Техническое оснащение мебельной отрасли растет. Быстрее, выше, сильнее и так далее. Мы дошли до того, что некрупным мебельщикам советуют вместо форматно-раскроечного станка брать форматно-раскроечный центр. Но не все продавцы могут объяснить, в чем выгода от такого приобретения.
Опыт зарубежных фабрик говорит, что подавляющее число распила они делают на форматно-раскроечных центрах с ЧПУ (ФРЦ/пильный центр/распиловочный центр). На компактных ФРЦ с небольшим вылетом пильного диска, где пилят по 1–2 листа. Рядом с центром стоит подъемник, поэтому для работы достаточно одного оператора. Он и лист загружает, и детали уносит. Форматно-раскроечные станки используют для оперативных подпилов и специфических задач вроде пиления под углом.
ФРС Martin T75 Prex
ФРЦ с ЧПУ китайского производства стартует примерно с 2,5 млн рублей, за эти деньги можно купить две навороченные форматки с сенсорным управлением, интеграцией с БАЗИСом, принтером и сканером, и еще останется (хотя есть форматки типа Martin T75 Prex, которые дороже пильного центра). Тем не менее, в этом противостоянии чаще выигрывает пильный центр. Значит, дело не только в цене.
Принято считать, что центр нужен, когда есть большой объем. Это не всегда так, потому что сейчас мы больше зависим от оператора ФРС, от остроты его глаза, от того, как он настраивает станок и организует работу.
Посмотрим, в чем пильный центр сильнее с точки зрения конструкции, квалификации персонала и удобства работы. На основную «фишку» центра, пакетный раскрой, акцент делать не будем, для индивидуальных производств это не определяющий фактор.
Конструкция
По принципу действия ФРС и ФРЦ — станки-антагонисты. Если в форматно-раскроечном станке пильный узел закреплен, а заготовка перемещается вручную, то в пильном центре, наоборот, заготовка жестко фиксируется прижимной балкой, а двигается пильный узел. Отсюда и различия в конструкции.
Принцип работы пильного центра
Для форматки, например, критически важно, чтобы движущаяся каретка была одновременно жесткой (не прогибалась под весом листа) и легкой (чтобы оператор мог ее двигать). Хитрые технические решения приводят к тому, что очень многое зависит от точности настройки станка. А поглощение вибрации вообще превращается в отдельный вид спорта.
Стоит учитывать, что все дополнительные «навороты» на форматке мало влияют на производительность. Они нацелены на повышение точности и качества распила и удобство работы оператора.
Пильный центр не ограничен ни габаритами, ни весом. Многие технические задачи решаются «в лоб», например: нужен мощный двигатель — бери с запасом, нужна направляющая для двигателя — возьми металл потолще. Из этого следует, что центр существенно тяжелее (то есть виброзащищеннее), точнее и долговечнее просто в силу конструкции.
Габариты ФРС KDT-132PV
Вопреки первому впечатлению, пильному центру нужна почти такая же рабочая площадь, как форматке. Когда смотрят на форматно-раскроечный станок, забывают о том, что ему при работе требуется протащить через пилу всю каретку, все 3200 мм. То есть, нужно место и спереди, и сзади. Для нормальной работы ФРС нужно зарезервировать площадь примерно 7х5 метров.
У ФРЦ все операции происходят внутри и не выходят за внешние габариты машины. Для компактных моделей с передней загрузкой это чуть больше 6 х 5 метров. Центры с автоматизированной задней загрузкой занимают, конечно, уже другие площади — 10х7 метров и более.
Человеческий фактор
Форматно-раскроечный станок без человека не работает. Можно сказать, что оператор пилит форматкой и задает геометрию деталей и повторяемость размеров.
Даже на тех ФРС, где параллельным упором управляют сервоприводы, а на поперечной линейке есть цифровые упоры, где очередность раскроя показана на сенсорном экране, и где принтер печатает этикетки… Так вот, даже на них прижимает лист и двигает каретку человек. А если мы берем в расчет среднестатистический станок с ручным выставлением размеров, с люфтом каретки и волнообразным плитным материалом, который не хочет ровно лежать, то разница будет еще очевиднее. Погрешность там может доходить до миллиметра.
Оператор ФРС
Качество раскроя, точность и та же самая производительность — это производные от опыта и глазомера того, кто управляет станком. Опытного оператора сначала нужно найти/переманить, а потом обеспечивать ему зарплату соответственно квалификации.
Пильный центр с загруженным листом
Человек, работающий с пильным центром, практически не влияет на точность распила и соблюдение прямых углов. Машина справляется самостоятельно и сохраняет повторяемость и точность на уровне десятых долей миллиметра. Конечно, и оператор может ошибиться, например, при ручном вводе значений вместо 567 набрать 765. Но если перетаскивать данные напрямую из CAD-программы, таких промахов не будет. Оператор должен овладеть исключительно формальными знаниями: системой управления и общими алгоритмами работы. Время обучения работе на пильном центре гораздо меньше, а требования к соискателю ниже.
Роботизированная пильная ячейка
Уже можно одним глазом заглянуть в будущее, в мебельную «индустрию 4.0», где вкалывают роботы, а не человек. Biesse на прошлогодней выставке Ligna показывали такую полностью роботизированную пильную ячейку. «Умный склад» (это «люстра» с вакуумными присосками, катающаяся по кран-балке) приносит лист MDF и загружает в ФРЦ. Вместо оператора у подающих столов крутится здоровенный манипулятор, тоже с присосками. Он успевает раскладывать и поворачивать полуфабрикаты, забирать готовые детали и укладывать их на поддоны.
Особенности пильных центров
Пильные центры можно разделить на ФРЦ с передней загрузкой и с задней загрузкой. В первом случае листы загружают на рабочий стол либо вручную, либо при помощи подъемников, во втором листы складируют позади пильного портала, и центр сам их оттуда достает по мере необходимости. Ну, либо их туда загружает «умный склад». В любом варианте задняя часть ФРЦ занимает большую часть площади, поскольку там расположены толкатели/захваты.
ФРЦ с передней загрузкой, вид сзади
Задача оператора — поджать деталь к базовой линейке, подать к захватам и запустить цикл. Далее станок все делает сам. Захваты зажимают плиту и отводят назад, боковой прижим выравнивает лист по опорной линейке, прижимная балка опускается и стартует пильный узел. Отметим, что высота пильного диска автоматически подстраивается под высоту и ширину пакета. То есть, пила не несется через весь рабочий стол на полном вылете, наоборот, аккуратно выныривает рядом с деталью и после пропила столь же аккуратно скрывается в столе.
Далее прижимная балка отпускает заготовку, и захваты выталкивают отрезанную часть вперед. И только здесь в дело вступает оператор, который либо уносит готовые детали, либо откладывает полуфабрикаты в сторону до следующего цикла.
Геометрия деталей
Чтобы заготовка была точно под 90° к пиле, ее поджимают к основной линейке боковым прижимом. Вариант прижима «плавник» или shark выглядит как стальная пластина, расположенная на оси резания. Также в роли прижима могут выступать ролики, расположенные по обе стороны линии пропила. В результате заготовка фиксируется в трех точках: базовая линейка, прижим, захваты. Поэтому углы на пильном центре выдерживаются более строго, чем на форматке.
Боковой прижим "плавник"
Создается впечатление, что напилить «банан» на ФРЦ нереально. Но специалист компании LIGA считает иначе:
«Да, проблемно. Но возможно. Из-за того, что плитный материал сейчас востребован мебельной промышленностью, некоторые производства экономят время и не соблюдают технологию. Плиту достают из горячего пресса еще до остывания, в результате чего она не успевает отрелаксировать, и в ней возникают внутренние напряжения. А после распила деталь изгибает».
Толкатели
Основная функция захватов, закрепленных на подвижной балке — удерживать лист и двигать его относительно линии пропила на нужное расстояние назад–вперед.
Двойной толкатель
Для повышения производительности конструкторы придумали хитрый ход. Они поставили параллельно основным толкателям независимый. Если в раскрое есть узкие детали, то зажимы могут захватывать их по две штуки и выдвигать на разные расстояния. Или можно одновременно делать поперечные пропилы на узкой заготовке и продольные — на широкой. Получается, что за один раз пила отрезает детали двух размеров.
У Biesse эта функция называется TwinPusher, у SCM — Flexcut, у Homag — Power Concept, Liga зовет без изысков — «раздельный толкатель TwinPush». Рост производительности от такого дополнительного захвата может составлять до 40%, но очень многое зависит от карты раскроя. Поэтому в среднем считаем 20–30%.
«Воздушная подушка»
Клапаны на подающих столах
Подающие столы современного пильного центра оснащены «воздушной подушкой». На рабочей поверхности множество отверстий, своего рода клапанов, которые закрыты снизу подпружиненными шариками. Вентилятор подает в пространство под столом воздух, и когда деталь ложится сверху и поджимает шарики, возникает та самая «подушка». Причем, сами столы можно передвигать вдоль зоны пила. Например, можно набрать из них широкий «остров» для приема больших деталей.
Передвижные подающие столы
Во-первых, «воздушная подушка» помогает легко перемещать детали. Целый лист ЛДСП или пачку боковин шкафа можно двигать одной рукой.
Во-вторых, можно не опасаться поцарапать декоративные покрытия. Даже пыль на рабочих столах практически не скапливается, ее сдувает. Однако, если планируется работа с деликатными материалами, то нужно смотреть, чтобы «воздушная подушка» доходила до области реза.
"Воздушная подушка" в области реза
Промежуточное складирование
На форматно-раскроечном станке не очень удобно складывать заготовки, а большие полуфабрикаты приходится таскать до ближайшего стеллажа или стола. Причем, еще нужно держать в голове, где какой остаток поставлен.
Складирование готовых деталей у пильного центра
Подающие столы пильного центра достаточно большие, чтобы на них можно было разместить полосы для промежуточного хранения. А на сенсорном экране появляются подсказки, куда именно стоит положить деталь, как развернуть и где находится следующая в очереди. Если система интегрирована со складом, то она может показать даже то, как заготовки нужно расположить на поддоне.
Программное обеспечение
Каждый производитель снабжает оборудование собственным программным обеспечением. Встроенное ПО позволяет заводить детали вручную и наглядно имитирует процесс распила. Собственно, за подсказки, что куда положить, тоже отвечает оно. Также ПО помогает распечатывать этикетки, если принтер предусмотрен.
Программное обеспечение KDT
Но зачастую программа оптимизации раскроя в базовое оснащение не входит. Поэтому неплохо, когда станок дружит с «БАЗИСом», «К3-Мебель» или «bCad». Это позволяет и раскрой оптимизировать, и построить сквозной сбор данных на основе этикеток.
Маркировка
Тенденции на мебельном рынке таковы, что растет количество индивидуальных заказов и, соответственно, повторяющихся деталей становится все меньше. Каждый лист раскраивается по своей карте. Чтобы не запутаться в большом количестве деталей и не замерять потом каждую рулеткой, используют этикетки. На бирке можно указать размеры детали, номер заказа, параметры обработки и, конечно, штрих-код, который помогает автоматизировать производство. Если использовать сканер, то, как минимум, система учета будет знать, где находятся детали. В случае потери их можно будет довольно точно локализовать в пространстве, а не бегать и искать по всему цеху. А вообще, штрих-код может запускать программы обработки, например, на сверлильно-присадочном станке с ЧПУ.
Автоматическое наклеивание бирок на линии нестинга
Для справки, наклеивать этикетки может как «умный склад», так и сам пильный центр. Лист размечают бирками еще до того, как он пошел в работу. Похожая система работает на линиях нестинга, которые поставщики оборудования показывают на выставках.
Гораздо чаще на пильных центрах оператор вытаскивает из принтера свежеотпечатанные самоклеящиеся этикетки и собственноручно лепит на детали. Во-первых, если это все-таки пакетный раскрой, то роботизированная рука сможет обработать только верхний лист, а человек – все. Во-вторых, это более гибкое решение. Например, если у детали есть лицевая сторона, на которой этикеток быть не должно, то оператор просто ее перевернет и наклеит на обороте. В-третьих, этот вариант просто дешевле.
Скорость работы
У пильного центра есть холостая и рабочая скорости движения агрегатов. Холостой ход, в частности, возврат каретки после пила может достигать огромных значений — до 200 м/мин. Ну да, 12 км/ч выглядит не очень внушительно, но это до тех пор, пока не встанешь рядом со станком. У китайских ФРЦ она выше, у европейских ниже, поскольку ограничения прописаны законодательно. Толкатели вхолостую двигаются медленнее, примерно на скорости 90 м/мин.
Рабочая скорость зависит от материала и инструмента. Она варьируется в широких пределах и подбирается опытным путем. Как поделился инженер SCM, например, плиты Kronospan на 40 м/мин пила подкалывает, а на 30 м/мин раскраивает чисто. Пакет, соответственно, нужно пилить еще медленнее, примерно на 20 м/мин. Для сравнения, средняя скорость распила на форматке — около 15 м/мин.
К слову, европейские производители с легким снобизмом замечают, что большие скорости холостого хода не просто бесполезны, а и прямо вредны. И считают рекордные параметры маркетинговыми ходами. При скорости холостого хода в 100 м/мин каретка пролетит все рабочее расстояние в 3,8 метра за 2,4 секунды, а при 200 м/мин за 1,2 секунды. Выигрыш в абсолютном значении ничтожен, но во втором случае сложнее затормозить суппорт, что ведет к уменьшению срока службы станка.
Инструмент, замена и юстировка
Расходный ресурс — пильные диски для ФРЦ — это те же самые основной и подрезной пильные диски. На подрез ставят конический диск, поскольку на пильных центрах есть прижимная балка, которая насильно выравнивает плитный материал. К тому же его легко регулировать с пульта управления.
Инструмент для ФРЦ
От инструмента для форматно-раскроечных станков основной диск отличается не столько внешним диаметром, сколько посадочным отверстием. А вот подрезной диск заметно крупнее. От размеров основной пилы зависит, какое количество листов ЛДСП она может раскроить за один проход. Допустим, пила диаметром 400 мм на компактном Filato HP 290 дает вылет 95 мм, чего хватает для пакета в 5 листов.
Самое главное, что нужно помнить о работе с пильным центром – после него нужно использовать кромкооблицовочный станок с прифуговкой. Потому что даже при пакетном раскрое нижний лист будет иметь ступеньку от подреза.
Пильный узел ФРЦ
Замена инструмента производится вручную, как на классическом форматнике. Правда, есть ряд технических фишек, упрощающих процесс. Так, прижимную шайбу пилы может отщелкивать пневматика, то есть не нужно возиться с ключами или шестигранниками. Положение дисков может настраивать автоматика, что опять-таки экономит время на пробные резы. У Biesse за юстировку отвечает лазер, у SCM — калиброванные плиты с тензодатчиками, которые просто зажимают пилу по плоскостям и определяют ее координаты в пространстве.
Безопасность
В этом аспекте ФРЦ на голову опережает форматки. Чисто технически можно засунуть пальцы под пилу, но это требует сознательного нарушения техники безопасности. «Ага!», — сказали суровые сибирские мужики, и затолкали в дробилку лом.
.jpg "Защитная планка отключает станок при попадании руки оператора в зону реза")
Защитная планка отключает станок при попадании руки оператора в зону реза
Это очевидная безопасность. Есть еще неочевидная. Например, аспирация на раскроечном центре куда серьезнее, чем на форматно-раскроечных станках. То есть, легкие оператора страдают от пыли гораздо меньше. Также снижается нагрузка на позвоночник, точнее, на поясницу работника, поскольку он катает листы по «воздушной подушке», а не перетаскивает их на себе.
Угловые пропилы
Нельзя не отметить, что по сравнению с форматно-раскроечным станком пильный центр имеет фундаментальный недостаток: у него нет наклона пильного узла.
Угловые пропилы «из коробки» тоже может делать не каждая машина. Эту проблему решают как самодельными приспособлениями, так и фабричным дополнительным оснащением (поворотные линейки на подающие столы, опорные точки).
Угловые пропилы на станках Holzma
В тех случаях, когда пропилы под углом все же необходимы, вспоминают о форматках или об обрабатывающих центрах. Правда, компания Homag придумала агрегат «module 45», который устанавливают прямо на пильный центр возле базовой линейки. Он подпиливает торец заготовки в диапазоне 0–46°, но работает только с «родными» оборудованием и программным обеспечением.
Выводы:
Форматно-раскроечный центр превосходит форматно-раскроечный станок в точности и качестве распила, которые никак не зависят от квалификации оператора. Вероятность ошибок из-за влияния человеческого фактора значительно меньше. Это касается как настройки оборудования, так и безопасности труда.
При выборе стоит обратить внимание на программное обеспечение. В современных станках оно играет даже более важную роль, чем само железо. Не каждый станок можно «подружить» с CAD-системой, которой вы пользуетесь. Бывают случаи, когда люди тратят на это годы. А переносить размеры вручную – удовольствие сомнительное и нервозатратное.
Производительность ФРЦ, который пилит по одному листу, немногим выше, чем у ФРС. Но пакетный раскрой существенно улучшает результаты центра. Так, если распиливать по 7 листов, то за смену можно переработать 20 кубометров ЛДСП. Другими словами, если на производстве уже загружены две форматки, то пильный центр вместо третьей будет архилогичным шагом.
На коммерческом раскрое китайский пильный центр окупается меньше, чем за год. Европейское оборудование в сходных условиях окупит себя примерно за 2 – 3 года.
Николай Фефер