我國是家具生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國,木工機(jī)械作為家具行業(yè)的基本產(chǎn)業(yè),發(fā)展數(shù)十年,成績喜人。其中凝聚了幾代木工人的心血,從原始的手工作業(yè)到先進(jìn)的數(shù)控技術(shù),它的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀值得每個(gè)木工人探究并熟知。
人類在長期的生產(chǎn)勞動中創(chuàng)造使用了各種木工工具,最早使用的是石斧。據(jù)歷史記載中國商代和西周時(shí)期,已經(jīng)制成并使用了“商周青銅刀鋸”,距今已有三千多年的歷史。根生在中國傳統(tǒng)文化中的木工工具既是匠人智慧的結(jié)晶,也是現(xiàn)代豐富的寶藏。國外史料記載最古老的木工機(jī)床是古埃及人發(fā)明的弓形車床,人力轉(zhuǎn)動木材,手持刀具切削。1777年,英國的米勒發(fā)明了圓鋸機(jī),開始以旋轉(zhuǎn)方式鋸切木材并在造船廠等處陸續(xù)廣泛使用。1808年,應(yīng)用蒸汽機(jī)操作獲得成功。1791年,“木工機(jī)床之父”S.本瑟姆(S. Benthem),開始相繼完成平刨床、銑床、鏤銑機(jī)、鉆床等木工機(jī)床的發(fā)明。它們的研制成功為數(shù)控機(jī)床的研制提供了裝備基礎(chǔ)。但國內(nèi)直至20世紀(jì)早期,木家具制作仍停留在手工業(yè)階段,加工方式以傳統(tǒng)木工工具為主,極少出現(xiàn)現(xiàn)代加工設(shè)備。加工工具大致可以分為六大類,大多是沿襲了中國傳統(tǒng)的木工工具。
改革開放后,國內(nèi)木工機(jī)械也開始萌發(fā)并蓬勃發(fā)展,到2011年我國木工機(jī)械行業(yè)總產(chǎn)值超過了意大利,2013年超過了德國。現(xiàn)如今,國產(chǎn)木工機(jī)械已經(jīng)形成完整的產(chǎn)品體系和產(chǎn)業(yè)鏈,在這樣的形勢下,我國木工機(jī)械發(fā)展呈現(xiàn)以下幾趨勢。
1、專業(yè)分工更細(xì)致
南興僅限生產(chǎn)幾種板式家具機(jī)械,青城也只生產(chǎn)幾種實(shí)木家具機(jī)械,有專做帶鋸機(jī)的、干燥機(jī)等專業(yè)設(shè)備的企業(yè)。木工機(jī)械生產(chǎn)正由大而專向?qū)I(yè)化發(fā)展,分工更加明確。
2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)線設(shè)計(jì)
家具需要定制,木工機(jī)械產(chǎn)品個(gè)性化必須跟上,木工機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、整廠設(shè)計(jì)、產(chǎn)品形象設(shè)計(jì)和企業(yè)形象設(shè)計(jì)都是走向更高境界的必要因素。
3、差異化成生存前提
中國木工機(jī)械企業(yè)更迭速度非??欤瑢@Wo(hù)難,模仿者難以嚴(yán)控,市場的同質(zhì)化讓許多大企業(yè)苦不堪言,同質(zhì)化的市場渴望差異化的發(fā)展。
4、智能制造是必然趨勢
隨著信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合,智能制造是木工機(jī)械發(fā)展的必然趨勢。企業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)的同時(shí)也迎來了轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新發(fā)展的重大機(jī)遇。
智能制造下木工生產(chǎn)主要體現(xiàn)為:生產(chǎn)過程中工件不下地,生產(chǎn)數(shù)據(jù)在生產(chǎn)系統(tǒng)動態(tài)傳輸,MES(制造執(zhí)行)系統(tǒng)管理工件的生產(chǎn)流程,工件自動傳輸?shù)郊庸C(jī)器,機(jī)器自動識別,調(diào)用加工技術(shù)實(shí)施加工、自動分單、包裝與發(fā)貨。
上面描述未免抽象,下面從幾類主要木工機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀作簡單整理。
實(shí)木家具的智能化生產(chǎn)在世界范圍內(nèi)仍是難點(diǎn)。尤其是復(fù)雜的備料工序尚不易實(shí)現(xiàn)自動化和智能化;智能機(jī)器人在輸送及上下料的具體識別方面仍然有一定局限;裝夾、定位、夾緊、網(wǎng)絡(luò)控制等工序也未能實(shí)現(xiàn)智能化。單臺設(shè)備的智能化及工序的復(fù)合化可以實(shí)現(xiàn)木制品的數(shù)字化建模和數(shù)控化加工,完成實(shí)木鋸切、刨銑、榫槽、鏤銑等復(fù)合工藝,對上述工藝進(jìn)行靈活組合,可實(shí)現(xiàn)柔性化加工。
近幾年,定制家具發(fā)展迅猛,正快速顛覆企業(yè)傳統(tǒng)的經(jīng)營模式。目前,幾家龍頭企業(yè),如維尚、頂固、索菲亞、歐派等,已基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)4.0模式。利用智能化制造系統(tǒng),機(jī)器人及全自動化立體倉智能物流系統(tǒng),建立全流程自動化、信息化和智能化的生產(chǎn)線,從前端設(shè)計(jì)到工廠生產(chǎn),整個(gè)過程無縫連接。設(shè)計(jì)圖紙直接傳入信息化系統(tǒng),系統(tǒng)將圖紙自動拆分成單個(gè)板件數(shù)據(jù),分撥到各基地生產(chǎn)。從備料開始,每塊板材都有專屬二維碼作為“身份證”,之后經(jīng)過開料、封邊、打孔、包裝等環(huán)節(jié),直到終端銷售,隨時(shí)可追蹤到原板材的所有信息。
2013年,我國成功開發(fā)出達(dá)到國際先進(jìn)水平“木門柔性加工生產(chǎn)線”,該生產(chǎn)線是層壓復(fù)合門扇的關(guān)鍵加工設(shè)備,滿足了大規(guī)模定制木門生產(chǎn)要求,創(chuàng)新設(shè)計(jì)了具有活動工作臺、隨動壓緊、快速測量、均分切割功能的數(shù)控門扇四邊鋸、直線封邊機(jī)、數(shù)控木門孔槽加工機(jī)、加工中心等主機(jī)。基于條形碼和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù),實(shí)現(xiàn)了木門加工信息的自動采集和生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理;實(shí)現(xiàn)從門扇板坯上料、輸送、定位、鋸切、封邊、五金孔槽加工、表面成型加工、卸料等過程的全自動化控制和柔性化生產(chǎn),顯著降低了勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本,大幅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
噴涂裝備的自動化和智能化是發(fā)展趨勢,全自動噴涂生產(chǎn)線包括:油漆處理前期的噴砂、拋光、打磨、除塵等;中期的靜電噴漆或噴粉設(shè)備及后期干燥固化設(shè)備。主要有輸送機(jī)、砂光機(jī)、粉塵機(jī)、自動噴涂機(jī)、冷紅外超聲波流平干燥機(jī)、微波流平干燥機(jī)、多層立體式干燥房、普通流平干燥機(jī)等設(shè)備組成。新型高速往復(fù)式噴涂設(shè)備噴涂效率可達(dá)6m/min,寬幅達(dá)到了1300mm,增加了工件單位時(shí)間內(nèi)的通過數(shù)量,另外采用超寬皮帶提升18%油漆回收能力,上漆率也得到大大提高。因?yàn)樘岣吡怂俣龋瑖娖崃恳泊蟠筇岣?,因此為保證均勻涂裝和上漆率,利用動態(tài)平衡噴室增壓系統(tǒng),根據(jù)適時(shí)工況改變供壓參數(shù),形成穩(wěn)定的空氣流,從而有效抑制漆霧的反彈,保證清潔。針對目前主流的UV,PU,水性涂裝開發(fā)配套的漆霧過濾系統(tǒng),提高對固體分吸附效率,實(shí)現(xiàn)環(huán)保涂裝。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化人機(jī)界面智能控制,具有強(qiáng)大的自我管理能力,實(shí)現(xiàn)極簡的人機(jī)交互場景,為實(shí)現(xiàn)涂裝環(huán)節(jié)智能化生產(chǎn)保駕護(hù)航。針對水性漆的自動噴涂生產(chǎn)線,綜合應(yīng)用冷紅外超聲波流平干燥技術(shù)、微波流平干燥技術(shù)和熱風(fēng)流平干燥技術(shù),可解決水性漆噴涂過程中易發(fā)白、霉變及發(fā)霧等難題。同時(shí),微波還能排出基材在噴涂過程中吸收的多余水分。
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