板式家具零部件的成組加工

1、第21卷第3期Vol.21No.3木材工業(yè)CHINAWOODINDUSTRY2007年5月May2007討論與建議板式家具零部件的成組加工韓維生1,2,吳智慧1(11南京林業(yè)大學(xué)木材工業(yè)學(xué)院,南京210037;21西北農(nóng)林科技大學(xué)機電學(xué)院,陜西楊陵712100)摘要:分析板式家具零部件成組加工的應(yīng)用現(xiàn)狀,總結(jié)鉆孔工序常用的成組加工方法,并探討板式家具零部件的分類編碼系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:板式家具;目測法;成組加工;編碼系統(tǒng);時間研究中圖分類號:TS664103文獻標識碼:A文章編號:100128654(2007)0320027203GroupMachiningforWood2basedPanelPar

2、tsHANWei2sheng1,2,1(11CollegeofWoodScienceandTechnology,210037,Jiangsu,China;21CollegeofMechanicaland&FUniversity,Yangling712100,Shaanxi,China)Abstract:Thisthecurrentstatusofgroupmachiningtechnologyasappliedtothepanelfurniture1Italsodiscussesthecommongroupmachiningmethodsoftheboringprocessandcod

3、ingsystemforfurnitureparts1Keywords:panelfurniture;visualmethod;groupmachining;codingsystem;timestudy成組技術(shù)(GT)是以零件結(jié)構(gòu)形狀和工藝上的相似性等為標志,將所有的產(chǎn)品零部件分類分組,組織和管理多品種、中小批量的生產(chǎn)技術(shù)。成組技術(shù)的實質(zhì)是零件組專業(yè)化生產(chǎn),也是柔性生產(chǎn)、大規(guī)模定制等先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)。板式家具是以各種定厚的木質(zhì)人造板為基材,通過五金連接件接合而成的板件結(jié)構(gòu)家具,應(yīng)用成組技術(shù)有其獨特的條件,但目前由于對板式家具生產(chǎn)中的成組技術(shù)缺乏研究,在某種程度上阻礙了相關(guān)技術(shù)的研究進展。因此

4、,研究板式家具生產(chǎn)中的成組技術(shù)具有重要的意義。1板式家具的零件分組與成組加工方式組工藝的分類編碼進行產(chǎn)品設(shè)計和零件選擇。隨著零件分類系統(tǒng)的不斷完善、數(shù)控技術(shù)與計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,成組技術(shù)已擴展到了產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、工藝裝備制造、生產(chǎn)計劃、勞動組織、設(shè)備選擇和布置等整個生產(chǎn)系統(tǒng),具有零件成組、工藝成組、機床成組、工藝裝備成組、工人成組和計劃編制成組的特點2。同其他制造業(yè)一樣,板式家具生產(chǎn)中的成組技術(shù)也始于成組加工。零件分組是根據(jù)設(shè)計或加工的需要,把系列化產(chǎn)品的不同零件,按其工藝和結(jié)構(gòu)形狀等的相似性劃分為組。零件分組的方法有生產(chǎn)過程分析法、目測法和編碼法等2。其中,生產(chǎn)過程分析法與設(shè)備的成組布

5、置相關(guān),比較容易實施;但目測法是目前板式家具生產(chǎn)企業(yè)劃分零件組的主要方法,即由人工憑經(jīng)驗和目測,把形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)和工藝方法等相似的零件,先按加工設(shè)備分類,再按加工工藝的相似性分組。與此法近似,且經(jīng)常結(jié)合在一起應(yīng)用的還有名稱/功能法,即根據(jù)零件的名稱或功能,憑經(jīng)驗進行分組。目測法比較簡單,但因涉及的零件數(shù)有限,應(yīng)用有一定的局限性,而名稱/功能法也不是很有效3。27成組技術(shù)經(jīng)歷了成組加工成組工藝成組技術(shù)成組設(shè)計、工藝、生產(chǎn)成組工程的發(fā)展歷程1,其主要內(nèi)容包括:對所有零件分類編碼并劃分組,建立成組機床、成組生產(chǎn)單元和成組流水線,再按照成收稿日期:2006208204;修改稿:2007204213(

6、),男,南京林業(yè)大學(xué)博士研究生,西北農(nóng)林作者簡介:韓維生1966科技大學(xué)講師。Vol.21No.3CHINAWOODINDUSTRYMay2007目前板式家具零部件的成組加工主要有2種方式:一是單機成組加工,指在一臺設(shè)備上組織相似零件的成組加工,一般把加工方法、安裝方式和機床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組,如六排鉆的插入式鉆孔法;其次是生產(chǎn)單元成組加工,即按一組或幾組工藝相似零件的共同工藝路線來配備和布置設(shè)備,是完成相似零件全部工序的生產(chǎn)組織形式,如六排鉆與六排鉆、六排鉆與三排鉆的組合。由于一些家具企業(yè)仍然憑經(jīng)驗制定零部件的生產(chǎn)工藝流程,既沒有明確工藝路線,也沒有分析成組工藝流程,因此無法應(yīng)用成組

7、加工的高級形式,即成組生產(chǎn)線和成組車間。2板式家具零部件各工序的成組加工1)開料:用裁板中心連續(xù)對同一種板材開料,可與槽寬一致,則可以減少銑床開、關(guān)機和銑刀的更換次數(shù),縮短調(diào)機時間。5)膠壓:曲面相同的抽屜面板,先整體膠壓,再鋸切成一定的規(guī)格。厚度一致、幅面規(guī)格不同的板件同時膠壓時,為了使受力均衡,應(yīng)合理擺放板件的數(shù)量和位置。6)裝配:對稱設(shè)計的形狀與結(jié)構(gòu),可以減少加工與裝配時的無效動作和識別時間。如對稱設(shè)計的柜內(nèi)擱板,兩對邊都進行封邊處理時可以方便安裝,延長零部件使用壽命。7)砂光:連續(xù)加工同一厚度的板件,可以減少砂光機調(diào)機時間。若板件的寬度小于砂帶一半,可以多件同時加工。,。以減少裝箱次數(shù)

8、。在允許范圍內(nèi),還可將幾件相同的板材疊放,按照裁板圖,使用綜合下料法,簡化裁板圖的設(shè)計,率;,會使,或邊條余料過于細長而需要不斷清理鋸路,不但影響生產(chǎn)效率,而且容易導(dǎo)致操作失誤。有些斜邊板件可以成對套裁,先用裁板中心加工成(長)方形,再由推臺鋸鋸切斜邊。2)鉆孔:合理設(shè)計孔數(shù)和孔位,使之形成有效組合,可減少工步數(shù)量。若板件幅面規(guī)格相同且孔位一致,在鉆孔時可以縮短鉆座定位時間。連續(xù)加工同一厚度的板件,可以節(jié)省水平鉆座Z軸的定位時間,減少垂直鉆座鉆頭的調(diào)節(jié)次數(shù)。3)封邊:連續(xù)采用紙質(zhì)或PVC封邊條時,可以減少調(diào)整切刀的次數(shù)。規(guī)格相近的板件,若加工邊的鄰邊長度相近,則可以減少調(diào)節(jié)平衡桿的次數(shù)。厚度大

9、于或小于38mm的板件,無論其幅面規(guī)格尺寸如何,可以使用同一封邊機,并分別采用不同的輸送速度,以縮短調(diào)機和控制封邊條高度的時間,減少更換封邊條的次數(shù),克服由于上述變化帶來的質(zhì)量波動。由于連續(xù)式封邊機對最小封邊長度有一定的要求,對門條(寬4060mm)等狹長板件,采用開料(連開)封邊鋸切的程序,即先裁板加工成寬度為10001200mm,對其封邊后再鋸切成門條,可以降板式家具零部件的顯著特點是,板材上往往有許多排孔,而且孔的類型和組合多樣,需運用不同的方法加工而成,因此重點研究鉆孔工序的加工方法十分必要。311三排鉆的典型加工方法1)往返鉆孔法:對于兩端對稱、側(cè)邊有孔的板件,可以先將板件從機器前方

10、向后傳遞加工,再從機器后方向前傳遞加工。三排鉆在主操作位置的左側(cè)前后共有2個定位裝置,可以交替調(diào)整使用。2)交叉鉆孔法:適用于床側(cè)欄、床尾欄、背拉條等兩端對稱且狹長的零件。具體方法是:主操作手加工板件的某一端時,輔助工人將另一塊板件調(diào)頭,然后交給主操作手;或?qū)⒓庸ね戤叺陌寮胖糜诳ò迳?交叉進行鉆孔,直至將一批零件加工完畢。交叉鉆孔法可充分利用機器的功能和時間。3)三排鉆通孔鉆孔法:對三聚氰胺板,為了避免孔口處加工表面被損壞,可將2塊板件重疊起來,進行正反兩面2次加工。312六排鉆的典型加工方法1)并行鉆孔法:對于需要2次以上鉆孔的板件,可以采用并行加工方法,即2臺六排鉆成組,同時裝機、調(diào)機,

11、分別加工同一批板件。此法常在生產(chǎn)任務(wù)少或?qū)r間要求緊急時采用。2)插入式鉆孔法:一個復(fù)雜的零件往往需要經(jīng)過多次鉆孔加工,在其加工過程中,可以插入另一種局部結(jié)構(gòu)工藝特征相似的板件進行鉆孔。如一套家低封邊的難度,并提高加工效率。4)型面、型邊與槽口的加工:弧型、圓角半徑一致的工件連續(xù)加工,可以減少銑刀的更換次數(shù)甚至使用數(shù)量。型邊一致,可以縮減模板的使用數(shù)量。槽位28第21卷第3期木材工業(yè)412零件編碼的問題2007年5月具的隔板與其擱板的局部孔位結(jié)構(gòu)相同,可在加工完隔板端部的連接孔后,插入擱板的加工,再繼續(xù)加工隔板的其他孔。插入式鉆孔法利用了零件的相似性,通過合理安排作業(yè)排序,減少了作業(yè)轉(zhuǎn)換次數(shù)。

12、3)配對板件鉆孔法:左右旁板或頂(底)板、擱板、面板往往是配對使用、同批次加工的,目的是減少調(diào)機時間和搬運時間,加工時要加以適當標記。4)對稱板件鉆孔法:對稱板件可以不分孔位前后,一次加工完畢;也可以只裝一半數(shù)量的鉆頭,分兩次將孔加工完畢。后者適用于批量少的情況,可使裝機和加工總時間縮短。5)不對稱板件鉆孔法:有些不對稱板件的加工方法可類似對稱板件,進行一次或兩次鉆孔,但要分辨孔位,兩次鉆孔時要工步轉(zhuǎn)換。6)單機沉孔鉆孔法:板件正反兩面的孔是具有同一軸線的沉孔時,可一次調(diào)機,先鉆小直徑孔,大直徑孔。7):,加工時要在壓板上加一塊小墊板(可由5mm厚中密度纖維板制作)。若批量較小,可采用短長度鉆

13、頭進行2次鉆孔。8)兩面孔鉆孔法:對兩面具有同樣孔的板件,可家具的成組編碼尚在探索之中4,建立完善的分類編碼系統(tǒng)面臨很多實際困難。首先是家具零件、設(shè)備、連接件、結(jié)構(gòu)等的名稱沒有標準化,其次是企業(yè)不重視生產(chǎn)流程分析,缺乏零部件加工的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),忽視對零部件的結(jié)構(gòu)和工藝特征的分析。在成組技術(shù)中,分類是編碼的基礎(chǔ),編碼必須建立在分析結(jié)構(gòu)與工藝特征的基礎(chǔ)上。板式家具生產(chǎn)中,零件與部件沒有嚴格的區(qū)分。目前板式家具的零部件分類為:1)按基材種類,分實心和空心板件;2)按板材或板件表面貼面與否,分素板和貼面板;3)按板件形狀,分平直板件和異型件;4)按板件功能,;5)按在、面板等;6)按標準化,、相似件、復(fù)雜

14、件,上述。413零件編碼的策略1)采用編碼法劃分零部件組時,應(yīng)檢查材料名稱、家具及其零部件的名稱、結(jié)構(gòu)與工藝名稱、設(shè)備名稱等是否標準化;2)結(jié)合需要,調(diào)查企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備、刀具、產(chǎn)品及零部件、加工方法、工藝流程等,建立相關(guān)的企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫;3)通過時間研究促進成組技術(shù)。時間研究是一種作業(yè)測定技術(shù),在時間研究中需要劃分各個操作單元5。操作單元及其時間消耗,與零件的結(jié)構(gòu)特征及工藝特征密切相關(guān),而零件的結(jié)構(gòu)特征和工藝特征,正是成組技術(shù)中零件分類編碼的依據(jù),分析各種孔及其組合的結(jié)構(gòu)、工藝特征及其相似性,對板式家具零件編碼尤其重要。因此,通過時間研究,對零件特征、操作、工步進行對應(yīng)分析,對促進成組技術(shù)的應(yīng)

15、用必將起到有力的推動作用。參考文獻:1許香穗,蔡建國.成組技術(shù)M1北京:機械工業(yè)出版社,200312蔡世馨,于曉霖.現(xiàn)代生產(chǎn)管理M1大連:東北財經(jīng)大學(xué)出版以一次裝機、調(diào)機,兩次加工。綜上可知,板式家具的鉆孔工序中可利用零件成組或設(shè)備、工裝成組來安排成組加工,而對沉孔、通孔及兩面孔,為保證統(tǒng)一的加工基準,不宜采用成組單元的加工方式。4對板式家具成組技術(shù)中零件編碼系統(tǒng)的思考411零件編碼的意義編碼是按照特定的規(guī)則,用字符描述、標識零件的過程。在圖紙管理、企業(yè)資源計劃(ERP)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、條形碼技術(shù)(BCT)、時間研究等方面,都面臨零件編碼或編號的問題,不同的目的必然導(dǎo)致不同的編碼方案。在成組技術(shù)中,零件編碼分組是“以數(shù)代形,按數(shù)歸組”,即利用適合企業(yè)生產(chǎn)特點的零件分類編碼系統(tǒng),對企業(yè)生產(chǎn)的零件進行編碼,然后按一定的準