Глава 31. Круглопильные станки для форматного распиливания

Станки этой группы предназначены для раскроя или обрезки на заданный размер различных плитных материалов: фанеры, ДВП, ДСтП и др.

Обрезка на заданный формат, как правило, производится в процессе изготовления материалов на оборудовании, встроенном в технологические линии производства плитных материалов. Кроме того, оборудование для обрезки используется самостоятельно. В обоих случаях применяются преимущественно станки, работающие по Г-образной схеме.

Раскрой плит — это операция получения из плит заготовок нуж­ных размеров и числа. Раскрой оценивается полезным выходом заготовок.

На щитовые заготовки плиты распиливают по картам раскроя. Различают индивидуальный, комбинированный и совмещенный способы раскроя. В первом случае из плиты получают заготовки только одного типоразмера. При комбинированном способе полу­чают несколько типоразмеров, но с условием комплектности де­талей в соответствии с объемом производства. При совмещенном способе карта раскроя предусматривает различные типоразмеры без учета комплектности по каждой карте раскроя, но с макси­мальным выходом деталей и с минимальным повторением одина­ковых деталей в разных картах раскроя.

Различают сквозной и смешанный способы раскроя плитных материалов. При сквозном способе осуществляется продольное или поперечное распиливание плиты (листа) на полосы с последующим делением этих полос на щитовые элементы задан­ных размеров. Полезный выход по этому способу около 88 %.

Смешанный способ раскроя предусматривает сочетание продольного и поперечного распиливания с индивидуальным рас­кроем нескольких предварительно отрезанных полос на заготовки различной длины. Полезный выход повышается до 94 %.

Важным требованием к станкам является возможность произ­водить продольный и поперечный раскрой без снятия отрезанных полос и перенастройки станка, т. е. осуществлять так называемую смешанную схему раскроя.

До недавнего времени совершенствование форматных станков шло за счет увеличения числа пил, что позволяло реализовывать любой план раскроя. Однако эти станки имеют существенные не­достатки: большое число пил требует значительных расходов на их приобретение и подготовку к работе, усложняется размерная на­стройка станка и снижается технологическая точность, значитель­но увеличивается уровень шума; станок занимает большую пло­щадь и сложен в эксплуатации.

Перечисленные недостатки в сочетании с излишне большой производительностью делают применение этих станков нерента­бельным на средних и небольших предприятиях. Поэтому намети­лась тенденция к резкому сокращению числа пил. Многие ведущие в этой области фирмы перешли практически к компоновке линий раскроя из станков с одной пильной балкой или с одним суппор­том, имеющим пилу и для поперечного, и для продольного рас­кроя. В таких станках можно реализовать любую схему раскроя. При этом снижение производительности компенсируется значительным увеличением высоты раскраиваемого пакета до 160 мм и более.

Однопильные станки характеризуются значительно меньшим уровнем шума при работе, уход за единственной пилой не пред­ставляет сложности, упрощается настройка станка. Обеспечивается высокая степень автоматизации и программное управление. Станки компактны, удобны в эксплуатации, имеют невысокую стоимость.

Существует большое разнообразие типов и моделей форматных станков. Выбор конкретного станка зависит от различных условий, в которых он будет работать, поэтому дать однозначные рекоменда­ции по выбору затруднительно. Ниже дается описание форматных станков, получивших наибольшее признание в настоящее время.

Для раскроя плитных материалов широко применяются кругло­пильные станки с ручной подачей, рассмотренные выше, которые весьма эффективны при малых и средних объемах производства. Так же часто применяется простой однопильный вертикальный станок (рис. 94). Раскраиваемая плита укладывается на вертикальную свар­ную раму 3, вдоль которой по верхней и нижней горизонтальным направляющим перемещается узкая каретка 2. На ней смонтирована круглая вертикальная направляющая для суппорта 1 с пилой. Оператор за рукоятку на пильном суппорте перемещает его на нужный размер, а затем производит вертикальный рез. В некото­рых станках имеется привод подачи пилы.
Схема позиционно-проходного трехпильного станка, приведена на рис. 95, а. Пачка раскраиваемых плит укладывается на каретку 8, которая при включении гидроподачи перемещается по направляю­щим 11 станины. Движение каретки осуществляется от гидродвига­теля 9 через червячный редуктор 10 и тросовую передачу. На стани­не сварной конструкции имеются две стойки, соединенные травер­сой с направляющими 5 и 6 соответственно для суппорта 2 попе­речного распиливания и двух суппортов 1 и 4 продольного распили­вания. Имеется модификация этого станка с третьей продольной пилой, что расширяет его технологические возможности.

Суппорт 2 поперечного распиливания перемещается вдоль травер­сы на роликах от приводной станции 7, размещаемой в правой стой­ке, через систему блоков и трос 3. К корпусу суппорта снизу крепится электродвигатель, на валу которого устанавливается дисковая пила. Каретка с выровненной и закрепленной плитой перемещается по направляющим 11, и продольные суппорты производят распилов­ку при движении каретки. После обработки продольных кромок каретка останавливается, и поперечный пильный суппорт 2 отпи­ливает переднюю кромку заготовки. Затем движение каретки во­зобновляется, и она движется до тех пор, пока заготовка не пере­местится на заданный размер, соответствующий длине первого щита по плану раскроя, и поперечный суппорт вновь совершает рез. Цикл повторяется, пока не будет распилена вся плита.

Во время поперечного распиливания продольные пилы про­должают вращаться в пропилах. Электрогидравлическая система привода и управления этим станком дает возможность перевести его работу на полуавтоматический цикл по заданной программе, а присоединение загрузочно-разгрузочного манипулятора — на автоматический цикл. Место остановки каретки задается с помо­щью конечных выключателей, взаимодействующих с упорами, закрепленными на каретке.

Наладка трехпильных станков для раскроя листовых материалов. Наладка проводится в следующей последовательности:

1.
На столе устанавливают калиброванные рейки или щит для предотвращения повреждения стола станка при пропиле плиты на полную толщину.

2.
Согласно карте раскроя устанавливают на траверсе суппорты продольного распиливания.

3.
Устанавливают на столе передвижной башмак с упором для снятия прижимного валика с защелки так, чтобы в начале реза щит был надежно прижат к столу.

4.
Настраивают по линейке передвижные упоры с кулачками, которыми производится переключение режима работы гидропри­вода стола и его остановка.

5.
Рабочую скорость стола и поперечного суппорта регулируют дросселями. Скорость холостого хода стола не должна быть более 25 м/мин. Поперечный суппорт должен перемещаться только пос­ле полной остановки стола на упоре, что достигается совместной регулировкой дросселя, реле времени и положения путевого ко­нечного выключателя.

В качестве программоносителей в этих системах могут исполь­зоваться штекерные линейки и барабаны с передвижными упора­ми. Программирование цикла состоит в расстановке штекеров в гнездах штекерной панели и размерной настройке упоров.

Е сли каретка станка цельная, то можно вести только сквозной раскрой с низким полезным выходом (рис. 95, б). Повысить полез­ный выход и расширить возможности станка можно выполняя сме­шанный раскрой (рис. 95, в). Для этого каретка делается состоящей из двух-трех секций, совершающих продольное перемещение от­носительно друг друга. Поперечный раскрой происходит следую­щим образом. Одна секция каретки останавливается по достиже­нии размера первой заготовки, вторая продолжает двигаться до тех пор, пока не пройдет длину второй заготовки. Затем пила раз­резает поперек сразу обе заготовки.

Основным недостатком рассмотренного станка является огра­ничение возможностей участка продольного раскроя, поскольку здесь можно получить заготовки только двух ширин. Для получе­ния другой ширины необходимо перенастроить станок. В прежних моделях станков этот недостаток устраняли увеличением числа пил, что нежелательно по причинам, изложенным выше. В совре­менных станках этот вопрос решается введением программного управления (ПУ). Данная схема (рис. 96) отличается от предыду­щей тем, что здесь на каретке находится не плита, а пильные суппорты.

Пакет плит 3 укладывается на комбинированный стол 2, базиру­ется на упорах 8 и фиксируется пневмоприжимами 1. Каретка 6 на­чинает движение по направляющим 4 над плитами, и в работу всту­пают два пильных суппорта 5, которые осуществляют рез, вырав­нивающий продольные кромки плит. По окончании первого ряда каретка уходит в исходное положение, в процессе ее движения пилы поднимаются и перемещаются к центру станка на величину, равную ширине а₁ отпиливаемой заготовки. Затем совершается второй рез, отход каретки, новое перемещение суппортов на величину а₂ и рабо­чий ход каретки и т. д. согласно плану раскроя. Перемещение суппор­тов происходит по направляющим от специального привода, обеспе­чивающего высокую точность их позиционирования.

По окончании продольного раскроя каретка перемещается на­зад только на небольшую величину, и суппорт 7 производит рез, выравнивающий поперечную кромку плит. Затем каретка отходит на величину, равную длине первой заготовки, производится второй рез и т. д.

При продольном пилении обе секции комбинированного стола составляют одно целое. При поперечном пилении каждая секция может двигаться отдельно до позиции, определяемой длиной рас­полагающейся на ней заготовки. Таким образом достигается со­вмещение поперечных резов отдельных полос и производится сме­шанный раскрой.

Ч исловое программное управление осуществляется совместным заданием размерной и логической информации в цифровом коде на программоносителе. Современные системы ЧПУ строят с ис­пользованием микропроцессоров, что значительно повышает по­лезный выход и производительность станка. Увеличивается объем памяти, обеспечивается возможность хранения в блоках памяти нескольких программ, использования любой из них по мере необ­ходимости и др.

Схема станка с совмещением операций продольного и попе­речного раскроя представлена на рис. 97. Ее достоинствами явля­ются малое (всего две) число пил и возможность смешанного чи­стового раскроя.

Пакет плит 7 подается на стол 8, где он базируется в продоль­ном и поперечном направлениях. Затем роликовым конвейером он передается на стол 10. Каретка подающего устройства с толкателя­ми 9 перемещает зажатый захватами пакет по стрелке А на размер отпиливаемой полосы и осуществляет точное позиционирование. После останова каретки опускается прижимная балка 11 — и суп­порт 4 производит продольный рез.

С
уппорт перемещается по направляющим качения. На нем на подъемной площадке смонтированы две пилы: подрезающая 6 и ос­новная 5. Подрезающая прорезает паз на лицевой поверхности нижней плиты в месте выхода из нее зубьев основной пилы, тем самым предотвращая сколы на кромках заготовок. Во время рабо­чего хода площадка с пилами поднимается, а по окончании реза опускается. Затем отрезанные полосы передаются на базирующий стол 2, где происходит выравнивание полос и захват упорами механизма 3, а затем последовательно поперечный раскрой всего пакета. Конструкция пильного суппорта 1 аналогична рассмот­ренной выше с подрезающей и основной пилами. Толкатели 9 и упоры механизма 3 отходят в исходное положение — и цикл по­вторяется.
Заслуживает внимания современный однопильный форматный станок с развитой системой компьютерного управления, опти­мизации раскроя, самодиагностики и некоторых других функций (рис. 98). Его отличают высокое качество распила, точность пози­ционирования, надежность, мощное и в то же время простое в использовании цифровое управление, широкие технологические возможности.
Сварная станина (см. рис. 98, б) несет упрочненные направля­ющие 6 движения пильной каретки 7, что гарантирует прямоли­нейность распила. Верхняя направляющая смонтирована непосред­ственно возле пильного вала, что снижает вибрацию пилы. Пере­мещение каретки суппорта пилы со скоростью до 100 м/мин обес­печивается сервомотором, смонтированным непосредственно на самой каретке без помощи датчика или микровыключателей.

Основная 5 и подрезная 4 пилы приводятся во вращение от ин­дивидуальных электродвигателей через клиноременные передачи и имеют независимые устройства подъема и опускания с помощью линейных шарикоподшипников, скользящих по круглым упрочнен­ным стальным направляющим. Выступ основной пилы регулируется автоматически в зависимости от толщины разрезаемой пачки, обес­печивая тем самым оптимальные условия резания. Быстрая и безо­пасная замена пил осуществляется с помощью одного ключа.

Загружаемая в станок пачка базируется с помощью боковых упоров и захватов и с помощью толкателя 9 подается в зону рас­пиливания. Прижимная балка фиксирует пакет на столе, и пиль­ный суппорт 7 производит первый рез. Затем прижим поднимает­ся, а толкатель перемещает плиты на размер щита согласно пла­ну раскроя. Отрезаемая часть плит поступает на приемный стол 1. Отрезанная часть плиты 2 вручную поворачивается и укладывается вдоль направляющей линейки 3. Нужный размер определяется положением упоров 8. Прижим опускается — и суппорт производит одновременно поперечный и продольный резы. Затем цикл повто­ряется.

Быстрое (до 60 м/мин) и точное позиционирование распили­ваемых плит производится массивным толкателем с помощью сер­вомотора по технологии цифровой обработки. Точность перемеще­ния по отношению к линии распила обеспечивается прецизион­ным зубчато-реечным приводом. Электронный декодер и двойное пружинное зубчатое колесо для автоматического выбора зазора производят считывание размера позиционирования и передают его непосредственно на зубчатую рейку толкателя. Устройство боково­го выравнивания автоматизированно и имеет систему цифрового управления в зависимости от ширины выравниваемых панелей. Независимые и самовыравнивающиеся захваты гарантируют со­хранение положения плит при их позиционировании.

Фиксацию распиливаемого пакета во время всего цикла рас­кроя осуществляет массивная балка, приводимая в движение пнев­моцилиндрами. Параллельность ее перемещения обеспечивается зубчато-реечными зацеплениями и торсионным валом.

Для облегчения перемещения плиты на поверхности прием­ных столов 1 имеются отверстия, через которые вентилятором продувается воздух. Отверстия перекрыты шариками, выступаю­щими над поверхностью стола. Когда на стол укладывается пли­та, то шарики под ее массой утапливаются и поступающий в от­верстия воздух создает воздушную подушку. При этом для пере­мещения плиты требуется незначительное усилие рабочего. Пли­ты перемещаются по роликам, не оставляющим следов даже на облицованных поверхностях.

Программное обеспечение станка включает полный набор ин­струментов управления. Они позволяют полностью автоматизиро­вать управление раскроем любого плана через оптимизацию дви­жений толкателя, суппорта пил, бокового выравнивателя и подъем­ного стола. Обеспечивается оптимальная скорость подачи в зави­симости от высоты пачки, материала и ширины обрезков. Про­грамма диагностики и поиска неисправностей сообщает о возмож­ных неисправностях с указанием их места в станке.