Облицовывание кромок
Журнал "Фабрика Мебели", июль 2007г.
Дмитрий Герасимов
Этой статьей мы продолжаем описание устройства и конструкции кромкооблицовочных станков.
Несмотря на все ухищрения конструкторов разных фирм, серьезным недостатком узла нанесения клея-расплава в большинстве известных кромкооблицовочных станков всегда оставалась опасность его попадания в подшипники наносящего ролика, что приводит к немедленному отказу станка.
Нанесение клея выдавливанием
Для предупреждения такой ситуации и с целью исключения необходимости применения отдельного регулируемого привода вращения клеенаносящего ролика австрийская фирма Reich (Holz Her) в 1980 году предложила свою собственную систему нанесения клея-расплава на поверхность облицовываемой кромки.
Принцип ее действия изначально был основан на использовании массы клея-расплава сформированной в виде цилиндра (патрона), которая после расплавления наносилась одновременно на кромку детали и наклеиваемый на нее кромочный материал. Подача клея производилась путем его выдавливания на склеиваемые поверхности через несколько параллельных щелей, профрезерованных в полой детали, имеющей вид клина. В дальнейшем способ был доработан так, что появилась возможность применения гранулированных клеев-расплавов.
При работе такого устройства клеевой патрон помещается в специальную емкость, по сути, представляющую собой экструдер, и с помощью пневмоцилиндра проталкивается через обогреваемую решетку, где расплавляется. Затем клей через обогреваемые каналы под давлением того же пневмоцилиндра выдавливается из них и наносится на кромку детали и кромочный материал. При этом возможно производить нанесение клея или только на кромку, или только на кромочный пластик.
Такая конструкция имеет ряд достоинств. Например, узел не имеет вращающихся частей, расплавление клея производится только непосредственно перед нанесением, что предотвращает деструкцию при перегреве, зона расплавления практически герметична, что исключает выделение вредных летучих в атмосферу цеха, из-за малого объема клея, остающегося в зоне расплавления, упрощается переход на клей другого цвета. Еще одно преимущество - возможность создания предельно малого угла между облицовываемой кромкой и плохо гнущимся кромочным пластиком или рейкой из массива (12 град.). Именно поэтому станки фирмы Holz Her в стандартном исполнении дают возможность наклеивать рейку толщиной до 24 мм.
Но существуют и довольно серьезные недостатки. Так, открытые со стороны облицовываемой кромки срезы сопел наносящего устройства не препятствуют его свободному вытеканию из них при отсутствии заготовки, затруднено регулирование подачи клея - и то, и другое приводит к увеличению его расхода. Кроме того, удельная стоимость клея-расплава, поставляемого в патронах выше, чем гранулированного.
Не секрет, что во всем мире наиболее интересные для рынка технические решения немедленно заимствуются другими изготовителями несмотря даже, на самую строгую патентную защиту. Так произошло, например, и с самим принципом облицовывания кромок с использованием клея расплава, разработанным в Германии Е.Хорнбергером. Но конструкция узла нанесения фирмы Holz Her никогда не была повторена ни одним другим изготовителем кромкооблицовочных станков. И это косвенно свидетельствует об отсутствии нее существенных преимуществ.
Полиуретановые клеи-расплавы
В последние несколько лет рынку предлагаются и кромкооблицовочные станки в которых используются плавкие клеи на основе полиуретанов (PUR).
Это однокомпонентные клеи, специально разработанные для облицовывания кромок, обеспечивают большую стойкость клеевого шва к высоким и низким температурам, воде и пару за счет сочетания в них свойств обычных клеев-расплавов со свойствами реакционных клеев.
В полиуретановых клеях-расплавах помимо физического отверждения при охлаждении, обеспечивающего необходимую начальную прочность приклеивания, под влиянием влаги происходит химическое отверждение. Изоцианатные группы, находящиеся в структуре клея, под действием влаги образуют поперечные связи, преобразуя клеевой шов в материал с трехмерной структурой. Скорость сшивки зависит от химического состава полиуретанового клея, температуры и влажности окружающей среды и склеиваемых материалов. Полное отверждение длится от двух до пяти суток. По окончании образования поперечных связей клеевой шов проявляет стойкость к воздействию тепла и холода в диапазоне минимум -30°С до +150°С.
Поскольку полиуретановые клеи по самой своей сути не могут не взаимодействовать с влагой, находящейся в воздухе, то работать с ними и хранить их следует только в воздушной среде со строго выдерживаемыми параметрами. В отличие от клеев-расплавов на основе этиленвинилацетата (EVA), полиуретановые клеи являются термореактивными и при повторном нагреве (после длительной выдержки) уже не расплавляются. В сочетании с высокой прочностью застывшего клея это создает существенные трудности при очистке клеенаносящих органов станков, а также удалении даже незначительных остатков клея при длительных перерывах в работе. Становится сложнее удалять и клей, попавший на пласти мебельных заготовок.
Поэтому обычные расходные емкости (клеевые бачки) и устройства для нанесения для них не годятся. Используются специальные системы, исключающие доступ воздуха к поверхности клея, имеющие кардинальные отличия от использовавшихся ранее.
До последнего времени PUR-клеи поставлялись в блоках большого объема и подавались в станок из герметичных плавильных станций, размещавшихся на полу возле станка. Бачки с клеенаносящей головкой для PUR-клея при длительной остановке станка должны храниться в емкости с азотом - для предотвращения и остановки реакции полимеризации.
Цена PUR-клеев на сегодняшний день выше цены EVA-клеев, и экономически оптимальным решением было бы применять их только для тех деталей, где это действительно оправдано, и только на производствах большой мощности где обеспечивается их непрерывная загрузка в течение смены.
Поэтому можно считать, что пока кромкооблицовочные станки в которых используются полиуретановые клеи для отечественных предприятий - скорее, экзотика.
Удаление продольных свесов
Вне зависимости от того, какой клей применяется для облицовывания кромки щитовой заготовки, и вне зависимости от вида кромочного материала (полосовой или рулонный пластик, натуральный шпон, рейка из массива), после наклеивания он будет иметь свесы по длине и ширине заготовки. Точно совместить кромку и кромочный пластик при облицовывании - невозможно.
Удаление продольных свесов заподлицо с плоскостью кромок детали, расположенных перпендикулярно к облицовываемой, производится путем их отпиливания.
Эта операция производится двумя пилами, установленными на шпинделях двух суппортов, работающих отдельно друг от друга.
Каждый из них включает двигатель, непосредственно на валу которого установлена пила, упор для соединения суппорта и обрабатываемой детали, и механизмы перемещения суппорта вместе с деталью и пилы относительно нее, оснащенные соответствующими пневмоприводами.
Во всех известных сегодня кромкооблицовочных станках первым (по подаче) расположен суппорт для удаления продольного свеса у задней кромки заготовки, а второй, соответственно, удаляет свес на передней.
Разными изготовителями станков используются несколько конструкций таких суппортов: с нижними или верхними горизонтальными направляющими, с направляющими в виде двух скалок, расположенных наклонно, или с качающимися параллелограммными рычагами с вертикальными или горизонтальными осями вращения.
При работе станка оба суппорта находятся в позиции ожидания - их пилы отодвинуты назад и не мешают проходу заготовки. При этом упор второго суппорта находится на линии движения заготовки, пересекая ее. При начале подачи детали, после наклеивания кромочного пластика, по сигналу системы управления станком первым включается в работу второй суппорт. Передняя кромка заготовки достигает его упора и давит на него, сообщая всему суппорту движение по направляющим, преодолевая сопротивление пневмоцилиндра - суппорт сцепляется с деталью. В это время расположенный на нем шпиндель с пилой совершает движение перпендикулярно облицовываемой кромке и отпиливает свес. Точное отпиливание заподлицо с передней поперечной кромкой достигается за счет предварительной настройки. По окончании рабочего хода пила автоматически возвращается назад, упор расцепляется с кромкой заготовки и выходит из зоны ее движения, после чего суппорт вместе с упором возвращаются в исходное положение.
Отличие в цикле работы суппорта для отпиливания свеса кромочного материала у задней кромки заготовки состоит в том, что когда она пройдет мимо него, то по сигналу системы управления упор выдвигается в рабочую позицию. Затем, под действием пневмоцилиндра суппорт догоняет заготовку и, постоянно контактируя с ней этим упором, начинает двигаться вместе с ней. В это время пила совершает поперечный рабочий ход и отпиливает свес кромочного материала.
Стремление упростить и удешевить конструкцию этих узлов, повысить их надежность, привело к наиболее широкому распространению таких суппортов с наклонными скалками, в которых ход пилы при удалении свеса совершается сверху вниз или снизу вверх. При этом сцепление и расцепление упоров с заготовкой происходит за счет кинематики самого устройства, что исключает необходимость использования второго пневмоцилиндра для поперечного перемещения пилы. Но такие суппорты используются только при относительно малых скоростях подачи (до 20 м/мин).
Используемые для удаления свесов пилы имеют одностороннюю заточку - их плоская сторона прилегает к заготовке. Это необходимо для того, чтобы на поперечных к облицовываемой кромке не оставалось рисок.
Настройка суппортов выполняется так, что удаление свесов продольной (более длинной) кромки детали при еще необлицованных поперечных, пилы выполняют рез строго перпендикулярно ей. Когда поперечные кромки уже облицованы, пилы разворачиваются на угол от 5 до 15°. В наиболее простых станках этот поворот производится вручную; в более сложных и дорогих - автоматически, по команде оператора с пульта управления.
Производительность кромкооблицовочного станка
Суппорты для удаления продольных свесов кромочного материала (на жаргоне отечественных станкостроителей - "догонялки" и "погонялки") представляют собой классические суппорты сопровождения. Кинематика их работы достаточно сложна. Например, работающий на высокой скорости подачи и с полной загрузкой кромкооблицовочный станок обрабатывает в среднем около 900 деталей в час. Ровно столько же движений совершают и суппорты для удаления продольных свесов. Это требует от их конструкции особо высоких показателей надежности и долговечности.
Наименьшее время цикла срабатывания суппорта-догонялки определяет минимальный возможный разрыв между передней и задней кромками следующих друг за другом заготовок в станке.
В свою очередь, от величины этого разрыва непосредственно зависит производительность станка, рассчитываемая по формуле:
 , деталей в час, где:
Vпод - скорость подачи станка, м/мин;
Lcр - средняя длина облицовываемых кромок, рассчитываемая на партию деталей, м;
Lр - величина минимально допустимого межторцевого разрыва между заготовками, указываемая в технической характеристике станка, м;
60 - число минут в часе;
Ки - коэффициент использования (0,75).
При ручной загрузке кромкооблицовочного станка точная величина минимального разрыва между деталями может не соблюдаться. При этом система защиты станка не дает сигнала на срабатывания суппортов сопровождения и свесы на деталях впоследствии удаляются вручную. Поэтому в более сложных и дорогих станках используются устанавливаемые на входе в станок специальные дополнительные устройства в виде подъемных упоров, запрещающие подачу заготовки вперед, до ее захвата механизмом подачи, если этот разрыв не соблюден.
В 80-х годах получил распространение способ облицовывания профильных кромок постформинг, что заставило конструкторов кромкооблицовочных станков разработать устройства для удаления продольных свесов заподлицо по поперечному профилю этой кромки. В них используются не пильные суппорты сопровождения, а суппорты с фрезами. О них и их особенностях - в следующем номере журнала.
|
