення оброблюваних деталей з метою виконання технологічних операційв необхідній послідовності і заданим ритмом без безпосередньої участі людини. Функції робочого полягають в контролі за роботою обладнання і його своєчасної поднастройкі, а також в забезпеченні безперебійної завантаження заготовок на початку лінії і вивантаження готових деталей в її кінці.

При комплексної автоматизації в одному безперервному технологічному процесі об'єднуються різні технологічні операції (наприклад, розкрій, облицювання, обрізка, шліфування).

В єдину автоматичну систему може бути об'єднано кілька автоматичних ліній послідовного або паралельного дії. Такі системи автоматичних ліній називаються автоматичними ділянками. Якщо основні виробничі процеси здійснюються на автоматичних лініях, то їх сукупність утворює автоматичний цех або завод.

Автоматізція виробництва якісно змінює зміст трудових дій робітника. Ці дії полягають в налагодженні і налаштування обладнання, виконання дрібного ремонту і випробувань устаткування, спостереженні за ходом виробничого процесу, контроль якості обробки готових виробів і т. Д. Від уміння і кваліфікації робітника, який виконує ці функції, залежить ступінь ефективності використання дорогого устаткування.

Основа подальшого технічного прогресу в лісопильно деревообробному виробництві - механізація і автоматизація виробничих процесів, спрямована на вирішення однієї з важливих завдань - заміни ручної праці роботою механізмів і машин.

Механізація - це заміна ручної праці машинною. В даному випадку машина виробляє роботу, яку раніше виконував чоловік за допомогою м'язової сили.

Однак при роботі цієї машини людина не може відійти від неї, так як він повинен виконувати ряд допоміжних операцій, без яких машина перестає виконувати свої функції. Іноді продуктивність такої машини обмежується фізичними можливостями людини і вона використовується не повністю.

Робоча машина (неавтоматизована) має, як правило, механізми робочих ходів і виконує в основному головні робочі руху. Допоміжні операції, такі, як завантаження заготовок, затиск і ін., Виконує людина. В цьому випадку весь виробничий процес будується на взаємодії людини і машини. Послідовність, (програму) виконання операцій вибирає сама людина.

Автоматизація-це вищий щабель розвитку машинного виробництва, при якій людина звільняється не тільки від фізичної праці, але і від обов'язків оперативного управління механізмами, які здійснюють виробничий процес. Відпадає необхідність в безперервному обслуговуванні автоматичної машини, і людина може відійти від неї, так як вона сама виконує всі основні і допоміжні операції виробничого процесу. Продуктивність такої машини не пов'язана з фізичними можливостями людини, тому може досягати високого рівня.

Автоматична машина (автомат) - це самоврядна робоча машина, яка виконує весь комплекс призначених операцій. Всі функції управління виробничим процесом, т. Е. Включення і виключення окремих механізмів, зміна порядку роботи робочих органів, виконуються спеціальними пристроями. Ці пристрої без втручання людини можуть підтримувати в заданих межах технологічні режими обробки.

На першому етапі розвитку автоматизації ставилося завдання автоматизувати виконання окремих операцій. Міжопераційні транспортування заготовок і деталей, а також інші допоміжні операції виконувалися вручну.

В сучасних умовахзавдання автоматизації значно розширилися. Тепер автоматизація охоплює всі ланки виробничого процесу, включаючи транспортні, завантажувально-розвантажувальні роботи і контроль готових деталей. У ряді випадків застосовують конвеєри з автоматичним адресуванням.

З впровадженням автоматизованих ліній з'явилася необхідність в розробці принципово нових конструкцій виробів, що дозволяють докорінно удосконалити технологічні прийоми їх виготовлення. Конструкція виробів, що виготовляються повинна відповідати вимогам високомеханізованого виробництва.

Таким чином, поняття автоматизації виробництва охоплює широку сукупність заходів з розробки технологічних процесів виготовлення виробів і створення високопродуктивних автоматично діючих засобів виробництва.

Процес автоматизації зачіпає не тільки технічні, але і соціальні аспекти виробництва, визначає корінні зрушення в економіці і організації виробництва. У нашій країні в останні роки організовані великі автоматизовані виробництва з випуску віконних і дверних блоків, плитних матеріалів і паркету.

Комплексна механізація процесів лісопиляння і деревообробки пов'язана зі створенням систем машин, які об'єднують виконання різноманітних операцій обробки, збирання, транспортування і іноді контролю виробів. Такі системи машин включають в себе обладнання, розташоване в порядку послідовності операцій технологічного процесу і зване лініями.

Лінії для лісопилки деревообробних машин за ступенем автоматизації поділяють на потокові, напівавтоматичні та автоматичні.

Потокової називають лінію робочих машин, розташованих в порядку послідовності технологічних операцій і потребують індивідуального обслуговування. Машини, що входять до складу потокової лінії, можуть бути пов'язані і не пов'язані транспортними пристроями.

Автоматичної лінією називається система взаємопов'язаних робочих машин (верстатів, допоміжного обладнання та ін.), Розташованих по ходу технологічного процесу і автоматично здійснюють призначену послідовність технологічних операцій без втручання робітника. Така система потребує лише в періодичному контролі, налаштування і технічного обслуговування, з боку обслуговуючого персоналу. Завантаження головної машини автоматичної лінії і прийом готової продукції здійснюються також автоматично за допомогою спеціальних зацрузочно-розвантажувальних пристроїв.

Якщо деякі операції технологічного процесу не автоматизовані і вимагають індивідуального обслуговування, лінія називається напівавтоматичною.

До складу ліній можуть входити універсальні, спеціалізовані і спеціальні машини. Досвід показав, що автоматичні лінії, складені з найпростішого універсального обладнання з малою концентрацією операцій, виходять громіздкими, вимагають великий виробничої площі і не забезпечують необхідної надійності роботи.

Складені з автоматизованих універсальних і спеціалізованих машин лінії відрізняються більшою компактністю і надійністю.

При використанні нормалізованих вузлів і механізмів (силових головок, живильників, розвантажувачів і ін.) Скорочуються терміни проектування і створення ліній, зменшуються витрати.

Лінії для лісопилки деревообробного обладнання можуть бути з жорсткою, гнучкою і змішаної зв'язком агрегатів. Якщо машини лінії зблоковані між собою і утворюють безперервний ланцюг з безпосередньою передачею оброблюваного вироби з однієї позиції на іншу, зв'язок називається жорсткою. Такий зв'язок вельми поширена в лініях, проте в цьому випадку при зупинці будь-якого з агрегатів простоює вся лінія.

Опубліковано: Бер 22, 2012

глава II

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ДЕРЕВООБРОБКИ І МЕТОДИ ЙОГО АВТОМАТИЗАЦІЇ

Структура технологічного процесу

Технологічний процесвиготовлення деталей з деревини і складання їх у готові вироби розділяється на кілька частин:

обробку деталей і вузлів;

склеювання деревини;

складання вузлів і виробів;

гідротермічної обробки.

Обробку деталей і вузлів майже завжди виконують машини-знаряддя, а складання вузлів і виробів в основному здійснюють вручну. Склеювання деревини при виготовленні щитів або фанеруванні має супроводжуватися певною витримкою в часі, необхідної для схоплювання клею. Оздоблення також вимагає додаткового часу для висихання нанесених покрить. В даний час автоматизуються головним чином процеси механічної обробки деталей і вузлів з деревини.

У машинному технологічному процесі розрізняють робочі процеси, а також процеси управління і контролю.

До робочим процесам відносять дії, спрямовані безпосередньо на виконання даної технологічної задачі. До процесів управління і контролю відносять дії, що забезпечують правильне протікання робочих процесів.

Технологічний процес звичайно складається з ряду окремих операцій.

Операцією прийнято називати частина технологічного процесу, виконувану на певному робочому місці, верстаті або вузлі верстата до переходу до обробки наступної деталі. Зазвичай технологічний процес розбивається па операції таким чином, щоб виконання кожної з них дозволяло б певну технологічну задачу, наприклад поділ матеріалу але довжині на ряд заготовок, освіту Oa іпмпі) поверхні, стругання в розмір, вироблення шипів і т. М.

Операції, що повторюються при обробці кожної деталі, т. Е. При кожному циклі роботи обладнання, називають цикловими.

Операції поділяються на основні та допоміжні.

До основних відносяться операції, безпосередньо дають технологічні результати, наприклад різання, гнуття або склеювання деревини, а до допоміжних - всі інші операції, необхідні для виконання даного процесу, Наприклад завантажувально-розвантажувальні, транспортні, операції контролю і управління.

Час, необхідний для виконання основних операцій на верстатах, називають основним технологічним або машинним. У верстатів, в яких ріжучий інструмент або деталь переміщається переривчасто, машинний час складається з тривалості робочого ходу обробного робочого органу або деталі і тривалості холостого ходу.

Робочі процеси включають:

власне робочі операції, при яких інструмент безпосередньо впливає на оброблювану заготовку;

завантажувально-розвантажувальні операції, т. е. завантаження, установку, напрямок і кріплення заготовки перед обробкою і розвантаження, розкріплення і з'їм заготовки після обробки;

транспортні операції, звані також переместительности, при яких заготовки або робочі органи перемішається від однієї технологічної операції до іншої;

операції обслуговування робочого місця, які не входять до складу кожного циклу роботи обладнання і називаються внецікловие.

Процеси управління і контролю включають:

операції робочого управління, що виконуються для дотримання певної послідовності переміщення оброблюваної заготовки або робочих органів, а також для автоматичної підтримки встановлених режимів (автоматичного регулювання);

налагоджувально-регулювальні (налагоджувальні) операції управління, що виконуються попередньо для настройки процесу відповідно заданим вимогам за розмірами обробки, допускам, якості виробів, продуктивності і т. п .;

контрольні операції, що виконуються для перевірки якості, сортування і підрахунку виробів, а також для перевірки стану і положення оброблюваних заготовок або робочих органів.

Операції робочих процесів прийнято розділяти на переходи, проходи, установки і позиції.

Переходом називається частина операції, яка виконується одним і тим же ріжучим інструментом при обробці однієї і тієї ж поверхні оброблюваного об'єкта і при незмінному режимі. Якщо на верстаті одна і та ж поверхню об'єкта одночасно обробляється декількома ріжучими інструментами, наприклад на чотиристоронніх стругальних або шипорезном-рамних верстатах, то це означає, що одночасно виконується кілька переходів даної операції.

Проходом називається частина операції, обмежена зняттям одного шару матеріалу з однієї і тієї ж поверхні об'єкта і вироблена без змін установки робочих органів верстата, наприклад при фугуванні, шліфуванні матеріалу, стругання на рейсмусовому верстатіі т.п.

Установкою називається частина операції, яка виконується без звільнення і повторного закріплення заготовки. Наприклад, при одноразовому закріпленні два гнізда висвердлюють на свердлильно-пазувальному верстаті за одну установку, а при дворазовому закріпленні - за дві установки.

Позицією називається частина операції, яка виконується без зміни положення деталі щодо верстата, т. Е. Без звільнення її від затиску.

Особливості технології механічної обробки деревини

Легка оброблюваність деревини. Незначна (порівняно з металом) опірність деревини різання дає можливість обробляти її при значній протяжності контакту ріжучого інструменту з матеріалом і застосовувати високі швидкості різання і подачі. У зв'язку з цим деревообробні верстати в порівнянні з металообробними відрізняються відносно простий кінематикою і досить високою продуктивністю.

Порівняно невеликі зусилля, необхідні для різання деревини, обумовлюють також спрощення устрою верстатів, в тому числі базирующих і утримують органів.

Простота форм і невелика вага деталей. Переважна частина деталей з деревини відрізняється простотою форм і невеликою вагою. Це полегшує установку, базування, закріплення і подачу заготовок в верстаті і їх переміщення від одного верстата до іншого. Так як автоматизація машинних технологічних процесів часто залежить від ступеня механізації транспортних операцій, то ця особливість механічної обробки деревини має особливо важливе значення.

Знижені вимоги до точності обробки.

У зв'язку зі здатністю змінювати свою форму і пружністю вимоги до точності механічної обробки деревини значно нижче, ніж металу ". Це полегшує стабілізацію технологічного процесу і спрощує контрольно-вимірювальні пристрої.

Переважне поширення прохідний обробки.

При механічній обробці деревини в основному практикується наскрізне переміщення деталі повз обертового ріжучого інструменту. Така схема обробки отримала найменування прохідний. Вона дає можливість використовувати найбільш просту конструкцію транспортних пристроїв і вести обробку одночасно декількома інструментами, що підвищує продуктивність верстата.

Таким чином, в самих прийомах обробки деталей з деревини закладено принцип поточности, що дає можливість здійснити автоматизацію процесу найбільш простими засобами.

Велика питома вага допоміжних операцій. Високі швидкості обробки деревини значно знижують тривалість основних операцій. Коли допоміжні операції, наприклад завантаження і вивантаження деталей на верстаті, що не поєднані з основними, їх питома вага збільшується. Це перешкоджає зниженню загального циклового часу обробки, т. Е. Підвищення продуктивності верстата, і таким чином зводить нанівець економічний ефект, який досягається в результаті скорочення тривалості основних операцій. Тому найбільш доцільно основні і допоміжні операції поєднувати в часі.

Неоднорідність структури (анизотропность) деревини. Обробка деревини проти напрямку волокон часто викликає відколи, особливо при виході ріжучого інструменту з оброблюваного матеріалу, коли природний підпір волокон виявляється менше зусилля різання. Неоднорідність структури деревини відбивається також на зусиллі різання. Ця особливість механічної обробки деревини в деяких випадках викликає необхідність відповідного регулювання режимів обробки, наприклад, при фрезеруванні. Збільшення швидкостей різання і вдосконалення ріжучого інструменту, а також напрямних, притискних, які представляють і інших пристроїв сучасних верстатів дозволяють зменшити або зовсім усунути відколи по волокнам деревини.

Висока швидкість процесів обробки. Ця особливість обумовлює підвищені вимоги до рухомим робочим органам верстата, особливо до переривчасто переміщається органам. У ряді випадків у зв'язку з цим необхідно застосовувати спеціальну апаратуру, яка давала б можливість збільшити число включень в одиницю часу.

Основні переваги автоматизованого виробництва

Автоматизація виробництва підвищує продуктивність праці робітників і полегшує їхню працю. Крім того, вона дає можливість поліпшити умови праці, скоротити тривалість виробничого циклу і необхідні виробничі площі, забезпечити ритмічність процесів, підвищити якість і знизити собівартість продукції.

Підвищення продуктивності праці. Продуктивність праці робітників на автоматизованих виробництвах підвищується в результаті автоматизації завантаження заготовок і вивантаження оброблених деталей, з'єднання в єдиний комплекс ряду основних технологічних операцій, автоматизації контролю, регулювання, транспортування матеріалу і т. П.

Завдяки характерній для автоматизації концентрації обробки значно збільшується кількість робочих органів машин, що обслуговуються одним робочим, підвищується продуктивність його праці. Сучасні автоматичні машини або системи машин виконують складний комплекс операцій технологічного процесу без безпосередньої участі людини. Таким чином, при автоматизації вивільняється значна кількість робітників. При капіталізмі це призводить до зростання безробіття і погіршення матеріального становища робітників. В умовах планового соціалістичного господарства підвищення продуктивності праці в результаті автоматизації є джерелом зростання матеріального добробуту народу і скорочення тривалості робочого дня. Вивільняються робочі кадри використовуються на інших підприємствах.

На різних процесах продуктивність праці підвищується неоднаково і залежить від ступеня концентрації обробки і безперервності процесу. Чим вище концентрація обробки і більше ступінь безперервності процесу, тим вища продуктивність праці. Найвища продуктивність праці робітників досягається при комплексній автоматизації виробництва.

Полегшення праці робітників. В автоматизованому виробництві людина лише налаштовує автоматичну систему машин на потрібний режимобробки, стежить за станом механізмів і робочих органів машини, забезпечує її завантаження заготовками і спостерігає за правильністю роботи всіх механізмів за приладами. Завдяки автоматизації виробництва праця робочого наближається до праці інженерно-технічного персоналу.

Підвищення безпеки праці. Заміна ручної праці автоматично діючими машинами сприяє значному підвищенню безпеки праці, так як робочий, який спостерігає за ходом процесу, знаходиться на відстані від робочих органів автоматичних машин, які безпосередньо здійснюють обробку заготовок. В автоматизованому виробництві поліпшується захист робочих органів машин, приглушується шум при їх роботі, поліпшується уловлювання деревного пилу, усувається шкідливий вплив тепла, вологості, розчинників, лаків, фарби і т. П. Оздоровлення умов праці робітника в автоматизованому виробництві зменшує його стомлюваність.

Скорочення тривалості виробничого циклу, В серійному неавтоматизованому виробництві здійснюється періодичний запуск партій заготовок. Тривалість виробничого циклу при цьому визначається головним чином проміжком часу, протягом якого заготовка лежить без руху в очікуванні обробки.

Автоматизоване виробництво грунтується на поточних методах, при яких заготівля після закінчення однієї технологічної операції безпосередньо передається на наступну. В результаті такої організації виробництва одночасно ведеться обробка всіх або більшості деталей вироби, і виробничий цикл різко скорочується.

Скорочення тривалості виробничого циклу супроводжується значним зменшенням обсягу незавершеної продукції, що підвищує оборотність оборотних коштів, а, отже, покращує економічні показникидіяльності підприємства.

Скорочення виробничих площ. В добре організованнном автоматизованому виробництві скорочення виробничих площ є наслідком скорочення тривалості виробничого циклу і зменшення обсягу незавершеного виробництва. Усувається необхідність біля технологічного обладнання виділяти велику площу для розміщення деталей незавершеного виробництва, тому верстати можна розташовувати ближче один до іншого. Закріплення за кожним технологічним ділянкою строго визначених операцій сприяє застосуванню багатоопераційних верстатів з високою концентрацією обробки, що також дає можливість обмежитися меншою виробничої площею.

Ритмічність виробництва. Проміжок часу між виходом з робочого місця двох наступних одна за одною заготовок називається ритмом або робочим циклом. У неавтоматизованому виробництві ритм на різних операціях звичайно є неоднаковим, що ускладнює планування і організацію такого виробництва. В автоматизованому виробництві операції технологічного процесу зазвичай виконуються на декількох машинах, робота яких повинна здійснюватися синхронно. Синхронність найчастіше забезпечується рівністю або кратністю ритмів роботи машин, що беруть участь в процесі. Кратність ритму значно полегшує планування виробництва. Ритмічне виробництво вимагає особливо Чіткої організації, так як будь-яке зміна встановленого ритму порушує роботу і може привести до простою на окремих ділянках.

Підвищення якості продукції. Суворе дотримання ритму і режиму роботи машин, скорочення виробничого циклу, механізація і автоматизація контролю, автоматичне регулювання режимів механічної обробки детальний та уз лов виробів, автоматизація складальних і оздоблювальних операції забезпечують більш висока якістьпродукції, що випускається.

Зниження собівартості продукції. Автоматизація технологічних процесів зазвичай призводить до зниження собівартості продукції, що випускається. Це досягається в результаті підвищення продуктивності праці робітників, скорочення тривалості виробничого циклу і виробничих: площ, більш раціональної організації виробництва.

Умови впровадження комплексної автоматизації в деревообробку

Найважливішими умовами впровадження комплексної автоматизації в деревообробку є: спеціалізація виробництва, технологічність конструкції виробів, нормалізація і уніфікація розмірів деталей, нормалізація припусків, впровадження єдиної системи допусків і посадок.

Спеціалізація виробництва. Під спеціалізацією знижується така організація виробництва, при якій забезпечується стійкий випуск однорідних виробів протягом тривалого часу.

У спеціалізованому виробництві створюються більш сприятливі умови для впровадження прогресивної техніки "і технології, так як випуск однорідних виробів дає можливість нормалізувати технологічні процеси, укрупнювати величину партій запускаються у виробництво виробів, застосовувати потокові методи виробництва і т. П.

Раціональна ступінь спеціалізації виробництва визначається техніко-економічними розрахунками та не залишається постійною. У більшості випадків спеціалізація кожного деревообробного підприємства визначається обсягом виробництва, що залежать від забезпеченості сировиною і умов збуту. Розвиток транспорту, поліпшення конструкцій виробів і впровадження потокових методів виробництва створюють умови для поступового підвищення ступеня спеціалізації в деревообробному виробництві. У зв'язку з цим, в меблевому виробництві, наприклад, виділяються спеціалізовані підприємства, що випускають м'які меблі, столярні та гнуті стільці, корпусні меблі. У великих економічних районах доцільно виробництво корпусних меблів в свою чергу спеціалізувати, створюючи, наприклад, підприємства гарнітурними, малогабаритної кухні та т. П.

Автоматизацію технологічних процесів легше здійснювати, на підприємствах з високому ступенем спеціалізації, що випускають, наприклад, який-небудь один виріб: столярний або гнутий стілець, паркет, лижі, столи і т. П.

Технологічність конструкції вироби. Поняття «технологічність» встановлює зв'язок між конструкцією вироби, технологією, організацією та економікою виробництва. Технологічною називають таку конструкцію, яка задовольняє технічним вимогам і при заданих масштабах випуску та прийнятої технології забезпечує найменші витрати коштів на виготовлення виробів.

Зі зміною умов виробництва змінюється і оцінка технологічності однієї і тієї ж конструкції. Наприклад, технологічність однієї і тієї ж конструкції може змінитися в результаті впровадження нових матеріалів, зміни масштабів, вдосконалення обладнання і організації виробництва.

Існуючі в даний час конструкції переважної більшості виробів, виготовлених з деревини, створювалися в умовах слабо механізованого виробництва і протягом тривалого часу залишалися в основному незмінними. Тому в умовах автоматизованого виробництва технологічність конструкції цих виробів вимагає перегляду.

Наприклад, фільончасті двері з брусками, що сполучаються на шкантах, більш технологічні дверей з брусками, що сполучаються шипами, так як при виготовленні перших витрата деревини менше на 8-10% - Найбільш технологічні щитові двері, особливо з використанням деревних плит, так як вони дають можливість значно поліпшити корисне використання деревини і спростити технологічний процес.

У виробництві корпусних меблів технологічнішою вважається щитова, в основу конструкції якої закладено прогресивний принцип масового виготовлення щитів і раціональні методи їх з'єднання.

Часто навіть невеликі зміни в конструкціях виробів, що не погіршують їхні якості, дають можливість значно спростити виготовлення таких виробів або застосувати більш продуктивне багатоопераційної обладнання. Технологічність вироби може бути значно поліпшена доцільною заміною вихідного матеріалу. Так, багато дерев'яні вироби складної форми, але порівняно невеликого розміру, в тому числі точені, вже зараз доцільно замінювати пластмасовими. При цьому повністю відпадають складні операції фрезерування, точіння, шліфування та оздоблення і, крім того, помітно знижується витрата деревини. У міру вдосконалення пресового обладнання для виготовлення деталей з пластичних матеріалів розміри деталей з пластмас будуть безперервно зростати.

Нормалізація і уніфікації розмірів деталей. При обробці детальний па універсальних одноопераційних верстатах в неавтоматизованому виробництві різноманітність розмірів деталей не має особливого значення, так як переналагодження таких верстатів дуже проста і не вимагає багато часу. Навпаки, в автоматизованому виробництві переналагодження взаємопов'язаних машин, часто порівняно складного пристрою, займає багато часу і тому вкрай небажана. Тому кількість розмірів оброблюваних деталей необхідно, по можливості, звести до мінімуму шляхом їх нормалізації та уніфікації.

Нормалізацією називається розробка нормального ряду бажаних розмірів, який дає можливість істотно скоротити кількість розмірів деталей. При нормалізації деталей скорочення їх кількості досягається об'єднанням декількох деталей з однаковими розмірами в одну групу, т. Е. Уніфікацією розмірів.

Уніфікацією називається приведення декількох деталей до однакових розмірах.

Нормалізація і уніфікація можуть здійснюватися по одному, двом або трьом розмірам деталей, наприклад по товщині, довжині й перетину. Для автоматизованого виробництва найбільш важливо, щоб оброблювані деталі мали уніфіковані перетину.

Нормалізація припусків. Величина припуску на обробку, т. Е. Різницю між розмірами заготовки та обробленої деталі, зазвичай залежить від розмірів деталей і повинна обґрунтовуватися техніко-економічними міркуваннями. Для деяких видів виробів, наприклад для пиломатеріалів, припуски на обробку регламентовані ГОСТ. На деревообробних підприємствах припуски на обробку зазвичай нічим не регламентуються і встановлюються довільно. Різноманітність припусків ускладнює обробку деталей в автоматизованих виробництвах, так як заготовки з різними припущеннями доводиться обробляти по різним режимам.

Під нормалізацією припусків на обробку розуміється розробка строго обґрунтованого ряду припусків для економії деревини і забезпечення, стабільності режимів обробки.

Впровадження системи допусків і посадок. Сучасні прийоми складання виробів в складальних пристроях, на конвеєрі або в спеціальних складальних автоматах обумовлюють підвищені вимоги до точності виготовлення деталей.

Точність деталей повинна забезпечувати їх складання в вузли і вироби без індивідуальної підгонки. Для цього сполучаються розміри деталей повинні бути витримані в межах встановлених відхилень, регламентованих допусками. При обробці по допускам, які призначаються відповідно необхідним посадкам сполучених деталей, забезпечуються повна або часткова взаємозамінність деталей, а отже-широка механізація і автоматизація технологічних процесів і високу якість виробів.

З 1954 року встановлено єдині норми на допуски і посадки (ГОСТ 6449 - 53). Введення цього ГОСТ в деревообробне виробництво є одним з найважливіших умов впровадження комплексної автоматизації.

Класи точності і вид взаємозамінності повинні вибиратися для кожного конкретного випадку на основі техніко-економічних розрахунків.

Вибір об'єктів і ступеня автоматизації

Об'єкт автоматизації. В сучасних умовах необхідно враховувати не тільки можливість здійснення автоматизації, але і її економічну ефективність, яка перш-за все залежить від правильного вибору об'єкта автоматизації.

Найбільш ефективна комплексна автоматизація конструктивно стійких виробів, виготовлених в масовій кількості. Коли питома вага заробітної плати в собівартості вироби невеликий, ефективність, що досягається в результаті автоматизації, незначна. Ефективність зростає при автоматизації виробництва трудомістких виробів, в собівартості яких виробнича заробітня платамає велику питому вагу.

Найбільш придатними об'єктами автоматизації можна вважати сірники, олівці, котушки, шпулі, човники, стільці, лижі, а також футляри готовалень, швейних машин, годинників та т. П., Т. Е. Вироби досить стійкою конструкції, що випускаються в масових кількостях.

Ступінь автоматизації. Ступенем або рівнем автоматизації процесу називають показник, що характеризує ступінь вивільнення робочого від безпосередньої участі у виконанні даного процесу. Кількісно показник рівня автоматізацііможет бути виражений як частка від ділення кількості автоматизованих операцій (або їх трудомісткості) на загальна їх кількість (або на загальну трудомісткість):

Один з недоліків оцінки показника рівня автоматизації через трудомісткість - відсутність обліку інтенсивності процесу. Основними критеріями доцільності ступеня автоматизації виробництва є поліпшення умов праці, економічна ефективністьі надійність автоматичного обладнання.

Доцільність ступеня автоматизації виробництва в першу чергу залежить від його масштабу. на великих підприємствах, Що випускають вироби в масових кількостях, де можуть бути застосовані безперервно-моточні методи іjxxt.trw> .; i. Стіан, є найбільш сприятливі умови для еффектнп співай комплексної автоматизації технологічних процесів.

Якщо масштаб виробництва обмежує можливе і, виготовлення всіх деталей виробу безупинно-поточними методами, комплексну автоматизацію можна здійснювати в умовах змінно-поточного виробництва. Однак автомати тізірованное змінно-потокове виробництво менш еффок тивно, так як при переході з одного потоку на інший зазвичай потрібна тривала переналагодження обладнання. Тому в змінно-потокових виробництвах необхідно користуватися устаткуванням, що не вимагає значного часу на НЕ реналадку.

На невеликих підприємствах, що випускають кілька видів виробів, наприклад гарнітури меблів, комплекти будівельних деталей і т. Д., Комплексна автоматизація технологічних процесів пов'язана зі значними труднощами і малоефективна. На таких підприємствах найчастіше прагнуть здійснити комплексну механізацію і часткову автоматизацію, що поширюється на окремі ділянки технологічного процесу або тільки на окремі його операції.

Автоматизація окремої операції зводиться до автоматизації циклу роботи верстата і називається малої автоматизацією. Вона може бути здійснена при будь-якому масштабі виробництва.

Класифікація систем автоматики

Автоматизація технологічних процесів здійснюється за допомогою автоматичних пристроїв, т. Е. Механізмів і апаратів, що вивільняють людину від управління виконуваними процесами. Залежно від призначення автоматичні пристрої відносяться до різних систем автоматики.

Для автоматизації технологічних процесів застосовуються такі системи (рис. 1): автоматичного управління операціями технологічного процесу, необхідними для отримання кінцевого результату; автоматичного регулювання ходу технологічного процесу при зміні зовнішніх чи інших умов; автоматичного контролю за ходом технологічного процесу.

Системи автоматичного управління. Ці системи здійснюють зміну технологічних операцій або їх складових частин за заздалегідь встановленим планом незалежно від зміни зовнішніх чи інших умов і від ходу технологічного процесу.

характерною особливістюсистем автоматичного управління є наявність стійкої програми зміни операцій, а також відсутність коштів для вимірювання параметрів технологічного процесу, оскільки останні не впливають на роботу систем.

Дія елементів систем автоматичного управління відрізняється надійністю. При виході з ладу будь-якого елемента процес зазвичай переривається.

Залежно від характеру процесу автоматичне керування ділиться на просте (цикловое) і програмне.

Простим називається автоматичне керування машинами, що повторюють одні й ті ж операції з оброблюваних об'єктом, т. Е. Такими машинами, робота яких складається з однакових наступних один за іншим циклів. До цієї групи належить більшість циклових деревообробних машин.

Програмним називається автоматичне керування, що передбачає заздалегідь задану зміну окремих операцій технологічного процесу, який не може бути розбитий на однакові цикли.

раніше до програмному управліннювідносили системи управління машинами, рух робочих органів яких могло змінюватися від циклу до циклу, наприклад, поліграфічними машинами, ткацькими верстатами і т. п. За останній час до програмного управління відносять також системи, що забезпечують швидку зміну програми роботи верстатів при переході обробки з однієї деталі на іншу.

Системи автоматичного регулювання. Ці системи якісно змінюють хід технологічного процесу по строго певним законом або підтримують постійним певний параметр процесу.

Системи автоматичного регулювання вимірюють величину регульованого параметра і автоматично здійснюють вплив на технологічний процесі таким чином, щоб підтримувати необхідну величину цього параметра.

Вихід з ладу будь-якого елемента регулювання зазвичай не перериває процесу, але позначається па його результаті.

Автоматичне регулювання може бути постійне, програмне та стежить.

Регулюванням сталі параметри (стабілізацією) називається автоматичне поддержл ня сталості будь-якого одного технологічного пара мет ра, наприклад, температури, "напруги, потужності, швидкості, тиску, частоти обертання і т. Д. Регулюванням постійного параметра є, зокрема, автоматична підтримка заданої температури в сушильній камері.

До програмного належить регулювання будь-якого параметра в часі за певним законом, наприклад, наперед заданий зміна температури в електроп ної камері.

Стежить регулювання параметра аналогічно програмному, але воно проводиться не за програмою, заздалегідь заданої в часі, а в залежності від значення іншого параметра, т. Е. За програмою в часі, наперед невідомою. До стежить можна віднести, зокрема, автоматичне регулювання температури в сушильній камері в залежності від вологості деревини.

Системи автоматичного контролю. Для автоматичного контролю параметрів процесу застосовуються запобіжні автоматичні пристрої та прилади для реєстрації значення контрольованого параметра. У багатьох випадках функції автоматичного контролю параметрів процесу і їх регулювання поєднують в одному пристрої - автоматичному регуляторі. В цьому випадку контрольний пристрій входить до складу регулятора.

Контроль якості продукції здійснюється за допомогою різних засобів, які при необхідності дозволяють також сортувати продукцію в готовому вигляді (пасивний контроль) або в процесі її виготовлення (активний контроль). Облік виготовленої продукції здійснюється за допомогою різного роду лічильників, часто прибудованих безпосередньо до верстата.

Контроль за роботою обладнання зазвичай здійснюється за допомогою контрольно-вимірювальних приладів, прибудованих безпосередньо до обладнання або встановлюються на особливих пультах управління.

Основні методи автоматизації технологічного процесу

Як вже зазначалося, існують два основні методи автоматизації: перший - автоматизація існуючих процесівна основі використання дейст вующего обладнання шляхом його модернізації і другий - створення нового автоматичного обладнання на основі корінного вдосконалення технологічних процесів.

Модернізація обладнання. Така автоматизація не змінює технологічного процесу і зводиться до модернізації неавтоматических машин і до об'єднання їх в єдину автоматичну систему. Засоби автоматизації в даному випадку-доповнюють існуюче основне обладнання і не можуть бути використані найбільш раціонально.

У деревообробній галузі перші автоматичні і напівавтоматичні лінії на основі використання звичайного універсального обладнання були організовані на Вітебської та Київській меблевих фабриках, Київському деревообробному комбінаті, на Московському меблево-складальному комбінаті №2 і на інших підприємствах.

Важливими перевагами цієї автоматизації є- значна економія коштів і доступність проведення майже на будь-якому підприємстві. У більшості випадків витрати на автоматизацію шляхом модернізації існуючого обладнання в 4-5 разів менше витрат при заміні існуючого обладнання новим, автоматичним.

Так як в результаті модернізації зберігається універсальне обладнання з порівняно слабкою концентрацією операцій, виробничі площі використовуються гірше, ніж в разі застосування спеціального багатоопераційного обладнання.

При автоматизації окремих операцій на модернізованих верстатах автоматизується завантаження і розвантаження верстата. При автоматизації ділянки або комплексної автоматизації всього виробництва автоматизується також міжопераційний транспорт, управління, контроль і регулювання.

На багатьох універсальних деревообробних верстатах: з механізованою подачею матеріалу цикл роботи автоматизований. До таких верстатів відносяться: автофуговальние, рейсмусові, чотиристоронні стругальні, деякі круглопильні, двосторонні шипорізні, трьохциліндровий шліфувальні та ін. Автоматизація цих верстатів зводиться до оснащенію- їх автоматичними завантажувальними і розвантажувальними пристроями. При включенні таких верстатів в автоматичну лінію необхідно, щоб їх продуктивність була однакова і щоб між операційні транспортні пристрої діяли синхронно з завантажувальними і розвантажувальними пристроями.

Впровадження нового автоматичного обладнання. Технологічні процеси змінюються відповідно до рівня розвитку-науки і техніки. В даний час найбільш характерні два принципи побудови технологічного процесу - диференціація і концентрація обробки.

Диференціація звану, розчленовування процесу обробки деталей на ряд простих операцій для виконання кожної з них одним інструментом послідовно на одному або на різних верстатах.

Диференціація дає можливість застосовувати для кожної операції окремі найпростіші узкоопераціонние верстати, а отже, швидко створювати і освоювати нове обладнання, що особливо важливо при механізації технологічних процесів. Однак розчленування процесу обробки призводить до збільшення виробничих площ і обслуговуючого персоналу. Крім того, обробка деталей на багатьох верстатах знижує точність їх виготовлення і підвищує трудомісткість.

Для періоду автоматизації технологічних процесів характерний принцип концентрації обробки, що відповідає більш високому рівню розвитку науки і техніки.

Під концентрацією розуміють одночасну (паралельну) обробку однієї або декількох деталей багатьма інструментами.

Широке впровадження концентрації в обробку стало можливим внаслідок появи індивідуального електроприводу, удосконалення пневматичного і гідравлічного приводів і освоєння надійно діючих засобів автоматичного керування верстатами.

Концентрація обробки дає можливість значно знизити виробничу площу, підвищити продуктивність праці робітника і збільшити з'їм продукції з одного квадратного метра виробничої площі.

Впровадження нового автоматичного, переважно багатоопераційного обладнання можливо на основі корінного вдосконалення технологічних процесів. У свою чергу, автоматизація стимулює подальше вдосконалення технології виробництва і найбільш ефективне використаннясучасних засобів автоматики.

Характерною особливістю розвитку сучасного промислового виробництва з масовим випуском однорідних виробів є широке впровадження багатоопераційних (агрегатних) спеціалізованих верстатів замість універсальних одноопераційних верстатів загального призначення. Перші відрізняються значно вищою продуктивністю і займають менше виробничої площі.

Потреба в агрегатних верстатах для серійного виробництва поки порівняно невелика, а отже, вартість виготовлення таких верстатів в десятки разів перевищує номінальну вартість серійних. Тому застосування спеціалізованих верстатів повинно бути обгрунтовано в кожному окремому випадку техніко-економічні розрахунками. Зниження вартості спеціалізованих верстатів може бути досягнуто шляхом впровадження нормалізованих агрегатних вузлів. Однак в даний час раціональних форм агрегатування деревообробних верстатів ще не знайдено.

При підготовці до автоматизації виробничих процесів на основі впровадження нового обладнання вирішуються дві основні задачі: проектування автоматичних верстатів і проектування автоматичних ліній.

При проектуванні нових автоматичних верстатів зазвичай прагнуть автоматизувати весь цикл роботи, включаючи завантаження заготовок і вивантаження деталей. Такі верстати придатні як для індивідуальної роботи, так і для вбудовування в автоматичні лінії.

При проектуванні автоматичних ліній зі спеціалізованого автоматичного устаткування можливостей для вибору кращого варіанту значно більше, ніж при компонуванні ліній з універсального обладнання.

уривки з книги Автоматизація технологічних процесів в деревообробній галузі, Н. В. МАКОВСКИЙ (увага! можливі помилки розпізнавання)

Від: LidiaZaiceva, & nbsp58588 переглядів