Оборудование для производства каркасных домов

Основными элементами каркасного дома являются стеновые панели, па­нели перекрытия, стропильные фермы. Панели состоят из брускового каркаса, заполнителя и обшивки с необходимыми проемами под окна, двери и другие архитектурные элементы. В качестве обшивки используют плиты цементно­стружечные (ЦСП), плиты с ориентированной стружкой (ОСБ), а также водостойкую фанеру. Заполнителем (утеплителем) служат базальтовая вата, мине­ральная вата, «Эковата», пенополистирол или пенополиуретан.

Каркасные дома облают целым рядам преимуществ— быстровозводимость, малый вес, относительно низкая стоимость стройматериалов и строи­тельства, экологичность, комфортность, богатство архитектурных форм и пр. Современные технологии производства и строительства каркасных домов поз­воляют не уступать домам из кирпича или бетона в надежности, прочности и долговечности.

К оборудованию для производства каркасных домом относятся сбороч­ные (плотницкие) столы, установки гвоздезабивные, обрабатывающие центры для стройдеталей и станки для обработки особо крупных деталей.

Столы сборочные (монтажные) для плотницких работ представляют со­бой большие сборочные ваймы для соединения деталей каркаса деревянных домов. На рисунке 1 показан стол монтажный для изготовления деревянных панелей и ферм Schmidler. Массивное исполнение столов из толстостенных труб позволяет производить столы длиной до 12 м.

Основными функциями монтажных столов является фиксация деталей каркаса для обеспечения высокой геометрической точности и переворачивание каркаса с одновременной передачей на следующий стол. Монтажные столы Schmidler имеют гидравлический привод прессовой балки и большой спектр дополнительного инструмента для производства всех видов каркасов и ферм. Каждый стол имеет на двух рабочих сторонах по две точки подключения элек­трического и пневматического ручного инструмента.

Рис. 1. Монтажный стол фирмы Schmidler, Германия

Рис. 2. Монтажные столы VarioTec и Schmetterling (Weinmann, Германия)

Немецкая фирма Weinmann выпускает широкий спектр оборудования для деревянного домостроения, в том числе монтажные столы и обрабатывающие центры для программируемой обработки деталей и сборочных узлов. На рисун­ке 2 даны два варианта монтажных столов. Монтажный стол типа бабочка имеет приемный и выдающий столы. После монтажа на первом столе происхо­дит передача его на второй стол для последующей обработки стеновой или фронтальной панели, а также кровельных конструкций.

Кроме монтажных столов, существуют отдельные обшивочные столы. В качестве примера на рисунке 3 показан один из подобных столов.

Рис. 3. Стол обшивочный SHT 7500-ВЕА и скобозабивной пистолет

Обшивочный стол SHT 7500-ВЕА предназначен для обшивки пневматиче­скими скобозабивными пистолетами деревянных панелей длиной до 7,5 м круп­ноформатными древесными плитами. Он состоит из подвижной и неподвижной роликовой опорной направляющей. Раздвижная часть приводится в действие ре­дукторным двигателем, установленным по центру общего для обоих приводныхроликов составного вала, чем достигается синхронная угловая скорость их враще­ния и параллельность двух основных частей стола. Таким образом, стол легко раз­двигается под требуемую ширину панели и обеспечивает надежную фиксацию элементов сборки. Оптимальный размер и расположение роликов позволяют без лишних проблем осуществлять загрузку и разгрузку панелей.

На столе в достаточном количестве установлены специальные упоры для быстрой и точной установки деталей. На обеих частях стола в конце располо­жено по три регулируемых откидных стопора для фиксации листов обшивки. В поставку включены два каркасных пистолета немецкой фирмы ВЕА под стандартную скобу 14/50. Стол обслуживают двое рабочих, работая с противо­положных сторон стола.

Существуют также полуавтоматические обшивочные столы, в которых скобозабивные пистолеты размещены на верхнем портале и устанавливаются в нужную позицию с помощью лазерного целеуказания (рис. 4).

Рис. 4. Полуавтоматический обшивочный стол NB-2007 (ГК «Передовые технологии»)

Обшивочный мост NB-2007 предназначен для изготовления деревянных панелей размером до 3000×7500 мм путем обшивки рамы панели крупнофор­матными древесными плитами. Стол имеет два независимых автоматических скобозабивных суппорта (фиксированный + автоматически перемещаемый). На каждом суппорте возможен пневматический подъем и опускание пистолетов. Перемещение моста и суппорта выполняется по зубчатым стальным направля­ющим при помощи редукторных электродвигателей. Лазерный целеуказатель имеется на каждом суппорте.

Существуют специальные станки для забивания обычных гвоздей, а так­же прессы для вдавливания в стыки деревянных элементов специальных кре­пежных деталей — гвоздевых пластин (gang-nail). На рисунке 5 показан об­щий вид гвоздевой пластины и пример ее использования.

Рис. 5. Гвоздевая пластина и пример ее использования (ITW Construction, Англия)

Применение таких пластин позволяет обходиться без специальных врубок, что значительно экономит время и не требует применения специальных деревооб­рабатывающих станков. Вдавливание пластин требует значительных усилий и воз­можно только с помощью специальных передвижных прессов —гидрозажимов.

Показанный на рисунке 6 гидрозажим работает в составе линии сборки стропильных ферм.

Рис. 6. Гвоздевая пластина и пример ее использования

Для обычных гвоздей также разработаны специальные столы (рис. 7).

Гвоздевой стол используется в составе каркасной станции для производ­ства каркасов стеновых панелей с производительностью 35 п. м в час. Оператор укладывает две доски вдоль направляющих по упорам и одну первую попереч­ную доску. По команде оператора станция автоматически фиксирует каркас при помощи пневматических прижимов, после чего сбивает гвоздями продольные доски с поперечной одновременно с двух сторон. После этого прижимы осво­бождают заготовку, а упоры отодвигаются в следующее положение. Оператор продвигает каркас до упоров, устанавливает следующую поперечную доску и цикл повторяется.

Машина для сборки стропильных ферм с автоматическим базированием деталей AUTOSET С4 показана на рисунке 8.

Рис. 7. Гвоздевой стол FM 1000-48 для сборки каркасов (Randek BauTech, Швеция)

Рис. 8. Машина для сборки стропильных ферм AUTOSET С4 (Alpine Equipment, США)

Большой рабочий стол этой машины имеет пазы, в которых встроены опорные ролики. По заданной программе они выдвигаются в нужную позицию таким образом, чтобы сформировался контур нужной фермы. После этого ра­бочие выкладывают доски по этим опорам и наживляют в узлах гвоздевые пла­стины. Поперечный мост при своем движении вдавливает пластины в древеси­ну, и ферма готова для передачи на склад или потребителю.

Для строительных брусьев больших сечений, особенно клеёных, требу­ются специальные станки для торцевания, продольной обработки и формиро­вания на брусьях различных элементов (отверстия, пазы, проушины и пр.).

Автоматическая отрезная пила ALS предназначена для выпиловки всех стандартных элементов ферм из пиломатериала любой ширины: стойки с одним скосом, стойки с двумя скосами, стойки со ступенчатым скосом, элементы со скосами по «средней линии», очень короткие детали, стандартные пролеты ферм и пролеты со скосами (рис. 9). На станке можно делать фаски под лю­бым углом в вертикальных плоскостях и под углами от 90 до 20° относительно горизонтальной плоскости, а также скосы длиной до полутора метров.

Рис. 9. Автоматическая отрезная пила ALS (поставщик «Глобал Эдж»)

На станке реализована продольная подача пиломатериала. Все операции выполняются одним пильным узлом. Установка пильного узла в каждое новое положение занимает доли секунды, а резы выполняются с точностью до 0,8 мм. Перед резанием станок маркирует даже самые мелкие детали.

Автоматический двухсторонний торцовочный станок того же назначения Automill HP (рис. 10) имеет 5 пильных узлов с пилами диаметром от 450 до 800 мм.

Рис. 10. Автоматический двухсторонний торцовочный станок Automill HP («Глобал Эдж»)

Станок имеет полностью автоматический режим работы — информация считывается с флеш-карты, задается посредством локальной сети или вводится с сенсорного дисплея. Предусмотрен автоматический последовательный запуск пильных узлов, транспортера и системы удаления отходов.

Оператор может ви­зуально полностью контролировать все автоматические перемещения. После обработки одной очереди деталей станок автоматически переустанавливает ре­жущий инструмент для обработки следующих деталей, что дает оператору вре­мя для подготовки следующего набора заготовок. Среднее время переналадки составляет 8-12 с. Станок имеет полуавтоматический загрузочный транспортер с изменяемой скоростью подачи (до 90 заготовок в минуту).

Для профилирования бруса существуют специальные станки, например станок позиционного типа, показанный на рисунке 11.

Рис. 11. Продольно-фрезерный двухшпиндельный станок СФ-АСТРА-П и профиль получаемого бруса (АСТРА, Украина)

Станок подобного типа предназначен для продольной профильной обра­ботки крупных строительных деталей: профилированного стенового бруса, ба­лок, громок половой доски и т. п. В процессе обработки с неподвижным бази­рованием деталь закрепляется на столе станка, а каретка с двумя вертикально расположенными шпиндельными валами перемещается вдоль стола станка, осуществляя обработку двух сторон бруса. При этом, в зависимости от наладки установочных упоров, обработка может вестись по рейсмусной или по фуго­вальной схемам.

Станок, показанный на рисунке 12, применяется в качестве самостоя­тельной технологической единицы при изготовлении деталей из стенового бру­са на предприятиях по производству брусовых домов средней и большой мощ­ности. Обработка бруса происходит за один проход в следующей последова­тельности: пиление (торцовка); фрезерование пазов для установки окон и две­рей; фрезерование выемок (венцов) с помощью горизонтального и вертикаль­ного фрезерных агрегатов; сверление отверстий. Максимальное сечение обра­ботки — 230×230 мм, установленная мощность — 43,6 кВт.

Дальнейшее развитие подобного оборудования привело к созданию обра­батывающих центров для крупных строительных деталей. Примером такого центра может служить универсальный домостроительный центр с ЧПУ Hundegger K2i (рис. 13).

Рис. 12. Многоцелевой станок для изготовления деталей из стенового профилированного бруса EURO BLOX 230 и схемы выполняемых на станке операций («Станкорос», Нижний Новгород)

Центр предназначен для автоматической обработки клеёных и цельных заготовок из древесины неограниченной длины и сечением от 20×50 до 300×450 мм для получения всех видов деталей домов (стеновые элементы, бал­ки перекрытия, стропильные детали, элементы каркаса и т. д.).

Рис. 13. Универсальный домостроительный центр с ЧПУ Hundegger K2i (Германия)

Центр оснащен поперечным транспортером для складирования необрабо­танных заготовок. Заготовки после передачи с поперечного транспортера обра­батываются на станке в соответствии с заданной программой. После обработки полученные детали перемещаются на приемный накопительный стол. Полно­стью автоматизированная система управления обеспечивает самостоятельную загрузку, обработку, выгрузку деталей без посторонней помощи. Станок может работать с большим количеством инженерного программного обеспечения, со­ставленного на основе CAD, и импортировать рабочие проекты в разных фор­матах.

Базовое оснащение центра включает в себя:

• загрузочный поперечный транспортер с 5 плоскими цепями и устрой­ством автоматической загрузки с захватами, покрытыми резиной;
• универсальную торцовочную пилу с гидроприводом. Пила поворачива­ется на 360°, при помощи сервогидравлического привода наклоняется от 0 до 65°. Агрегат перемещается по горизонтальной оси У на 570 мм. Данным агрега­том производятся все распилы (распиловки под углом и косые врубы, продоль­ные распилы, чистовая торцовка);
• универсальный 4-осевой фрезерный агрегат, оснащенный 3 рабочими инструментами: шейперной фрезой, концевой фрезой и фрезой «ласточкин хвост»;
• многоцелевой горизонтальный суппорт для установки до 4 различных агрегатов, работающих в вертикальной плоскости (сверлильные или фрезер­ные);
• многоцелевой вертикальный суппорт для установки до 3 различных аг­регатов, работающих в горизонтальной плоскости (шлиц-агрегат, сверлильный или фрезерный). Агрегаты перемещаются по горизонтальным линейным направляющим;
• сверлильный агрегат вертикальный для выполнения всех видов глухих и сквозных отверстий. Агрегат оснащен быстросъемным сверлильным патро­ном и закаленным револьверным кондуктором с отверстиями различного диа­метра. Позиционирование агрегата и глубина сверления задаются системой управления;
• сверлильный агрегат горизонтальный. Аналогичен предыдущему;
• маркировочное устройство с цветным карандашом, защищенным от влаги. Приводится в движение с помощью пневматики, выполняет разметку в виде прямых линий;
• автоматическое гидравлическое поворотное устройство, поворачивает заготовку на 90, 180 или 270° для точного позиционирования. Возможен разво­рот бруса размером от 50×50 до 300×450 мм. С помощью этого устройства обеспечивается автоматическая обработка детали со всех сторон. Процесс пе­реворота занимает около 8 с;
• устройство позиционирования и транспортировки с двумя независимыми зажимными каретками с серводвигателем мощностью 7 кВт. Зажимы работают как «руки человека»: один удерживает заготовку близко к инструменту, в то время как другой зажимает заготовку и транспортирует ее в зону обработки. Си­стема эффективна при производстве нескольких деталей из одной заготовки. Один зажим перемещает готовую деталь, в то время как другой подает следую­щую заготовку в зону обработки. Один зажим работает как система фиксации и транспортировки, другой выступает в качестве прецизионной направляющей для обрабатываемых деталей. Двухпозиционное устройство работает с брусом сече­нием от 20×50 до 300×450 мм или с оцилиндрованным бревном (опция). Дости­гаемая точность — ±0,1 мм, скорость перемещения — до 3 м/с;
• электронную систему управления, состоит из сенсорного монитора, компьютера в пылезащитном кожухе с USB-выходами, промышленной клавиа­туры и дисковода для 3,5-дюймовых дискет. С помощью этой системы опера­тор путем ввода данных может конструировать каждый обрабатываемый эле­мент непосредственно в программе станка. Система автоматически вводит в действие все позиции инструмента. Наиболее распространенные типы соедине­ний уже занесены в память в виде макросов. Возможен импорт карт раскроя и проектов из других форматов на основе CAD-программ. Программа отслежива­ет количество выполненных деталей и детали, которые еще необходимо обра­ботать;
• стол для выгрузки с 6 опорами. Опорные части разгрузочного стола вы­полнены из секционной стали и покрыты заменяемыми пластиковыми наклад­ками. Опоры легко переставляются и могут складироваться на малой площади.

Среди прочего оборудования для домостроения заслуживает внимания уста­новка для сплачивания древесины немецкой фирмы Baljer & Zembrod (рис. 14).

Рис. 14. Установка для сплачивания древесины (Baljer & Zembrod, Германия)

Отдельные доски соединяются по толщине в блоки на дюбелях. При со­единении досок таким способом создается сплошной массивный блок без гвоз­дей, болтов или клея. Эта новинка сочетает в себе преимущества сплошной де­ревянной конструкции с преимуществами экономичного изготовления и сборки по модульному принципу. Деревянные блоки могут применяться в качестве стеновых или потолочных элементов при строительстве нового дома или ре­монте старого, сокращая время выполнения работ.