Станки пильные торцовочные для столярно-мебельных производств

Все пильные станки можно классифицировать по следующим признакам:

1. по виду режущего инструмента: с рамными, ленточными, цепными или круглыми пилами,
2. по числу пил — одно- и многопильные,
3. по принципу работы — проходные или позиционные,
4. по виду подачи материала — с ручной или механической подачей,
5. по виду выполняемых работ:
   • для поперечного пиления (торцовочные);
   • для продольного пиления (прирезные);
   • для пиления под углом (усорезные);
   • для смешанной распиловки (комбинированные);
   • для криволинейного пиления (ленточнопильные столярные);
   • для опиловки кромок древесных плит (форматно-обрезные);
   • для раскроя плит на заготовки (форматно-раскроечные);
   • для торцовки пакетов пиломатериалов (цепные).
6. по расположению пил — с верхним или нижним расположением круг­лых пил, с горизонтальным или вертикальным расположением рамных или лен­точных пил.

Внутри определенного класса станков может быть дополнительная клас­сификация. Например, форматно-раскроечные станки могут быть вертикаль­ными или горизонтальными, а также портального типа или с прижимной бал­кой.

В этом разделе речь пойдет о торцовочных станках. В столярно­-мебельном производстве операция торцовки является обычно первой операцией с сухими пиломатериалами. Пильные торцовочные станки для пиломатериалов предназначены для получения черновых заготовок нужной длины. (Черновой называют заготовку с припусками на последующую обработку.)

По расположению пилы относительно рабочего стола различают станки с верхним и нижним расположением инструмента.

Торцовочные станки с нижней пилой относятся к балансирным станкам и предназначены для раскроя пиломатериалов на заготовки путем резания поперек волокон древесины. Принципиальная схема одного из торцовочных станков данного типа показана на рисунке 1.

Рис. 1 Схема торцовочного станка с нижним расположением пилы: 1 — торцовочная пила; 2 — прижим-ограждение; 3 — заготовка; 4 — кронштейн со шпинде­лем; 5 — электродвигатель; 6 — исполнительный цилиндр; 7 — ременная передача с натя­жителем; 8 — стол.

По команде оператора в систему подается рабочая жидкость или сжатый воздух, шток цилиндра движется вниз и через систему рычагов вызывает движе­ние пилы вверх по дуге окружности. На рабочем столе станка имеется прорезь для выхода пилы, а над пилой установлено прижимное устройство, которое од­новременно является ограждением пилы. Система управления станком преду­сматривает опережающее срабатывание прижимного (защитного) устройства.

Станки данного типа отличаются компактностью, быстродействием, но ограниченной шириной пиления, которая зависит в основном от диаметра пи­лы. Производительность станка определяется уровнем механизации и автома­тизации работ на данном участке. При ручной подаче материала производи­тельность торцовочных станков зависит не от технических параметров обору­дования, а от способностей рабочего, который может выполнять 6-12 резов в минуту (в зависимости от длины и размеров поперечного сечения досок).

Основные параметры торцовочных станков с нижней пилой:

• Наибольшая ширина заготовки, мм 40-250
• Наибольшая толщина заготовки, мм 20-100
• Диаметр пилы, мм 400
• Частота вращения пилы, 1/мин 3000
• Число двигательных ходов пилы в минуту 20-60
• Мощность привода, кВт 3—4
• Масса станка, кг 200-400

В России станки подобного типа выпускают несколько заводов. Напри­мер, «Бакаут» (Великий Новгород), «Гризли» (Волгоградская обл.), «Кодос» и «Простор» (Кострома), Липецкий и Тюменский станкозаводы, «Тигруп» (Тверь) и др. Станки обычно имеют пилу диаметром 400 мм и способны пилить доски максимального поперечного сечения 100×250 мм. Они предназначены для получения досок заданной длины, а также для вырезки дефектов из пило­материалов, подлежащих сращиванию на зубчатый шип.

Более тяжелый станок выпускает Тюменский завод. Модель ЦКБ 40-01 способна пилить доски толщиной до 150 мм. В станке применен гидроцилиндр дифференциального исполнения, обе полости которого находятся под давлени­ем. Это гарантирует плавный ход пилы и ограждения-прижима. Эластичные амортизаторы, ограничивающие ход пилы, способствуют гашению вибраций станка.

Для торцевания досок и брусьев (в том числе клееных) большой ширины имеются импортные станки, в которых торцовочная пила совершает не только вертикальное, но и горизонтальное движение. Таковы станки итальянских фирм Bottene и Cursal. Станок марки RO-500 (рис. 2) способен выполнять попереч­ное пиление щитов шириной до 1000 мм.

Рис. 2 Торцовочный станок RO-500 фирмы Bottene (Италия) и схема движения пилы в станке

На предприятиях строительной индустрии в Центральной Европе для по­перечного раскроя пиломатериалов используются станки тяжелого класса, спо­собные раскраивать как толстые заготовки для цельных и клееных балок, так и широкие слои многослойных элементов. К таким установкам можно отнести Howial AS-31, SMB КК-700 и КК-900, Weinig OptiCut 450 XL, PAUL Cl8 и C24.

Станки торцовочные с верхней пилой можно разделить на четыре группы (см. рис. 3, слева направо): станки с горизонтальным прямолинейным пере­мещением пилы (типа ЦПА-40); маятниковые (типа ЦМЭ-3); радиально-кон­сольные; балансирные.

Рис. 3 Рисунки торцовочных станков с верхним расположением пилы: а — с горизонтальным перемещением пилы (типа ЦПА-40); б — маятниковый (модель SP400, Ошес, Италия); в — балансирный (модель KGS303, Германия); г — радиально-консольный (модель ЦТ 10-5, «Лесопил», РФ)

Маятниковые станки (рис. 36) занимают небольшую площадь, сравни­тельно просты в управлении и также имеют большую ширину пропила. Станки марок ЦМЭ и сегодня выпускаются в России.

Основные параметры торцовочных маятниковых станков:

Балансирные станки (рис. 5.Зв) являются наиболее легкими из всех тор­цовочных станков, часто изготовляются в настольном исполнении. Их отличает возможность выполнения не только прямых резов, но и пропилов под углом, так как рычаг с пильным узлом может поворачиваться вокруг шарнира на угол ±45-60°. Поэтому станки этой группы называют также усорезными или торцо­во-усовочными станками. Ширина пропила у этих станков составляет 200- 250 мм.

К усорезным относят и радиально-консольные станки (рис. 3г), которые отличаются от балансирных возможностью пиления широких деталей практи­чески под любым углом, как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях. Привод подачи пилы у этих станков ручной, поэтому они рекомендуются для столярных мастерских, где не требуется высокая производительность.

Настольные станки предназначены для обработки деталей малого сече­ния, небольшой массы и размеров и, как правило, не комплектуются зажимами или прижимами для базирования и фиксации обрабатываемой детали. Для ис­пользования станков и устройств подобного типа они могут снабжаться легки­ми раскладными опорами (станинами).

Основные достоинства этого оборудо­вания— простота конструкции и невысокая стоимость.

Основные недостат­ки — низкая точность обработки из-за низкой жесткости конструкции, далеко не достаточная длина базирующей линейки и небольшой размер основания, служащего рабочим столом, что не позволяет установить на нем продольные базирующие упоры, определяющие длину готовой детали. Необходимость по­стоянной перенастройки (поворота пилы) на правую и левую деталь также снижает точность обработки и производительность.

Усорезные станки могут быть сдвоенные (рис. 4), что особенно удобно в производстве багетных реек.

На сварной станине расположены два наклоняемых пильных суппорта. Левый суппорт обычно неподвижен, а правый может перемещаться по направ­ляющим станины для настройки на размер обработки. У каждого суппорта свой рабочий стол с направляющей линейкой для укладки и базирования обрабаты­ваемых заготовок.

Поверхность этих столов и линеек расположена строго в од­ной плоскости. Между этими двумя столами обязательно устанавливается до­полнительный промежуточный стол— для поддержания середины длинных тонких заготовок, предотвращающий их провисание. У некоторых моделей станков предусмотрена возможность поворота пильных суппортов вокруг вер­тикальной оси. Эта опция необходима для торцевания профилей сложного се­чения, у которых нет выраженной базовой поверхности, например для карни­зов. В недорогих станках при настройке на размер суппорт (обычно правый) перемещают вдоль станины вручную — посредством маховика, так же вручную (при помощи рукояток) опускают и пилы для выполнения реза.

Положение суппорта контролируется по линейке с нониусом. Более сложные современные модели таких станков оснащаются системами электронной индикации положе­ния суппортов или даже системами автоматической настройки и перемещения, когда необходимый размер устанавливается оператором при помощи пульта управления станком. На полную перенастройку таких станков на другой размер затрачивается не более 10 с.

Некоторые модели двухсторонних усорезных стан­ков могут оснащаться устройствами для сверления отверстий и выборки пазов под эти соединения за одну установку с заусовыванием, без перебазирования заготовки, что существенно повышает точность и качество соединения деталей.

Рис. 4 Сдвоенный усорезный станок балансирного типа TR-2A (Omga, Италия)

Разновидностью торцовочных станков являются так называемые концеравнители. Это высокопроизводительные проходные станки для получения за­готовок (деталей) нужной длины, что часто требуется в производстве оконных и дверных блоков, деталей решетчатой мебели, тарном производстве и т. п. Станки представляют собой цепной конвейер с двумя пильными узлами, из ко­торых один неподвижен, а другой настраивается на нужный размер заготовки путем перемещения в поперечном направлении (рис. 5). Подача материала выполняется цепным конвейером с упорами. Максимальная ширина заготовок определяется расстоянием между упорами.

Этот станок имеет питатель, куда закладываются заранее подготовленные черновые заготовки, имеющие припуск по длине. Заготовки по одной захваты­ваются упорами подающего конвейера и подаются на пилы. В советское время на столярно-мебельных предприятиях СССР широко применялись концеравнители марок Ц2К12 и Ц2К20 с максимальной длиной деталей соответственно 1200 и 2000 мм.

Концеравнители серии ТМ-10, ТМ-15 с двумя и тремя пилами выпускало предприятие «Киверцылесмаш» (Украина) (рис. 6). Максимальная длина де­талей — до 4 м.

Рис. 5 Схема двухпильного концсравнитсля Ц2К12: 1 — маховичок для перемещения пильного узла; 2 — винт; 3 — электродвигатель; 4 — по­движная стойка; 5 — кожух; 6 — пила; 7 — прижим; 8 — вал механизма подачи; 9 — непо­движная стойка; 10— редуктор; 11— электродвигатель подачи; 12— упор цепи; 13— кронштейн стрела; 14 — магазин-питатель.

Рис. 6 Станок ТМ15 завода «Киверцылесмаш» (Украина)

Аналогичные двухпильные станки с дополнительными фрезами позволя­ют не только получать точную длину детали, но и обрабатывать торцы бруско­вых или щитовых деталей. При установке наряду с пилами шипорезного ин­струмента получаем двухсторонние шипорезные станки.

Рис. 7 Торцовочный автомат Exacta 3350 (HM-Maschmennbau, Германия) и схема многопильной торцовки MLS 130 (160) TR, фирма Mario Zaffaroni (Италия)

Из известных нам зарубежных станков следует отметить концеравнитель для малых деталей (длина до 770 мм) Finita 5010 и торцовочный автомат Exacta 3350 для деталей длиной до 450 мм (рис. 7) немецкой фирмы HM-Maschinennbau.

Для многих предприятий может представлять интерес многопильная тор­цовка MLS 130 (160) TR итальянской фирмы Mario Zaffaroni (рис. 7). Она предназначена для раскроя полос или выполнения пропилов в планках, облицо­ванных шпоном или другим материалом. Станок может использоваться, напри­мер, в производстве паркетных планок. Производительность станка составляет до 30 шт./мин.

Традиционные торцовочные станки широко используются в обычных ма­лых деревообрабатывающих производствах, но для обработки пиломатериалов на средних и крупных предприятиях, где масштаб производства существенно выше, их производительности (не более 1 м³/ч) оказывается недостаточно.

Принципиально иначе решается проблема раскроя при использовании ли­ний оптимизированного раскроя пиломатериалов. Под термином «оптимизиро­ванный раскрой» понимают такую организацию труда, которая позволяет полу­чить оптимальный, заранее заданный, результат при поперечном раскрое досок на заготовки.

Современные технические средства позволили сконструировать и внедрить в практику системы, которые способны автоматически оценивать внешний вид доски и самостоятельно принимать решение о раскрое ее по целе­вой установке, заложенной в компьютерную систему такого станка (линии тор­цовки).

Понятие «оптимизированный раскрой» включает в себя достижение сле­дующих результатов:

• минимизация отходов при раскрое досок на фиксированные длины;
• оптимальный ценовой выход при условии задания цены на заготовки определенного качества;
• оптимальное качество заготовок путем сравнения различных планов раскроя для досок различного качества;
• оптимальное количество заготовок нужной длины;
• учет последующего сращивания отрезков по длине.

Все автоматические торцовки имеют нижнее расположение пилы. Уста­новки с оптимизирующей системой раскроя окупаются самостоятельно за счет лучшего использования древесины, уменьшения количества отходов и сниже­ния числа обслуживающего персонала. Производительность их составляет от 2000 до 20 000 погонных метров в смену. Распознавание пороков древесины в линиях идет по маркировке специальным мелом, по лазерной разметке или с помощью сканера. За доли секунды определяются места торцовки с обеспече­нием минимальных отходов, максимального выхода продукта и выполнением других заранее выбранных критериев.

В данном случае нужно говорить именно о линиях оптимизированного раскроя пиломатериалов, в которых главным звеном является автоматический торцовочный станок.

В России такое оборудование выпускает фирма «Бакаут» из Великого Новгорода (рис. 8). Из импортных станков в России наиболее распространены линии автоматической торцовки немецких фирм Dimter (группа Weinig), SMBOesterle Maschinenbau, а также итальянских Bottene, Cemil Italia, CURSAL.

Рис. 8 Автоматическая линия торцовки ОПТИМА 5 от фирмы «Бакаут», В. Новгород

При работе на этих станках оператор делает метки флюоресцентным ка­рандашом, затем при подаче доски сначала определяется ее длина и фиксиру­ются расстояния между метками. После этого компьютер выполняет заложен­ную в него программу и дает команды исполнительным механизмам. Скорость подачи может составлять до 180 м/мин, что обеспечивает производительность до 75 м³ пиломатериалов в смену. В некоторых станках допускается разнотолщинность пиломатериалов до 6-10 мм.