Перспективное оборудование

Перспективное оборудование для производства изделий из древесины формируют из технологических модулей, представ­ляющих собой сочетание агрегатных унифицированных меха­низмов, способных работать в автоматическом режиме без участия человека. Группа модулей, связанных между собой функциональной связью, последовательно выполняющих ряд технологических операций, образует технологический комплекс. Технологический комплекс может осуществлять операции це­лой стадии технологического процесса: раскроя, механической обработки, отделки и т. п. Оборудование совершенствуется по принципу действия и методу управления. Управление производ­ственным оборудованием совершенствуется от простейших ана­логовых механических систем (кулачки, копиры) до числового управления (ЧПУ) с использованием ЭВМ. и микропроцессор­ной техники. Это позволяет хранить и перерабатывать большие объемы информации, вести параллельно вычисления, формируя программы управления ходом процессов в оптимальных режи­мах. Автоматизация производственных процессов, в дальней­шем полная замена человека роботом, ставит специфические задачи синтеза двигательных и управляющих систем. Задачи усложняются тем, что необходимо обеспечить управление и ис­полнение операции в определенный период времени с учетом динамики механических систем. Блок-схема промышленного робота включает связанные между собой три системы: двига-

 

 

тельную, информационную и управляющую. В производстве ис­пользуются три поколения роботов, которые различают по сле­дующим характеристикам:

7-е поколение — движение задается программой или опера­тором;

2-е поколение — преобразование принятой информации и управляющих импульсов с помощью сенсоров (чувствительных устройств);

3-е поколение — воспроизводит движение рук и ног чело­века; сенсорная система позволяет накапливать в памяти боль­шое количество информации и оперативно принимать решения без предварительного программирования.

Роботы третьего поколения способны приспосабливаться к простейшим изменениям условий — адаптироваться и обеспе­чивать оптимальное протекание технологического процесса. В производстве изделий из древесины робототехнические си­стемы необходимы в качестве локальных средств загрузки обо­рудования, укладки и транспортирования заготовок, сборки сборочных единиц и обслуживания складов. На этих участках пока преобладает ручной труд. Роботизация этих участков спо­собствует организации безлюдного производства — предприя­тия, на котором полностью исключен ручной труд благодаря комплексной автоматизации основного технологического цикла изготовления продукции. На таком производстве будет занято в ю—100 раз меньше работающих, чем на современном произ­водстве. На основании анализа роботизации мебельного произ­водства выявлены типы роботов по их назначению: роботы-за­грузчики плит; роботы-штабелеры плит; роботы-штабелеры щитовых заготовок; робот-формировщик пакетов в линиях об­лицовывания; робот-загрузчик брусковых заготовок; робот-штабелер брусков; робот-штабелер пакетов; робот для окраски распылением сложных изделий; транспортная робокара с авто­матическим адресованием; робот-комплектовщик. В отечествен­ной мебельной промышленности робототехнические принципы используют только для автоматизации загрузки и выгрузки за­готовок (МОБ-2). Необходимо создание робототехнических си­стем для сборочных работ. Один робот в мебельном производ­стве заменяет 15 рабочих. В перспективе предусматривается создание оборудования для обработки материалов новыми, бо­лее прогрессивными методами: лазером, струей, ультразвуком и т. п. Некоторые виды оборудования создаются в содруже­стве стран СЭВ. В Японии формируются автоматизированные комплексы предприятий, работающих по гибкой технологии в сочетании с системами УСУП, САПР, АТПП и АСУТП. Соз­даются автоматизированные системы настройки станков и ли­ний, управления ходом технологического процесса с адапта­цией технологических модулей и комплексов к оптимальным

 

технологическим режимам. Имеются автоматизированные си­стемы испытания и контроля качества фанеры, плит, брусков, строительных конструкций. Имеется оборудование, действую­щее на принципах лазера. Слово лазер образуется из началь­ных букв английских слов, означающих усиление света в ре­зультате вынужденного излучения. Для представления о воз­можностях использования лазерной техники в деревообработке рассмотрим принцип ее действия.

Вынужденное световое излучение происходит при столкно­вении кванта с электроном, находящимся на верхнем энергети­ческом уровне и отдающим дополнительный квант энергии при переходе на нижний уровень. Усиление света получается за счет того, что первый квант — возбудитель вместе с проявлен­ным квантом сталкивается последовательно с 2™ атомами пути в активном веществе. Чем длиннее этот путь, тем более мощ­ный луч излучает лазер. Лазеры бывают твердотельные и газо­вые. В твердотельных лазерах активным веществом являются кристаллы рубина, граната, в газовых —углекислый газ СО₂. Фокусирование светового потока до размеров 10~⁴ см² поз­воляет сосредоточить мощность до 1 МВТ/см², которой доста­точно для создания условий образования плазмы. В настоящее время создаются автоматизированные лазерные технологиче­ские комплексы (АЛТК), которые могут использоваться при раскрое плитных материалов, изготовлении декоративных эле­ментов, включая резьбу. В деревообработке целесообразно ис­пользовать импульсные лазеры с частотой до 500 Гц, мощ­ностью 350—450 Вт. При обработке древесины АЛТК не ис­пользуют традиционные режущие инструменты. Это позволяет создать гибкую технологическую систему, при которой можно без затрат времени переходить на новые виды изделий.

Автоматизированный лазерный технологический комплекс включает лазерный излучатель, внешнюю оптическую систему, системы перемещения луча лазера, управления лазером, управ­ления ходом технологического процесса с математическим обе­спечением. На рис. 170 показана схема АЛТК для раскроя ли­стовых материалов. В США разработана лазерная система для лесопильных заводов. Она обеспечивает безопилочное резание со скоростью 24 м/мин с точностью ±0,05 мм. Имеются искус­ственные излучатели упругих колебаний от вибрации до ультразвуковых. Упругие колебания способны распростра­няться в материальной среде, неся с собой энергию, которую с помощью концентратора можно сосредоточить в малом объ­еме. В зависимости от частоты упругие колебания принято условно дифференцировать на следующие виды: инфразвук при частоте до 20 Гц, звуковые —от 20 до 20 кГц; ультразвуко­вые—от 20 кГц до 100 МГц; гиперзвуковые —выше 100 МГц. Как установлено, на свойства твердых материалов оказывают

 

 

 

 

сильное воздействие ультразвуковые колебания с частотой 80 кГц. При этом снижается модуль упругости материала: ма­териал становится пластичным. Чем выше частота упругих ко­лебаний, тем более глубокое воздействие она оказывает на свойства материалов. С помощью ультразвука легче обрабаты­ваются хрупкие материалы. Ультразвуковые установки могут использоваться для пробивки отверстий сложной формы, сме­шивания и пропитки древесины, интенсификации склеивания, распыления, впрессовывания фурнитуры, выравнивания поко­робленных деталей безопилочного резания, вырубки сложных

 

Рис. 170. Схема автоматизированного лазерного технологического комплекса

(АЛТК)

 

 

профилей. Ультразвуковые установки могут работать с преоб­разователями различных принципов действия: электромагнит­ных, пьезоэлектрических, гидродинамических газовых сирен и механических вибраторов. Ультразвуковые устройства широко используются для контроля качества и свойств материалов. Предполагается использовать ультразвуковые колебания в ав­томатизированном контроле фанеры, досок, древесностружеч­ных плит, клееных строительных конструкций, для приготовле­ния клеевых композиций, разжижения лаков. В деревообра­ботке широко используются переместительные механизмы, обеспечивающие поточность в виде роликовых конвейеров с приводными секциями. Эта задача может решаться проще. Ме­ханический привод секции заменяется пневмо- или гидроцилин­дром, приподнимающим одну сторону секции с грузом. Благо­даря возникающему наклону груз под действием гравитации

 

 

 

перемещается к началу следующей секции и т. д. Варианты переместительных устройств для организации поточного произ­водства в деревообработке показаны на рис. 166. Оборудование для установки бесшурупной фурнитуры в мебельном производ­стве тип МУФ является перспективным, но требует дальней­шего совершенствования.

 

⇐ Предыдущая41424344454647484950Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: