Конструирование форматно-раскроечного станка для школьных мастерских

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ бюджетное

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

АМУРСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВПО "АмГПГУ")

Факультет технологии, экономики, дизайна

КУРСОВАЯ РАБОТА

Конструирование форматно-раскроечного

станка для школьных мастерских

Специальность: 050502.65: Технология и предпринимательство

Выполнил:

Шулика Виктор Акимович

Научный руководитель:

Иваненко В.Ф.

Комсомольск-на-Амуре, 2014

Содержание

Введение

1. Описание форматно-раскроечного станка и сфера его применения.

2 Как работает форматно-раскроечный станок?

2.1Устройство и принцип работы

2.2Разновидности станков

2.3 Использование станка

3 Критерии выбора станка

3.1 Точность реза

3.2 Жёсткость станины

3.3 Производительность станка

3.4 Срок службы станка

4 Особенности конструкции форматно-раскроечный станков

Введение

Рынок станков для раскроя плитных материалов достаточно велик. Когда появляется необходимость покупки подобного оборудования, разнообразие предложений только множит трудности. В последние годы «перевооружением» парка своих станков занялись многие мебельщики, и мы надеемся, что данный обзор поможет им в выборе форматно-раскроечного оборудования. Круглопильные станки для раскроя делят на несколько групп: однопильные, двухпильные и многопильные. Рассматриваемые в этой статье форматно раскроечные или, как их называют профессионалы, универсальные круглопильные станки являются однопильными. Они, в свою очередь, делятся на станки с ручной подачей, полуавтоматические и автоматические с числовым программным управлением (ЧПУ). В зависимости от типа и объёма производства, предприятия используют либо станки с ручной подачей, либо автоматизированные. Так, раскрой плит на индивидуальных, мелкосерийных и серийных типах производств часто выполняется на станках с ручной подачей. Они значительно дешевле автоматических, а их производительности оказывается вполне достаточно. В свою очередь, крупносерийное и массовое производство в качестве основного требует станка с большей производительностью. Тем не менее, и на таких предприятиях могут использоваться станки с ручной подачей с их помощью выполняют так называемую операцию дораскроя, а также раскраивают плиты для получения несерийных мебельных деталей. Таким образом, из-за указанных выше особенностей станки с ручной подачей применяются практически повсеместно. Поэтому рассмотрим подробнее вопросы, касающиеся выбора этих станков и их стандартной комплектации. А в следующих номерах «Мебельщика» поговорим об особенностях станков «эконом-класса» и целом ряде дополнительных опций, не входящих в базовую комплектацию оборудования.

1. Описание форматно-раскроечного станка и сфера его применения

Форматно-раскроечные станки относятся к категории профессионального деревообрабатывающего оборудования. Их подразделяют на три категории: легкие, средние и тяжелые. Основным критерием, по которому определяется принадлежность того или иного станка к одной из них, является допустимое время непрерывной работы: для легких оно составляет не более 5 часов, для средних - 8-10 часов, для тяжелых - две рабочие смены (16 часов). Что касается основных характеристик этого оборудования, то к ним относится мощность, максимальная длина распила и частота вращения пильных дисков.

Форматно-раскроечные станки являются одной из наиболее распространенных разновидностей деревообрабатывающего оборудования, которое находят широкое применение в мебельном производстве. С их помощью осуществляется поперечная и продольная распиловка таких материалов, как фанера, ДСП, МДФ, ДВП, ПВХ, искуственный камень, щиты древесины, в том числе и предварительно облицованных шпоном, ламинитом, пластиком, и т.п.

Форматно-раскроечные станки с технической точки зрения относятся к такой группе деревообрабатывающего оборудования, как круглопильные станки с наклоняемым пильным диском. Конструктивно они состоят из следующих основных узлов и агрегатов: станины, пильных узлов, рабочих столов, кареток, упоров и линеек.

Станина представляет собой основание, к которому осуществляется крепление всех остальных частей данного оборудования. Специалисты утверждают, что чем она массивнее и устойчивее, тем большую точность и чистоту реза выдаёт станок. Дело в том, что станины, обладающие большой массой и прочно закрепленные на основании, эффективно поглощают вибрации, неизбежно возникающие в процессе функционирования станка, вследствие чего обеспечивается ровный ход его движущихся частей.

Пильные узлы форматно-раскроечных станков состоят из двух пильных дисков: подрезного и основного. Диаметр подрезного невелик, устанавливается он непосредственно перед основным, а его функцией является предварительное подпиливание облицовочного покрытия, чтобы избежать образования на нём сколов. Полная распиловка материала осуществляется основным пильным диском. В большинстве моделей форматно-раскроечных станков имеется возможность регулировки наклона пильных узлов в пределах от 0° до 45°.

Это оборудование оснащается, как правило, тремя рабочими столами. Первый из них является неподвижным и служит для крепления пильного узла. Второй предназначен для крепления заготовки, он подвижен и с его помощью производится подача материала к пильным дискам. С помощью третьего рабочего стола поддерживаются отрезаемые части, кроме того, его можно использовать в качестве дополнительной опоры для заготовки.

Такой узел форматно-раскроечного станка, как каретка, предназначен для того, чтобы осуществлять перемещение подвижного стола по направляющим. Считается, что наилучшим материалом для его изготовления является алюминий, поскольку этот металл и его сплавы имеет небольшой вес, а это означает, что для передвижения стола не потребуется прилагать излишних усилий. На рабочих столах форматно-раскроечных станков располагаются упоры и зажимы, при помощи которых заготовки закрепляются в необходимом для их распиловки положении.

Перед тем, как производить раскрой материала, он устанавливается на подвижный стол вплотную к упору, который с помощью линейки устанавливается на требуемом расстоянии от места распила. После этого запускается пильный узел, а стол передвигается по направлению к нему, в результате чего и происходит распиловка.

форматный раскроечный станок станина

2 Как работает форматно-раскроечный станок

С помощью форматно-раскроечных станков можно быстро и точно подрезать в размер, распиливать прямо или под углом длинные паркетины, листы фанеры, ДСП, МДФ, пластика, композита и даже алюминия. При этом благодаря большой глубине пропила (до 210 мм) возможно обрабатывать одновременно несколько плит пакетом по одному шаблону. Чтобы добиться такого результата с помощью других инструментов, нужно приложить куда больше сил и потратить много времени, что недопустимо на производстве. В данной статье мы расскажем, что собой представляет форматно-раскроечный станок и какие имеет особенности.

2.1 Устройство и принцип работы

От конструкции станка зависит общая его функциональность - насколько эффективно он сможет выполнить распилы разных материалов. Основными частями являются:

Станина - основание, на котором закрепляются все основные элементы и механизмы. По мнению специалистов, чем устойчивее и «жестче» она будет, тем более высокой будет точность реза. Жесткость зависит от веса, более массивные станины поглощают вибрации, исключая даже малейшие колебания. Это в свою очередь будет залогом ровного хода движущихся частей станка и точного распила.

Пильный узел, состоящий из двух пильных дисков. Первый - подрезной, располагается спереди узла, имеет небольшой диаметр и служит для предварительного подпиливания заготовки (прорезания облицовочного слоя). Второй - основной, распиливает материал полностью, от его размера зависит максимальная глубина пропила. Такая система пиления обеспечивает рез без сколов и неровных краев. В большинстве станков пильный угол является наклонным, что необходимо для выполнения резов под углом от 0 до 45°.

Рабочие столы. Первый (основной) неподвижный, на нем располагается пильный узел. Второй, левый поперечный стол (форматный), является подвижным и используется для подачи материала на диск во время обработки. Он является основной опорой для заготовки, поэтому, чем больше он будет, тем удобнее будет обрабатывать длинные детали, к примеру, полноформатные листы ДСП (HighPoint SS 3000). Третий, правый стол, служит для поддерживания отрезанных частей, а также является дополнительной опорой для детали. Наиболее эффективен он при распиливании пакета заготовок и больших листов материала.

Каретка - механизм, с помощью которого по направляющим передвигается левый стол. Лучше, если он будет из алюминия (Proma PKS-315F 25022001). Это обеспечит небольшой вес каретки. Поэтому не придется прикладывать лишних усилий для передвижения стола.

Упоры и линейки - располагаются на столах и служат для размещения заготовки в необходимом положении. Обратите внимание, чтобы в наборе были требующиеся Вам приспособления. Особенно если будут выполняться распилы под углом или косые резы.

Принцип работы техники: чтобы разрезать заготовку, её устанавливают на левый подвижный стол к регулируемому упору, отмеряя необходимую длину. После этого запускают пильный узел. Когда диск разовьет необходимые обороты, стол двигают вперед, подавая заготовку на диск и отпиливая нужный кусок. Основными настройками станка являются положение заготовки, глубина реза и угол распила - большего не требуется.

2.2 Разновидности станков

Все форматно-раскроечные станки являются профессиональными. Но есть отдельные рекомендации производителей по использованию. По ним все устройства можно разделить на три группы.

Легкие Средние Тяжелые

Простые по конструкции и доступные по стоимости станки, которые относятся к «эконом-классу». Они лишены некоторых дополнительных опций (специальных прижимов, дополнительных упоров и линеек, дополнительных опор) и имеют небольшие габариты.

Рассчитаны такие станки на нагрузки в течение 5 часов.

Оборудование подойдет для установки в частную столярную мастерскую и на мелкосерийное производство (HighPoint SS 1500).

Стандартные устройства, предназначенные для эксплуатации в течение одной рабочей смены (8-10 часов).

Имеют все необходимые узлы и приспособления (три стола, линейки и упоры, дополнительные опоры, возможность подключения пылеотсоса и прочее), предназначены для эффективного применения на производстве. (BRASSA S315 3000 10.2.2).

Промышленные модели, которые оснащаются самыми новыми технологиями и разработками производителей (электронное управление, комплектация пылеотсосом, дополнительные линейки, укрепление станины) и имеют самую прочную конструкцию из всех трех групп станков.

Могут использоваться на протяжении двух рабочих смен подряд. Разумеется, стоят такие устройства немало, но для крупных производственных предприятий с большим объемом работы - это отличный вариант.

Что относится к дополнительным опциям и для чего они предназначены

· Верхняя защита с патрубком для отвода стружки и опилок и подключения системы пылеудаления (Прижимы (струбцины) для фиксации заготовки на столе.

· Поворотная линейка с микрометрической настройкой и угловые упоры для распилов под различными углами без разметки. Дополнительная рама с упорной ногой для обработки особо длинных заготовок Различные виды кареток. Шариковые) отличаются низкой стоимостью, имеют небольшой срок службы, поэтому используются обычно в станках первой и второй группы. Перемещается это устройство на шариковых подшипниках и самоочищается от стружки и пыли, просто отводя их в сторону. Такие каретки можно смазывать, чтобы исключить ржавление. Роликовые) перемещаются по призматическим или круглым направляющим, что способствует лучшему распределению нагрузки и обеспечивает меньшую степень износа при постоянном применении. Поэтому данный вид каретки чаще всего устанавливается на оборудование второй и третьей группы. Такие каретки не рекомендуют смазывать, так как они подминают стружку и пыль под ролики, из-за чего грязь налипает на смазку.

2.3 Использование станка

При работе на форматно-раскроечном станке нужно уделить внимание следующему:

Правильно установить станок, соблюдая все требования (условия в помещении и подключение к электросети) описанные в инструкции, и подготовить его к использованию. Как правило, это сборка, очистка металлических деталей от предохраняющих покрытий и снятие защитных блокировок. Все это необходимо для исправной работы.

Использовать технику согласно её возможностям. Не перегружать станок, применять диски только подходящего размера, при необходимости пользоваться дополнительными средствами (опоры для длинных заготовок, стружкоотсос). Это позволит избежать поломок и брака.

Ухаживать за станком. Содержать его в чистоте и проверять исправность всех механизмов.

3. Критерии выбора станка

Из чего же складывается качество станка?

В первую очередь - это точность реза. Немаловажными являются максимальная производительность станка, возможность использования дополнительных инструментов, облегчающих управление станком, а также предельный срок его исправной службы. Только проанализировав отмеченные составляющие, можно произвести оценку: «дорого» или «дёшево». Поэтому рассмотрим основные характеристики подробнее.

3.1 Точность реза

Это главная функциональная характеристика станка, которая определяет точность формы и размеров получаемой детали. В основном точность реза зависит от жёсткости станины, точности базирования узлов (главным образом, каретки и пильного агрегата), их настройки, а также от точности базирования самой заготовки.

3.2 Жёсткость станины

Станина является остовом станка, базой, на которую крепятся другие узлы. Точный по геометрии рез может быть получен только с «жёсткой» станиной, которая будет «гасить» возникающие при работе станка вибрации. В этом случае важную роль играет масса станины (а значит, и станка в целом). Более тяжёлые станины лучше поглощают вибрации от агрегатов, что сказывается, кстати, не только на качестве реза, но и на длительности сохранения настроек оборудования.

Кроме того, станина должна обеспечивать устойчивость станка на ровном бетонном полу. Для повышения устойчивости иногда даже используют специальные виброподушки, точность базирования узлов, однако не стоит ориентироваться только на массу станка. Например, ненадёжно или неправильно закреплённые узлы способны свести на нет все преимущества тяжёлой станины.

Так, очень важный элемент станка - каретка - перемещается по расположенным на станине направляющим. От надёжности и качества этих направляющих зависит точность хода каретки, а значит, и конечная форма получаемых заготовок. Сама каретка рассматриваемых станков выполняется в виде консоли с поддерживающей балкой. Как и любой консольный механизм, система каретки с опорной рамой склонна к «прогибу». Чтобы минимизировать этот эффект, каретки обычно изготавливают из алюминиевого профиля, уменьшая тем самым их массу. Однако алюминий более пластичен, чем, например, сталь, поэтому для повышения формоустойчивости конструкции её делают с большим числом внутренних перегородок (многокамерные каретки).

Полезно узнать, как крепится пильный узел станка. Если на станине, она будет гасить колебания от двигателя пилы. Если же с нижней стороны неподвижного стола, то необходимо убедиться в том, что вибрации от двигателя не мешают работе: уточнить, достаточно ли массивен стол, а также дополнительно проверить надёжность крепления пильного узла. Качество реза зависит и от точности настройки подрезного узла. Самое сложное в такой настройке - избежать появления так называемой ступеньки при распиле. Хорошо, если есть возможность электронной настройки пильного узла. Если же способ настройки узла чисто механический, то обратите особое внимание на расположение необходимых регулировок. Желательно, чтобы все они находились на доступной части станины, так как, например, под рабочим столом доступ к ним достаточно затруднён. Особенно это важно, если учесть, что подрезную пилу необходимо затачивать чаще, чем основную. Точность базирования заготовки, чтобы размеры распиленной детали точно соответствовали необходимым, важно, кроме правильного крепления узлов, надёжное базирование и плавная подача самой плиты.

Плавность хода подвижного стола можно оценить непосредственно при осмотре станка. Однако качественный подвижной стол сохраняет плавность хода и после 1-2 лет эксплуатации. Поэтому полезно перед покупкой посетить те предприятия, на которых уже длительное время используются такие же или подобные модели станков. Кстати, такая экскурсия поможет оценить качество не только каретки, но и многих других узлов, а также «из первых рук» узнать о практическом опыте эксплуатации данного оборудования.

Надёжное базирование плиты осуществляется с помощью упоров. Они могут выполнять как функцию простого ограничителя движения плиты (например, поперечный упор), так и роль направляющих, вдоль которых происходит перемещение заготовки (продольная опорная направляющая линейка). Упоры должны надёжно и точно позиционироваться с помощью зажимов.

Для точного выставления размера (фиксации упора в определённом положении) направляющие оснащаются линейками. Способ выставления размера может быть либо чисто механическим («на глаз»), либо с помощью цифровых индикаторов на линейках, которые сводят к минимуму вероятность ошибки оператора. Для базовых конфигураций станков более типичен механический способ. В этом случае удобно, когда шкала линейки наклонена в сторону оператора, что позволяет легче устанавливать и проверять размер и уменьшает риск ошибки. Линейки с увеличительными стеклами (линзами) и даже с подсветкой дают оператору возможность лучше разглядеть значение шкалы и точнее совместить положение упора с заданным размером на шкале. Сами шкалы должны быть гравированные, чтобы они не стирались со временем. В комплектацию станка может входить также специальная угловая линейка. Она позволяет раскраивать детали под углом без применения линейки поперечного упора, которая устанавливается под прямым углом к линии реза для получения правильной геометрии детали. Но чаще угловая линейка предлагается в виде опции. И всё же самым лучшим способом оценить точность раскроя является непосредственная проверка возможностей станка в работе. Чтобы не покупать, как говорится, «кота в мешке», можно привлечь специалистов, способных оценить точность реза либо выполнить такую проверку самостоятельно. Этот тест займёт не более пятнадцати минут, если воспользоваться имеющимся стандартом «Методы оценки точности и стабильности технологических операций». Необходимо распилить несколько плит для получения размеров пробных деталей, после чего, применяя методы математической статистики, получить данные для сравнения со стандартом и таким образом определить степень точности работы оборудования. Этот полезный и очень быстрый тест можно провести, приехав в демонстрационный зал фирмы-продавца

3.3 Производительность станка

Оборудование для серийных и более крупных производств рассчитано для работы в две смены. Если в документации к станку рекомендовано его

использование не более чем в одну смену (6-8 часов), то такой станок подойдёт лишь для индивидуальных и мелкосерийных производств - его использование при больших нагрузках является нарушением норм эксплуатации.

Важным критерием выбора станка является материал, с которым предстоит работать (ДСП, MDF, OSB, фанера и другие), а также тот факт, будут ли плиты облагороженными (облицованными) или нет. Необходимо определиться и с преобладающими на производстве размерами плит и способом их раскроя: пакетный (раскрой плит в пачках) или же по одной плите. Недостаточное внимание к этим вопросам повлечёт за собой значительное уменьшение производительности оборудования, снижение качества получаемых деталей и срока службы станка.Необходимо обратить внимание на максимальную длину пропила каретки, определяющую максимальные габариты распиливаемых деталей. Самым распространённым значением этого параметра является длина 3200 мм, что связано со стандартными размерами плит и максимальными размерами деталей корпусной мебели. В связи с последним не стоит забывать, что в большинство российских квартир с типовыми лестничными пролетами и отсутствием грузовых лифтов зачастую невозможно внести столешницу или боковину шкафа длиной более 3000 мм. Ширина каретки играет важную роль при раскрое крупноформатных плит. Чем шире каретка, тем лучше распределится вес плиты. Ещё один параметр - высота пропила. Для производства мебели чаще всего используются плиты ДСП двух толщин: в Европе 18 и 25 мм, в России - 16 и 22 мм. А это означает, что большая высота пропила будет актуальна, если планируется распиливать плиты пачками (пакетный раскрой). Отметим также, что высота пропила напрямую связана с диаметром основной пилы, а значит в большинстве случаев распространённого значения диаметра 300 мм вполне достаточно.

Нельзя не упомянуть о двух приспособлениях, полезных при распиле пакетов плит. Первое - специальный фиксатор стола каретки в необходимой позиции, который значительно упрощает загрузку листов. Второе - пневматический прижим, он позволяет надёжно «заневолить» тяжёлую пачку плит, что оператору вручную сделать практически невозможно. Правда, применение пневмоприжима уменьшает максимальную длину пропила на 100-200 мм.

Важно, чтобы размеру распиливаемых плит соответствовала суммарная площадь столов станка. Это рабочее пространство складывается в основном из площади неподвижного стола, а также опорного стола каретки, которая, кроме того, имеет специальную поддерживающую раму, перемещающуюся вместе с ней. Соответственно, чем больше общая площадь поверхности всех этих элементов, тем более крупные и тяжёлые детали можно распиливать на станке. Используются и другие, дополнительные столы, которые помогают избежать «провисания» плит большого формата, если площади основных рабочих столов всё же не хватает. Например, правый дополнительный (расширительный) стол позволит обрабатывать более широкие детали(продольный упор можно будет перемещать на большее расстояние). Также полезно наличие так называемого приёмного стола «на выходе» заготовки, предотвращающего падение деталей на пол. Если же станок интегрирован в автоматизированную производственную линию, то роль такого стола может играть приёмное устройство транспортёра, доставляющего деталь к следующему станку для дальнейшей обработки. Однако нужно помнить о том, что любой дополнительный элемент станка влияет на точность обработки деталей. Это касается и столов, так как позиционировать в одной плоскости большое их число очень сложно. Поэтому оптимальным специалисты признают вариант, когда площадей основных столов хватает для большинства размеров плит, распиливаемых на станке, а дополнительные столы используются только в случае крайней необходимости. Выбираемая мощность двигателя основной пилы пильного узла обязательно должна быть согласована с другой характеристикой станка - максимально возможной толщиной пропила, а также с предполагаемой средней плотностью обрабатываемых материалов. Первый параметр подбирается, исходя из того, как будут раскраиваться плиты на станке: по одной либо пакетами (пачками). В случае пакетного раскроя необходима большая мощность двигателя. А второй параметр уже учитывают сами разработчики пильных узлов, считая максимальной для древесных материалов плотность порядка 800 кг/м3. Отметим дополнительно, что большая мощность необходима также при раскрое плит из более плотных материалов, например таких, как ДБСП. Желательно, чтобы пильный узел предусматривал 2-3 частоты вращения основной пилы, это даёт возможность одинаково качественно раскраивать различные типы материалов. Так, например, для MDF рекомендуется большая частота вращения, чем для ДСП.

Общий параметр для большинства существующих станков - угол наклона пил. Как правило, пилу можно наклонять на угол от 0 до 45° (иногда даже от - 45 до + 45°). Этот показатель важен при из-готовлении мебели по индивидуальному заказу, например из цельной древесины или угловых секций кухонной мебели, когда существует необходимость пиления под углом. В значительно меньшей степени это актуально для пиления плитных материалов из ДСП, MDF и т. п. Чрезвычайно редко встречающаяся возможность наклона пил в диапазоне от - 46 до + 46° понадобится, например, при необходимости выбора трапециевидных пазов. Кроме основной, пильный узел станка может обладать подрезной пилой. Она необходима при работе с облицованными плитными материалами. Имея большую частоту вращения и его направление, сопутствующее направлению поступательного перемещения материала, подрезная пила выбирает в заготовке паз небольшой глубины и ширины. После этого основная пила может сделать пропил, не допуская сколов материала при выходе зуба пилы из заготовки.

Чаще всего пильный узел оснащается двумя двигателями: один для основной пилы, второй - для подрезной. Но иногда для подрезной пилы используют привод основного двигателя. Само собой разумеется, что в этом случае основной двигатель должен иметь мощность, превышающую стандартную для используемого типа материала. Кстати, при раскрое облицованных плит важным фактором является качество поверхности неподвижного стола. Чтобы при перемещении по нему облицованных заготовок исключить повреждение их пластей, стол полируют. Завершая тему, касающуюся производительности станка, отметим, что её снижение может возникнуть в случае простоя оборудования вследствие необходимости замены комплектующих. Чаще всего замены требуют износившиеся приводные ремни двигателей пильного узла. Если управляющие элементы станка и зажимы на упорах сделаны из пластмассы, то при неаккуратном обращении с ними они быстро сломаются и тоже потребуют замены. Убедитесь в том, что все необходимые комплектующие всегда имеются на складе у поставщика оборудования.

3.4 Срок службы станка

Срок исправной службы станка во многом зависит от срока службы его каретки. Каретки различают по тому, какой элемент обеспечивает их перемещение - ролики или шарики. Функционально оба варианта не отличаются друг от друга, и разница между ними может проявиться только при длительной эксплуатации. Каретки на шариковых подшипниках потенциально более точны, так как шар обладает большим числом степеней свободы и потому позиционирование каретки осуществляется лучше. В свою очередь, конструкции с роликовыми подшипниками потенциально более долговечны при больших нагрузках. Контакт ролика с направляющей происходит не в точке (как в случае с шаром), а по линии, что равномерно распределяет нагрузку и продлевает срок службы механизма. Поэтому каретки на роликовых опорах чаще используют для более тяжёлых станков, в которых подвижной стол значительно массивнее. Отметим также, что каретки на роликовых подшипниках, как правило, стоят дороже. Однако более важным оказывается не роликовая или шариковая основа, а качество исполнения самой каретки и надёжность направляющих на станине. Например, в каретках с опорой в виде роликов важно, чтобы поддерживающие ролики, препятствующие соскоку каретки, были сделаны (так же, как и основные) из металла, а не из пластика. Дело в том, что нагрузка на них может быть достаточно велика, особенно при установке подвижного стола на большую длину. Необходимо, чтобы и основные ролики были качественными, имели точную, правильную форму, поскольку дефекты их формы меняют распределение нагрузки на направляющую - с плоскостной на точечную. Это приведёт к неравномерному износу роликов, что повлечёт скорую потерю точности направляющей. Для сохранения работоспособности каретки имеет большое значение система защиты направляющих от попадания на них грязи и своевременная их очистка.

Говоря о сроке службы каретки, отметим, что на оба их типа производители станков дают сравнимый срок гарантии: до 5-6 лет. Как правило, каретки служат и дольше, если соблюдаются все требования по уходу за ними. Действительно, если каретка выполнена качественно, её долговечность будет зависеть только от условий эксплуатации и своевременного технического обслуживания.

4. Особенности конструкции форматно-раскроечных станков

Оборудование для раскроя бывает разных типов. Различают горизонтальные и вертикальные форматно-раскроечные станки, двухсторонние станки, раскроечные центры с и без ЧПУ. Начнём с рассмотрения горизонтальных форматников и определимся со способом их классификации. Дело в том, что единой, общепринятой классификации на текущий момент не существует. Все станки разнятся по рабочим параметрам, весу, мощности, степени автоматизации и прочему, и в сложившейся ситуации каждый производитель по своему усмотрению относит свои модели к тем или иным группам. В целях большего удобства сравнения, примем следующий подход к классификации горизонтальных станков:

- К первой группе отнесем так называемые стандартные модели станков. Условно их можно назвать станками «бизнес-класса». Такие модели имеются в линейках каждого производителя. Они проектируются для работы в одну смену по 8-10 часов. В их комплектацию включены все необходимые для эффективной, комфортной работы узлы и приспособления.

- Вторая группа - станки «эконом-класса», в которых в целях удешевления ряд функций моделей первой группы убран в опции, а некоторые узлы и конструкции упрощены. Вследствие таких упрощений уменьшаются и максимальные нагрузки допустимые для этих станков, поэтому они оптимально подходят для односменной работы не более 4-5 часов.

- Третья группа - станки, в которых производитель воплощает все передовые технологические наработки, не скупясь на их стоимость. Такие модели часто называют «топ-моделями в линейке». Благодаря такому подходу, эти станки выдерживают двухсменный режим работы крупных промышленных предприятий, и их часто называют поэтому «промышленными». После того, как выбрана классификация, рассмотрим сам форматно-раскроечный станок подробнее и отметим те его параметры, на которые при выборе форматника необходимо обращать особое внимание.

Станина

Станина является основной частью станка, его островом, на котором крепятся основные узлы. Точный по геометрии рез может быть получен только с «жесткой» станиной, которая будет «гасить» возникающие при работе станка вибрации. Также станина должна обеспечивать устойчивость станка на ровном бетонном полу. Максимальная устойчивость станка настолько важна, что иногда для повышения устойчивости используют специальные виброподушки. Немаловажную роль играет вес станины, а значит и станка в целом. Более тяжелые станины лучше поглощают вибрации от агрегатов, что сказывается не только на качестве реза, но и на длительности сохранения настроек станка. Однако неправильно выбирать станок лишь по его весу, так как некачественное изготовление агрегатов и узлов, например, неотбалансированные валы приводов или просчёты в прочности конструкции, сведут на нет все преимущества тяжелой станины. После сварки станина должна фрезероваться на обрабатывающем центре для достижения полной параллельности всех элементов крепления. Например, если станина отфрезерована некачественно, то будет крайне сложно, а зачастую и невозможно «выставить» каретку. Часто станина проходит специальную термообработку и процесс искусственного старения. На станину крепятся ключевые узлы и конструкции станка, главным образом столы и каретка.

Рабочие столы

Самым важным является основной неподвижный стол. Он несёт на себе функцию главной опоры для обрабатываемых заготовок. Соответственно, чем больше площадь основного стола, тем большую нагрузку сможет выдержать и весь станок (уменьшается удельный вес детали, который распределяется по станине). Большая площадь стола позволяет без труда раскраивать полноформатные листы ДСП (длиной 3200 мм). Очень важным фактором является качество поверхности столов. Удачное решение - отполированный рабочий стол, выполненный из чугуна. При перемещении плитных ламинированных заготовок по такому столу исключаются повреждения их пластей. Существуют и другие, вспомогательные столы, они служат для поддерживания деталей в процессе работы. Среди параметров этих столов важным является размер левого поперечного стола, который перемещается вместе с кареткой. Чем больше его габариты, тем более крупные по формату детали можно обрабатывать. В противном случае большие плиты будут «провисать», деформируясь, что приведёт к потерям точности реза. Правый стол служит для дополнительного поддерживания деталей. Чем он шире, тем на большее расстояние можно перемещать параллельный упор (соответственно длиннее должна быть направляющая для упора). Также важно наличие дополнительного столика «на выходе» заготовки. Размер этого столика не столь уж важен, главное, чтобы он предотвращал падение отрезанных частей заготовки. Чтобы выбрать станок с оптимальными параметрами столов, полезно заранее дать себе ответ на следующие вопросы: какой формат и вес деталей будет преобладать во время работы? Будет ли на производстве приоритетным пакетный или же штучный раскрой плит? Если детали будут большими и тяжелыми, рабочий стол большой площади и несколько дополнительных столов будут просто необходимы. Практика показывает, что чаще всего приходится выполнять работы по раскрою заготовок небольшого размера на ещё более мелкие. В этом случае роль параметра максимальной длины реза уменьшается, в то время как более важным становится значение ширины по параллельному упору (наибольшее расстояние между пилой и боковой базовой линейкой).

Параметры каретки

При выборе станка необходимо обращать особое внимание на устройство каретки (подвижного стола). Его конструкция должна обеспечивать раскрой с точностью около 0,1 мм на 1 метр реза. Причём, в идеале, такая точность должна сохраняться как через один день после настройки, так и после нескольких лет эксплуатации. Каретки обычно изготавливают из алюминиевого профиля, чтобы уменьшить их вес и облегчить труд оператора станка. Алюминий более пластичен, чем сталь или чугун, поэтому для предотвращения «скручивания» каретки от вертикальной нагрузки её, наподобие фермы, делают с большим числом внутренних перегородок (многокамерные каретки). Габариты станка напрямую зависят от максимальных размеров каретки. Чем больше ход каретки и масса основных узлов, тем более мощной должна быть станина. Существует два основных типа кареток: роликовые и шариковые. Полемика среди производителей форматок на тему того, какой из типов каретки предпочтительнее достаточно жаркая. Тем более что функционально оба типа не отличаются друг от друга. Перечисление всех «за» и «против» заняло бы не одну страницу, поэтому отметим лишь основные моменты. Роликовые каретки могут иметь либо круглые, либо плоские призматические направляющие. При такой конструкции контакт ролика со стальной направляющей происходит не в точке, а по линии, что равномерно распределяет нагрузку и значительно продлевает срок службы конструкции. Поэтому роликовые каретки чаще используют для тяжелых станков, в которых подвижной стол значительно массивнее. Шариковые каретки дешевле и, при прочих равных (большие нагрузки, качество изготовления каретки и прочее) имеют меньший срок службы, вследствие уже отмеченных технологических особенностей. Но для надёжной работы станка в одну смену даже при достаточно большой нагрузке вполне может хватить и такой каретки. Каретка на шариковых подшипниках, в отличие от роликовых систем, обладает способностью к самоочищению, грязь уходит в стороны, а не заминается роликами, поэтому возможна постоянная смазка каретки во время работы без опасения, что на смазку будет налипать излишняя пыль и стружка. Роликовые каретки часто рекомендуют эксплуатировать в сухом состоянии, так как смазка вызывает налипание грязи и пыли. В результате, металл, не покрытый защитной смазкой, коррозирует гораздо быстрее. В итоге, на первое место выходит качество исполнения каретки - этот параметр оказывается важнее, чем её конструкция. Например, иногда в роликовых каретках основные ролики делают из металла, но поддерживающие ролики, препятствующие соскоку каретки и расположенные под кареткой, из пластика, хотя нагрузка на них может быть велика, особенно при выдвижении подвижного стола на большую длину. Таким образом, хорошая шариковая каретка может прослужить гораздо дольше, чем дешевая роликовая и наоборот. К тому же на оба типа кареток производители дают гарантию до 5-6 лет и, как правило, каретки служат исправно как в течение этого срока, так и после, если соблюдать тот режим работы, для которого предназначен этот станок (согласно классификации, определённой в начале этой статьи). Важную роль играет базирование основы каретки на станине. Широкие базовые поверхности (фрезерованные площадки) станины, обработанные с высокой точностью за один установ, обеспечивают высокоточное позиционирование на них каретки и её настройку относительно стола и пильного узла. Необходимо обратить внимание на максимальную длину пропила каретки, которая определяет максимальные габариты распиливаемых деталей. Самым распространённым значением является 3200 мм. Это связано со стандартными размерами плит ДСП, ДВП или MDF, и максимальными размерами деталей корпусной мебели. В связи с последним не стоит забывать, что в большинство российских квартир со стандартными лестничными пролетами и отсутствием грузовых лифтов невозможно внести столешницу или боковину шкафа длиной более 3000 мм.

Ширина каретки играет важную роль, при чем при раскрое крупноформатных плит. Чем шире каретка, тем меньше удельное давление на её опоры, выше долговечность.

Подвижной стол каретки не должен царапать заготовку. От её геометрии зависит точность работы станка в целом, поэтому все профили каретки перед сборкой обрабатываются на центрах с ЧПУ. На производительности станка скажется и легкость хода подвижного стола. Для перемещения качественного подвижного стола потребуется значительно меньше сил оператора (особенно это будет заметно, после 1-2 лет эксплуатации).

Возможность зафиксировать стол каретки в необходимой позиции упрощает загрузку листов. Также в целях облегчения работы со станком как опция часто предлагается пневмоприжим заготовки (так называемая пневмобалка). Эта возможность актуальна при пакетном раскрое полноформатных деталей, когда оператор просто не в силах другим способом «заневолить» заготовки. С применением пневмобалки уменьшается длина пропила на 100-200 мм.

Пильный узел

Сам пильный узел по конструкции у всех рассматриваемых станков практически одинаковый. Различаются они главным образом по способу крепления, по мощности, размеру пил и числу скоростей вращения шпинделя.

Полезно выяснить, крепится ли пильный узел на станине или же на рабочем столе (с нижней стороны). Если к станине - она будет гасить любые колебания от мотора пилы, если же к столу - обидитесь, что стол достаточно массивный, а крепления пильного узла достаточно надёжные, иначе во время работы не избежать лишней вибрации. Например, хорошо, когда имеется длинный шпиндель, закрепленный двумя подшипниковыми опорами для большей стабильности. Привод, как правило - клиноременная передача.

Мощность 5,5 кВт достаточна для раскроя всех типов ДСП, а при необходимости сложных работ с деревом и обработке заготовок большой толщины, возможна установка двигателя мощностью 7,5 кВт. Но мощность двигателя не должна быть менее 4 кВт! В противном случае придётся даже для несложного раскроя уменьшать скорость подачи, что может привести к горению дисковой пилы и потере производительности.

Большая мощность необходима при пакетном раскрое и при раскрое плотных материалов (фанера, пластик, твёрдые породы древесины). В любом случае более мощный двигатель имеет больший срок службы, а значит, он увеличит ресурс всего станка при работе с максимальной нагрузкой.

Большой диаметр основной пилы актуален для мебельщиков при пакетном распиле (пачки листов). В большинстве других случаев диаметр 300 мм вполне достаточен. Параметр «посадочный диаметр пил», которые часто указывают производители, ключевой информации не несёт. Производители дисковых пил выпускают все «ходовые диаметры», поэтому этот параметр даже не был включен в таблицу.

Ещё один общий параметр для большинства существующих станков - угол наклона пил. Как правило, пилу можно наклонять на угол от 0 до 45° (иногда от -1 до +46°). Этот параметр важен при изготовлении индивидуальной мебели, например, из массива, или угловых секций кухонной мебели, когда существует необходимость пиления под углом. В значительно меньшей степени это актуально для пиления плитных материалов из ДСП, МДФ и т.п. Наклон пилы может осуществляться механически (вращением маховика) или с помощью электропривода (нажатием на кнопку).

При необходимости раскроя материалов с чистовой поверхностью, которую нежелательно класть непосредственно на стол, а также при столярных работах, например, при выборке трапециевидных пазов может быть полезна чрезвычайно редко встречающая возможность наклона пил в диапазоне от -46 до 46°.

От диаметра основной пилы напрямую зависит высота пропила. Обычно в параметрах станков указывают высоту пропила при вертикальном положении пил (0°) и при наклоне 45°. Высота пропила под углом 45° уменьшается примерно на 1/3 от высоты 0°.

Для производства мебели используются плиты ДСП двух толщин: тонкие (для изготовления полок и деталей, на которые не прилагается больших нагрузок) и толстые (для изготовления несущих стенок и тех деталей, на которые прилагаются большие нагрузки). В Европе принято использовать 18 мм и 25 мм, в России, в основном, 16 мм и 22 мм. Поэтому подавляющему большинству мебельщиков высота раскроя 40-50 мм достаточно. А это означает, что высота пропила будет актуально в том случае, если планируется распиливать пачки плит (пакетный раскрой) или работать с массивом.

Выбор частоты вращения основной пилы позволяет раскраивать разные материалы и варьировать скорость подачи. Желательно, чтобы на станке «бизнес-класса» было предусмотрено 3-4 частоты вращения, это даёт возможность одинаково качественно обрабатывать различные типы материалов. Так для массива рекомендуется меньшее значение этого параметра, чем для ДСП, а для МДФ - напротив, большее. Как правило, частота вращения меняется одеванием ремня на соответствующую пару шкивов. Смена ремня не должна представляет сложности, для этого в конструкции пильного узла, например, предусматривают специальный рычаг, который позволяет ослабить ремень одним движением.

Кроме основной пилы, пильный узел форматно-раскроечного станка должно обладать подрезной пилой. Она необходима при работе с ламинированными (кашированными) плитными материалами. Имея большую скорость вращения (около 8000 об/мин) и направление вращения сопутствующее направлению поступательного перемещения материала, подрезная пила фрезерует в заготовке паз небольшой глубины и ширины. После этого основная пила может сделать пропил, не допуская сколов и «вырыва» материала при выходе зуба пилы из заготовки.

От настройки подрезного узла напрямую зависит качество распила, поэтому важно, чтобы его регулировки были удобными. Хорошо, когда подрезной узел имеет возможность осевого перемещения пильного диска относительно основной пилы. Желательно, чтобы доступ к механизму регулировки был с внешней стороны станины станка, так как к механизмам регулировки, например, под рабочим столом доступ достаточно затруднён. Особенно это важно, так как подрезная пила должна затачиваться чаще основной.

Самое сложное в настройке подрезного узла - избежать «ступеньки» которая может появиться при распиле, для этого диаметр пилы и количество зубьев должны быть согласованы с частотой вращения. Удобно, когда есть возможность электронной настройки подрезного узла. Она позволяет регулировать высоту и положение пильного диска непосредственно с панели управления, вводя числовые значения. В этом случае точность настройки подрезного узла в горизонтальной плоскости составит 0,01 мм, что значительно улучшит точность пропила.

Мощность моторов подрезных агрегатов обычно 0,75 - 1 кВт. Этого вполне достаточно. Иногда для подрезной пилы используют привод основного мотора. Желательно при этом установить основной мотор мощностью превышающей необходимую для станков данного класса, с тем, чтобы отбор мощности на подрезку не сказывался на функционировании станка.

Упоры и линейки

Упоры служат в качестве направляющих во время распила. От того насколько точно упоры перемещаются и закрепляются, зависит качество обработанной на форматно-раскроечном станке детали. Упоры должны перемещаться по надежным направляющим и снабжаться высококачественными подшипниками скольжения.

Для того чтобы точно базировать заготовку в процессе работы упоры оснащаются специальными линейками. Различают разные виды упоров:

- Боковой параллельный упор обычно выполнен из алюминиевого профиля и закреплён на массивной чугунной направляющей (крайнее положение этой направляющей соответствует максимальной ширине распила). Упор должно быть нетрудно откинуть, чтобы распиливать заготовки большего размера, если не требуется раскрой «в размер». Параллельный упор должен иметь возможность регулироваться, для обеспечения строгой параллельности оси резания.

- Фронтальный упор устанавливается на подвижном дополнительном столе перпендикулярно оси резания. Обычно изготавливается из алюминиевого профиля квадратного сечения. Для выполнения угловых резов фронтальный упор должен иметь возможность поворачиваться относительно оси каретки. Фронтальный упор оснащается часто несколькими откидными упорами.

На линейках должны быть гравированные шкалы, они не стираются. Очень удобно, когда шкала расположена под некоторым углом в поле зрения оператора, т.е. наклонена в его сторону. Это позволяет легче устанавливать и проверять размер и уменьшает риск ошибки. Упоры с увеличительными стеклами (линзами) и даже с подсветкой позволяют оператору лучше разглядеть значение шкалы и точнее совместить положение упора с заданным размером на шкале.

Однако ещё удобнее, когда упоры оснащены электронными цифровыми индикаторами, которые сводят к минимуму вероятность ошибки оператора при выставлении размера.

Хорошо если в комплектацию станка входит специальная линейка для пиления под углом. Она позволяет раскраивать детали под углом без применения основной линейки на фронтальном упоре, которая установлена на 90° к линии реза для получения правильной геометрии заготовок. Но чаще этот узел предлагается в виде опции.

Система управления

Управление и настройка станка должны быть удобными и безопасными для оператора. Все возможные регулировки должны выполняться с внешней стороны станка, вне зоны пиления. Станки должны иметь защитные устройства, исключающие несанкционированный доступ к исполнительным органам. Система управления может быть как полностью механической, так и электронной (более дорогой). Современные системы на станках «бизнес-класса» позволяют автоматизировать подъем и наклон основной пилы, регулировку подрезного узла, контролировать информацию, поступающую от цифровых индикаторов на упорах и прочее. На производствах с частой сменой настроек по ходу работу станка такая возможность значительно экономит время. Некоторые станки, представленные в таблице, даже оснащены мощными системами управления с операционной системой и дисплеем (что более типично для «топовых» моделей). Использование недешевого компьютера позволяет, однако увеличить точность настройки узлов и уровень контроля за станком в процессе работы. Тем не менее, в вопросе выбора класса системы управления, в конечном счёте, многое зависит от культуры производства, уровня заботы о персонале, желания сократить время на непроизводительные операции и т.п.

Стоимость станка

В вопросе ценообразования существует несколько подходов. Часть производителей выставляют цены на станки в минимальной комплектации, предлагая потребителю самому выбрать необходимые для работы опции, зачастую не очень дешёвые. Иной подход - предлагать станок уже укомплектованный приспособлениями необходимыми при работе. Тогда указывается на станок в полной комплектации, что уменьшает вероятность ошибок при дальнейшем комплектовании станка.

Полезно заранее выяснить стоимость комплектующих для приобретаемого станка. Ведь часто бывает так, что экономия на стоимости самого станка при его покупке теряется после первого же ремонта. Кроме стоимости комплектующих, а также расходных материалов необходимо быть уверенным в том, что все они при необходимости будут в наличии на складе сервис-центра поставщика оборудования. Иначе убытки от простоя станка в ожидании прибытия необходимых для ремонта деталей выльется в дополнительные немалые расходы.

Дополнительные рекомендации

Ниже приведём общие рекомендации, следование которым поможет сузить круг рассматриваемых предложений и найти оптимально подходящий станок.

Прежде чем приступать к рассмотрению списка моделей, нужно решить следующие вопросы:

- Какой тип (ДСП, МДФ и пр.) и формат материала будет преобладать при работе? В результате станет ясна необходимые длина и высота пропила, мощность двигателя и размеры пил.

- Определить предполагаемую нагрузку на станок, а также требования к его оснащенности и качеству исполнения. Уточнить, будет ли преобладать штучный или же пакетный тип раскроя. Ответы на эти вопросы позволят выяснить, какой тип (с ручной подачей, центр с ЧПУ и т. д.) и класс («эконом», «бизнес» или «люкс») станка необходим.

Не стоит (в целях экономии) покупать модель более легкой серии, рассчитывая поработать и купить более дорогой позже: станок не справиться с нагрузками и подведёт раньше времени, от чего потери будут больше. Не следует брать станок на вырост: за то время эксплуатации, когда наступит ситуация и станок сможет быть загружен на 100%, более дешевый станок уже окупит себя, либо появятся более привлекательные модели. Нужно помнить также, что 50% успеха в работе форматно-раскроечного станка зависит от инструмента, который, как и станок, нужно выбирать в зависимости от целей и задач, не экономить на качестве и строго следить за ним при эксплуатации (своевременно их чистить, затачивать и пр.

...