optimizacija tehnologije drvoprerade
DESCRIPTION
drvopreradaTRANSCRIPT
1
PROGRAM OBUKE IZ CNC
TEHNOLOGIJA ZA
DRVOPRERAĐIVAČKE FIRME OPTIMIZACIJA TEHNOLOGIJE DRVOPRERADE
TEHNOLOGIJA DEMONTAŽE I MONTAŽE
Doc.dr.Ismar Alagić, novembar 2012. godine
Optimizacija režima obrade u finalnoj mehaničkoj obradi drveta
2
1. UVOD
1. 1. Usvajanje terminologije
TEHNOLOGIJA (grč.: τεχνη, λογοζ - nauka o vještinama, zanatima)
Pod tehnologijom se podrazumijeva postupak proizvodnje neke vrste robe, tj.skup
uslova i radnih faza koje treba ostvariti, da bi se od date sirovine došlo do željenog
proizvoda. Tehnologija obuhvata cijelokupno teorijsko znanje, kao podlogu za
ptaktičnu realizaciju odgovarajučeg tehnološkog postupka.
Pod tehnološki postupakom u finalnoj obradi drveta podrazumjevačemo u
daljnem tekstu skup tehnoloških operacija u cilju izrade finalnog proizvoda, odnosno
dijela finalnog proizvoda.
TEHNOLOŠKA OPERACIJA
To su pojedine fizičke radne faze tehnološkog postupka, koje po svojoj prirodi ili
smislu organizacije predstavljaju relativno nezavisne, zaokružene cijeline.
Tehnološke operacije su osnovne gradivne jedinice, čijim se različitim
kombinovanjem mogu ostvariti različiti tehnološki postupci.
Režim obrade je podešavanje (i propisivanje) parametara za izvodjenje tehnološke
operacije na odredjenoj mašini ili tehnološkoj opremi.
Optimizacija režima obrade drveta je iznalaženje najpovoljnijeg riješenja sa
stanovišta iskorištenja materijala i vremena pri izvodjenju tehnološke operacije, u
ostvarivanju propisanih zahtijeva.
3
Pod obradom drveta podrazumijevamo mehaničku obradu drveta, pri čemu na
drvo dijelujemo alatima, uz odvajanje strugotine, u cilju promijene oblika drveta, ne
mijenjajući mu osobine.
1. 2. Glavni vidovi mehaničke obrade sa aspekta alata i strugotine
U teoriji rezanja drveta svako djelovanje sječiva na drvo je rezanje,ali u praksi to je
uglavnom naziv za djelovanje na drvo pilom.Sa aspekta djelovanja alata i stvaranja
strugotine,kao i sa aspekta definisanja tehnoloških operacija,glavni vidovi mehaničke
obrade drveta su:
1.Piljenje(rezanje)
2.Blanjanje,
3.Bušenje,
4. Glodanje,
5. Tokarenje,
6.Brušenje.
Prema navedenim vidovima rezanja se konstruišu i mašine za obradu drveta,dijele
tehnološke operacije,a na CNC-obradnim centrima se grupiše više tehnoloških
operacija uz upotrebu više vrsta alata za obradu drveta.
4
1.3. Podjela obrade drveta
a) Primarna obrada drveta u kojoj uglavnom dobijamo poluproizvode za finalnu
obradu (u prakasi se ti poluproizvodi u finalnoj obradi nazivaju osnovni
repromaterijal).
b) Hidrotermička obrada drveta, koja spada i u finalnu i u primarnu, a u kojoj
drvetu ne mijenjamo ni oblik ni dimenzije, ali je bilo koja finalizacija proizvoda od
drveta nezamisliva bez hidrotemmičke obrade drveta.
c) Finalna obrada drveta, u kojoj od poluproizvoda obradom drveta dobijamo gotov
proizvod za odredjenu namjenu (uz d
odavanje materijala koji nisu od drveta).
1.4. Osnovni repromateijali u finalnoj mehaničkoj obradi drveta
Poluproizvodi od drveta nastali kao produkt primarne obrade drveta u finalnoj
mehaničkoj obradi drveta se finaliziraju u gotov proizvod.U donjoj tabeli dati su
osnovni repromaterijali i to puno drvo i kompoziti od drveta(vještačke drvene ploče)
5
POLUPRO IZVO D
PRIMARNI POG ON O BRADE DRVE TA
SIROV INA-PO LUPROIZVO D TEHN OL.POSTUPAK
KLJUČNA TEHN OLOŠKA O PREMA
standardna rezana gradja pilana
oblovina-tehničko drvo rezanje trupaca
g ateri,tračne pile,profilni iverači,.. .
grubi obraci pilanaoblovina-tehničko drvo rezanje trupaca
g ateri,tračne pile,profilni iverači,.. .
rezani furnir furnirnica F-trupcirezanje i ljuštenje trupaca
rezačica furnira, ljušti lica furnira
furnirske ploče furnirnica
furnir,rezana gradja,m df ploče,ploče iverice specijalan postupak
specijalizirana tehnološka oprema
ploče ivericefabrika ploča iverica cje panice, oblice specijalan postupak
specijalizirana tehnološka oprema
ploče vlaknaticefabrika ploča vlaknatica cje panice, oblice specijalan postupak
specijalizirana tehnološka oprema
OSBpločefabrika OSB ploča strugotina specijalan postupak
specijalizirana tehnološka oprema
HC pločefabrika H C ploča
papirno sače, ploče vlaknatice specijalan postupak
specijalizirana tehnološka oprema
Kompoziti od drveta
6
1.5.Uslojavanje punog drveta
Pored toga što se puno drvo kao poluproizvod u finalnoj mehaničkoj obradi drveta
pojavljuje kao standardna rezana građa i grubi obradak,u posljedne vrijeme je sve
učestalija upotreba ploča od punog drveta i lameliranog drveta.
Ploče od punog drveta se danas proizvode u pilanama ili u posebnim pogonima i
nude na tržište u raznim dimenzijama debljinama,a drvo u njima je polijepljeno po
sirini,ili po širini dužini.
Lamelirano drvo je naziv za drvo polijepljeno po debljini.Već duže vrijeme se tržištu
nude lijepljeni (lamelirani)profili,koji su posebno pogodni za izradu gradjevinske
stolarije.
Lijepljenje punog drveta u finalnoj mehaničkoj obradi drveta je takodje značajno ,a
napretkom mašinogradnje i razvojem sintetskih ljepila je omogučena
industrijalizacija,mehanizacija,i automatizacija lijepljenja punog drveta.
Glavni postupci lijepljenja u finalnoj mehaničkoj obradi drveta su:
-produžavanje drveta,
-proširivanje drveta,
-lameliranje drveta
7
Produžavanje drveta
Lameliranje drveta
8
Proširivanje drveta
1.6Tehnološke faze u finalnoj mehaničkoj obradi drveta
Svaki tehnološki postupak se sastoji od tehnoloških operacija kao osnovnih
gradivnih jedinica,podijeljenih u tehnološke faze.Tehnološka faza je dio
tehnološkog postupka u kojem smo stepen obrade premeta obrade podigli na viši
nivo.
Razni finalni proizvodi zahtijevaju razne tehnološke postupke i tehnološke faze,ali ih
u finalnoj obradi drveta možemo grubo podijeliti na:izradu grubog obratka,izradu
čistog obratka,obradu čistog obratka,površinsku obradu,itd…
9
1.7. Glavni uticajni faktori na optimizaciju režima obrade drveta na
CNC-mašinama u finalnoj obradi drveta:
1. Tehnička priprema prozvodnje,
2. Osposobljenost neposrednih izvršilaca,
3. Veličina serije,
4. Dimenzije poluproizvoda i njihovo odstupanje od nominalne debljine,
5. Tehničko-tehnološke karakteristike mašina i opreme kojom raspolažemo
Tehnička priprema rada kao uticajni faktor na optimizaciju režima obrade drveta
Tehnička priprema odredžuje normative utroška materijala i rada. Pored toga,
propisuje i zajedničke parametre. Jednostavno rečeno tehnička priprema propisuje
zahtjeve prema kojima optimiziramo režim obrade.
Potrebna konstrukciono-tehnološka dokumentacija je praktično ista za serijski i
pojedinačni proizvod, a za pojedinačni proizvod je često i zahtjevnija.
Odnos vremena za tehničku pripremu serije uglavnom ne predstavlja problem u
praksi, jer se za relativno kratko vrijeme izradi dokumentacija, izvrše optimizacije
veličine serije i materijala, i unesu u CNC-mašine, tako da kod ponavljana serije
praktično i nemamo posla oko konsrtukcijsko-tehnološke dokumentacije.
U praksi je tehnička priprema pojedinačnog ili maloserijskog proizvoda mnogo veći
problem od pripreme serije, jer izrada korektne dokumentacije zahtijeva znatno više
10
vremena od onog koje imamo u praksi. Niska cijena proizvoda u odnosu na sat rada
CNC-mašina je u praksi strahovit pritisak na sve učesnike , kako u pripremi
proizvodnje tako i u samoj proizvodnji.
Da bi se optimizirala proizvodnja pojedinačnih proizvoda u praksi srećemo razne
načine na koji različita preduzeća pokušavaju riješiti ovaj problem, od nabave
softvera za crtanje namještaja i tehničku pripremu, do prenošenja na proizvodnju
rješavanja zadataka koji su u suštini zadaci tehničke pripreme (rješavanje
konstrukcijskih detalja).
Obučenost neposrednih izvršilaca kao faktor optimizacije ROD-a
Logično je da je permanentno učenje potreba današnjice u svim sferama, pa i radu na
mašinama.
Savremene mašine traže obučene neposredne izvršioce spremne da stalno uče.
Ipak, u našoj praksi, posebno kod pojedinačne proizvodnje na neposrednog
izvršioca prenose se zadaci koji su u suštini zadaci tehničke pripreme (kao npr.
rješavanje konstrukcijskih detalja namještaja ,...) čime se gubi dragocijeno vrijeme
neposrednog izvršioca na veoma skupim mašinama i tehnologijama, što je u
industrijskoj proizvodnji nedopustivo.
Sve navedeno važi za svaku proizvodnju, ali je još više izraženo u finalnoj obradi
drveta u našim uslovima, jer se uz mali broj izvršilaca proizvode veliki asortimani
gotovih proizvoda, uz primjenu skupe tehnološke opreme i mašina.
11
Veličina serije kao uticajni faktor na optimizaciju ROD-a
Pošto razmartamo optimizaciju režima obrade na visokokapacitativnim mašinama
jasno je da je veličina serije u direktnoj vezi sa optimizacijom režima obrade, tj. da se
većom serijom (naravno do optimalne granice za datu tehn. opremu) povečava
produktivnost i vrše uštede u materijalu (nižom nabavnom cijenom i boljom
optimizacijom repromaterijala).
Uticaj dimezije repromaterijala i odstupanja od nominalne debljine materijala.
Repromaterijal u finalnoj proizvodnji namještaja dolazi u određenim dimezijama i
debljinama.
Vještačke ploče od drveta su zadržale sve osobine drveta, pa i onu nejneugodniju za
obradu, a to je promijena dimenzija usljed djelovanja okolnog vazduha.
Zbog procesa bubrenja, ploče skoro nikad ne dolaze u proces proizvodnje u
nominalnoj debljini, već je ona u pravilu veća za 0,1 pa i do 0,5 mm, što znatno utiće
na broj podešavanja mašina, a što se naravno odražava na produktivnost.
Dužina i širina ploče je cca 2,7x2 m, a oplemenjen ploče u drvnom dezenu imaju
smijer “godova”po dužini, što znatno utiće na stepen iskorištenja materijala.
Tehničko–tehnološke karakteristike mašina i tehnološke opreme
Ovo je naravno najvažniji faktor kod optimizacije režima obrade.
12
Od CNC-mašina CNC-obradni centar je mašina koja izvodi najviše tehnoloških
operacija .
Proizvodni program diktira vrstu tehnološke opreme, što je posebno važno kod
nabave CNC-obradnog centra i drugih CNC-mašina. Naknadne nadogradnje CNC-
obradnih centara su veoma skupe i često ne daju željene rezultate.
1.8. Optimizacija režima obrade na neumreženim CNC-
mašinama
Akcenat ćemo dati na optimizaciju režima obrade na neumreženim CNC-
mašinama iz sljedećih razloga:
1.Velik dio firmi u BIH koje i posjeduju sve 3 ključne CNC mašine za izradu
namještaja od oplemenjene ploče iverice nisu ih umrežile nego rade po
„poluatomatizovanom „režimu.
2. Dio firmi ima (ili planira nabaviti) CNC-obradni centar, ali nema druge CNC-
mašine, čime je umrežavanje nemoguče.
3. Učenje ”poluautomatiziranog“ rada je neophodno za razumijevanje komletne
tehnologije obrade i prelazak na rad sa umreženim mašinama je lakši.
4. Večina firmi u BiH nema kadar osposobljen za umreženi rad na CNC-mašinama.
1.8.1. Optimizacija serijske proizvodnje
13
U Priligu 1. imamo tehnološki postupak izrade kupaonskog ormarića na CNC-
mašinama. Podaci su iz prakse dobijeni višemjesečnim pračenjem u firmi koja je
uhodavala proizvodnju pločastog namještaja od oplemenjene ploče iverice.
Kako se vidi iz priloženih podataka, optimizacija je vršena sa svih aspekata, a
računata je prema mašini najmanjeg kapaciteta u smjeni - kantarici.
Usklađivanje kapaciteta mašina je jedan od najvažnijih faktora u optimizaciji režima
obrade u svim proizvodnjama, o čemu se ovde posebno vodilo računa.
Navedeni ormarić ima 8 dijelova koji se mašinski obradjuju na 3 CNC-mašine,
proizvede se 120 komada u smijeni, što znači da mašine potpuno mašinski obrade
960 dijelova naještaja za 8 h.
Takođe se iz navedenog primjera vidi da se tehnološke operacije i cijeli tehnološki
postupci izvode velikim brzinama i prepliču i preklapaju u vremenu i prostoru. Radi
protočnosti proizvodnje čak se i dio neposrednih izvršilaca preraspoređuje u toku
jedne smjene.
O kakvim se mašinama radi govori i podatak da je brzina pomaka glave CNC-
obradnog centra u praznom hodu i do 100m/min, pomaci pri glodanju su 2,5 do 18
m/min, a kružnom pilom i veći. Takođe se kao parametar za orijentaciju može
navesti i kapacitet CNC raskrajača iz priloženog primjera, gdje osposobljeni izvršilac
pokroji 200 ormarića za manje od 8 sati (1600 dijelova namještaja !!!)
Zaključak koji se sam od sebe nameče je da CNC-mašine za obradu drveta spadaju u
kategoriju skupe i visokosofisticirane tehnologije koja, da bi bila rentabilna, traži
seriju ili vrlo skup pojedinačni proizvod.
Takođe se nameče zaključak da, zbog brzine izvođenja operacija, njihovog
preplitanja i izvođenja više tehnoloških operacija na jednoj mašini, klasični pristup
analize tehnološke operacije po zahvatima gubi smisao. Ovdje se moraju optimizirati
cijeli tehnološki postupci, čiji se veći dio obavlja na CNC-obradnom centru.
14
1.8.2. Optimizacija pojedinačne proizvodnje
Vrlo često u stručnim časopisima (npr.“drvo“), kao i na Internet-stranicama čitamo
savjete o primjeni CNC-mašina u pojedinačnoj proizvodnji.
Radi demonstracije čemo razmotriti jedan loš koji zaista pada u oči.
Prilog 2. - “savjet” s Internet-a
U navedenom Prilogu se u samo 4 koraka od skice kupca ide na CNC-obradni centar.
Nije navedeno o kojoj vrsti ploče se radi ali čemo razmotriti izradu komode od
oplemenjenje ploče iverice. (Ako se radi o drugoj vrsti ploče koju je potrebno i
površinski obrađivati, situacija se još više usložnjava a tehnhološki postupak
poskupljuje).
U navedenom primjeru je “zaboravljeno “mnogo pripremnih radnji i tehnoloških
operacija, a razmotričemo minimalno potrebnu dokumentaciju i tehnološku opremu.
1. Kalkulaciiju cijene - Prilog 3
2. Krojnu listu - Prilog 4
Ukoloko se radi o raskrajaču s ručnim pomakom potrebno je još izraditi i šemu
optimizacije krojenja ploča.(Prilog br.5)
15
Za izradu komode sa skice potrebno je još najmanje 4 mašine:
Red.br Tehnološka operacija Mašina1 krojenje raskrajač2 kružno rezanje cnc-oc3 pravolinijsko kantanje linijska kantarica4 krivolinijsko kantanje krivolinijska kantarica
5glodanje kant trake na zaobljenjima glodalica kant- trake
6 bušenje i izrada utora cnc-oc
TEHNOLOŠKI POSTUPAK IZRADE KOMODE
Navedeni program iz primera je zaista kvalitetan, ali nije baš najbolje objašnjen u
primjeru na internetu. Program ima velike mogučnosti, ali zahtijeva poznavanje
tehnologije obrade drveta da bi se optimalno iskoristio.
Primjena specijaliziranih programa za crtanje namještaja u savremenoj finalnoj
obradi drveta je veoma značajna, ali se zaboravlja da velik dio programa ne može da
izradi potrebnu konstrukciono-tehnološku dokumetaciju, kao i sljedeče:
- Za upotrebu programa nužno je detaljno poznavati struku,
- U sve programe je potrebno unijeti podatke o upotrebljenim repromaterijalima i
nihove cijene,
- U sve programe je potrebno unijeti konstrukcijska rješenja ili izabrati ponudžena
(npr. ”nutaovanje” ili ”falcanje” leđa …)
U našoj praksi, ovi programi uglavnom služe za kontakt prodavac-kupac, a tehnička
priprema se obavlja na programima A-CAD I EXEL.
Postoji i verzija CNC-OC, koji pored bušenja i glodanja, imaju mogučnost i kantanja.
Ove mašine izvode krivolinijsko rezanje glodalom, i kantaju zakrivljene površine.
Namijenjene su za velikoserijsku proizvodnju dijelova namještaja sa zakrivljenim
16
površinama. Teoretski na ovim bi se mašinama mogle izvesti sve tehnološke
operacije za komodu iz primjera sa interneta,ali bi to toliko poskupilo i usporilo
proizvodnju da nebi imalo nikakvu ekonomsku opravdanost. Izrada pojedinačnog
namještaja na takvom CNC-OC bila bi čisto ekonomsko samoubistvo.
Ponovo nam se zaključak nameće sam od sebe, a to je da CNC-tehnologija zahtijeva
skup pojedinačni proizvod.
1.8.3. Optimizacija kombinovane proizvodnje na CNC-
mašinama
Kombinovana proizvodnja je najčešča u frmama u BIH,pa time i najinteresantnija sa
aspekta optimizacije. Nabavom ključnih mašina za finalnu obradu pločastog
namještaja od oplemenjene ploče iverice (raskrajač kantarica i CNC-obradni centar),
te njihovom dopunom sa tiplericom, kružnom kanrtaricom i glodalicom kant trake,
moguče je izrađivati velik asortiman i serijskog i pojedinačnog namještaja koji je
moderan i tražen na tržištu (kancelarijski namještaj, kuhinje, plakare, dječije sobe,
kupaonski namještaj …). Veoma velik asortiman proizvodnje je moguč i
kombinacijom CNC-obradnog centra sa raskrajačima koji nisu CNC, jeftinijom
kantaricom i još nekoliko jeftijijih mašina.
Kombinacija serijske i pojedinačne proizvodnje dolazi u obzir, ali to zahtijeva veoma
visok stepen organizacije rada i obučenosti svih učesnika u izradi proizvoda, od
pogodbe s kupcem, preko tehničke pripreme do izrade proizvoda. Takođe odabir
proizvoda mora biti takav da poslujemo rentabilno, i uvijek vreba opasnost da se
“ugušimo” sa “sitnim radnim nalozima”.
Pozitivan primjer iz prakse je pojedinačna proizvodnja u kombinaciji sa serijom
kupaonskog namještaja (gore navedeni primjer ormarića), ali se pojedinačna
proizvodnja odvijala odvojeno u vremenu i prostoru, i serijskom proizvodnjom u
17
jednoj smjeni se poslovalo iznad praga rentabilnosti, a u “višku “kapaciteta se
odvijala pojedinačna proizvodnja.
Svi navedeni podaci o kapacitetima su za 8 h, tj. jednu smjenu. Zbog ogromnog
kapaciteta CNC-mašina ponekad “zaboravimo” da industrijske mašine rade u 3
smjene čime se smjenski kapacitet utrostručuje !!!
2. OPTIMIZACIJA IZRADE GRUBOG OBRATKA
Raskrajač ploča
2.1. Optimizacija režima obrade krojenja ploča
2.1.1. Princip rada raskrajača ploča
Tehnološku operaciju krojenja ploča izvodimo na raskrajačima ploča, koji mogu biti:
- Horizontalni,
18
- Vertikalni.
Postoje vertikalni raskrajači koji nicu CNC, ali mogu da „prate“ kantaricu i CNC-
obradni centar svojim kapacitetom (kroje 40 do 80 ploča za 8 h)
Krojenje je ključna operacija sa aspekta iskorištenja materijala. Glavno pravilo kod
krojenja oplemenjene ploče iverice je krajčenje svih strana ploče. Okrajci ploče i
debljina propiljka su otpad, kao i uski dijelovi trake nastali pri krojenju. Ostale
dijelove neiskorištene ploče zovemo iskoristivi ostatak ploče ili „resl“.
Glavna „zamka“ u koju upadaju čak i iskusniji inženjeri je iskorištenje reslova. Često
se u praksi iz reslova kroje dijelovi namještaja što nije uvijek ekonomično.
Stepen iskorištenja ploče je 80 do 90 %, veći procenat je kod izrade serije i manjih
proizvoda od namještaja.
Još niko nije riješio generalno problem reslova, koji je posebno izražen kod izrade
namještaja u drvnim dezenima, i kod izrade namještaja većih dimenzija. Kad jednom
skinemo resl s mašine, za svaku njegovu upotrebu trošimo vrijeme na manipulaciju i
krojenje.
Postoji nekoliko načina na koji rješavamo problem reslova u praksi:
Ukoliko imamo narudžbu za seriju od 20 komada namještaja, lako se može desiti da
sa veličinom serije od 18 ili 21 komad imamo željeno iskorištenje, čime rješavamo
problem reslova.
2. Ako u svom proizvodnom programu imamo serijski namještaj, iz reslova možemo
raditi dijelove za taj namještaj.
3. Ukoliko krojimo velike dijelove namještaja (npr. za stolove) gdje skoro nikad ne
možemo postići željeno iskorištenje, treba iskalkulisati cijenu vanstandardne ploče,
koju proizvodjači iverica mogu proizvesti.Kancelarisjki namještaj često se izradjuje
19
od dvije debljine iverice i to ploče stola od iverice debljine 25 mm,a ostali dijelovi od
ploče debljine 18 mm.Često je isplativije upotrijebiti i skuplju ivericu(debljine 25
mm) i u ostale dijelove stolova i postići zadovoljavajuče iskorištenje ploče nego
upotrijebiti 2 debljine ploče.
4. Poseban problem je pojedinačna proizvodnja u više dezena gdje uvijek imamo
velik broj reslova raznih dezena. Ovdje se veće iskorištenje materijala ponekad može
dobiti okretanjem goda na ploči za neke elemente (police, elemente ladica ...).
5.Iskorištenje reslova za proizvodnju dijelova ladica je vrlo često u praksi kod nas,ali
je sa tehno- ekonomskog gledišta vrlo upitno.Prije svega ove ladice su estetski lošije
riješenje od “metabox” ladica,a zahtjevaju 3 tehnološke operacije mašinske
obrade(krojenje,kantanje i bušenje)čime se znatno zauzima mašinski kapacitet
preduzeča.Ako iskalkulišemo cijenu materijala utrošenog za ovakvu ladicu,cijenu
rada mašina,cijenu sata montaže korpusa ladice i sve probleme oko montaže ladice u
u proizvod doći čemo do zaključka da je pored lošijeg izgleda ovakva ladica i skuplja
za izradu.
Glavne greške obrade kod krojenja ploča
1. ”Krzanje”,
2. Stepenasti rez,
3. Ivice obratka nisu pod pravim uglom.
Sve tri greške su nedopustive. Čak i ako imamo kantaricu koja ima glodala za finu
obradu reza, tako da se dio grešaka može i “sakriti”, ove greške su nedopustive iz
više razloga, a glavni su:
1. Tolerisanjem “manjih“ grešaka, neposredni izvršioci se opuštaju u radu, rušeći i
ono malo industrijske kulture koju imamo, i koju tek trebamo izgraditi, jer je ona
jedna od glavnih preduslova za razvoj industrije uopšte.
20
2. Bilo kojim propustom na proizvodu se ruši kvalitet proizvoda i ugled firme, a što
su takodje osnovni preduslovi za uspješan razvoj preduzeča.
“Krzanje “ je oštečivanje sloja kojim je ploča oplemenjena (a i kod punog drveta je
isti izraz za oštečenje gornjeg sloja prilikom rezanja). Glavni uzrok su tupe pile i
predrezači. Uzrok takodje može biti oštečenje zuba pile.
“Stepenast rez” je uzrokovan lošim podešavanjem pile i predrezača.
Ako ivice obrtka nisu pod pravim uglom, može biti više uzroka, a najšeči je
nepodešenost sistema pridržavanje ploče prilikom obrade. Uzrok može biti čak i
ostatak piljevine na držačima ploča kod vertikalnog raskrajača. Obavezne su
periodične kontrole sistema za pridržavanje ploče od strane neposrednog izvršioca
tehnološke operacije.
Dok krzanje narušava estetski izgled proizvoda, stepenast rez pravi problem kod
kantanja, ”ausvinkl” ivice lančano uzrokuju nastavak grešaka na sljedečim
operacijama (bušenje, glodanje …). i na montaži se te greške povečaju do te mjere da
je ponekad nemoguče sastaviti proizvod.
2.1.2.Poluautomaski rad na CNC raskrajaču ploča
Ukoliko imamo CNC-raskrajač, na osnovu krojne liste u EXELU neposredni izvršilac
obavlja optimizaciju krojenja ploče na računaru raskrajača, kako se vidi na
priloženim slikama.
21
Glavna stranica programa „WinCut“
Stranica u polu-automatskom načinu rada
22
Izrada šeme krojenja („optimajzer“) ploča – „Cut list plus“
Na ostalim raskrajačima se pored krojne liste izradjuje i šema optimizacije ploča, na
osnovu koje neposredni izvršilac vrši krojenje.
Vertikalni raskrajač ploča sa ručnm pomakom
23
Šema optimizacije rezanja ploča
Mogučnosti koje uvijek trebamo razmotriti kod optimizacije krojenja ploča
1. Krojenje više ploča odjednom,
2. Mogučnost”okretanja goda” kod krojenja oplemenjene ploče u drvnim dezenima,
3. Odnos cijene utrošenog rada i vrijednosti “iskoristivog ostatka“ ploče koju
pokušavamo iskoristiti.
Pored oplemenjene ploče iverice na raskrajačima se kroje i ostale vještačke ploče od
drveta (vlaknatice, šperploče, ploče od punog drveta …), za koje važe isti principi
prilikom krojenja, ali krojenje oplemenjene ploče iverice je najzahtijevnije i
najosjetljivije jer se ne vrši površinska obrada drveta nakon mašinske obrade.
24
2.2.Optimizacija izrade gubog obratka iz punog drveta
Kod izrade proizvoda od punog drveta grubi obradak izradjujemo krojenjem,koje se
sastoji od kraćenja i paranja standardne rezane gradje.
Krojenje se izvodi na kružnim pilama,rijedje na tračnim pilama,a u dimenzijama
grubog obratka je sadrzana nadmjera na blanjanje,brušenje,fino kraćenje i usuh ako
se kroji grubi obradak prije sušnja.
Generalno.nadmjera na dužinu iznosi 20 mm za obratke dužine do 1 m.a 30 mm za
duže obratke,a nadmjera na širinu i drbljinu je 2 do 5 mm.
Ukoliko imamo neki složeniji proizvod od drveta,koji sadrži podsklopove,daje se
nadmjera i na mehaničku obradu podsklopa.
Kod izrade grubih obradaka koji su sastavljeni iz više komada drveta
lijepljenjem,izrada grubog obratka se usložnjava.Poslije krojenja se drvo priprema za
lijepljenje (blanjanjem),lijepi uz privodjenje ili bez privodjenja toplote,te ponovo
blanja,odnosno lijepljeni obradak ima nadmjeru na lijepljenje koju treba skinuti
blanjanjem.
Izradu grubog obratka obično izvodimo na sljedećim mašinama:
-piljenje(kruzne pile za podužno i poprečno rezanje,višelisne kružne pile,tračne
pile…
-blanjanje(ravnalice,debljače,četvorostrane blanjalice…..)
Kao i kod krojnja ploča,krojenje punog drveta je operacija u koja je ključna za
iskorištenje materijala.Iskorištenej umnogome zavisi od kvaliteta rezane gradje.
25
Posebnu pažnju treba obratiti na veličinu nadmjere.Prevelika nadmjera je rasipanje
materijala,dok premala nadmjer rezultira škartom.
Generalno,četinari se prvo paraju pa krate,a lišćari se prvo krate pa paraju.
Ukoliko se radi o serijskoj proizvodnji,korisno je razmotriti nabavu grubih obradaka
iz pilane.
3. OPTIMIZACIJA IZRADE ČISTOG OBRATKA
3.1.Optimiizacija izrade čistog obratka iz pločastih materijala
Kantanje je u principu obrada rubova obratka. U izradi namještaja od oplemenjene
ploče iverice kantanje je mašinsko lijepljenje melaminske, PVC ili ABS kant trake na
rubove dijelova namještaja. Na istim mašinama lijepimo i kant traku od prirodnog
furnira na ploče, kao i letvice od punog drveta. Za ove namjene se ipak nabavljaju
kvalitetnije mašine
26
Kantarica
Princip rada kantarice
2.2.1.Princip rada pravolinijske kanrtarice
Kantarice su najosijetljivije mašine u tehnologiji izrade pločastog namještaja, a greške
od 2/10 dijela milimetra vidljiva je golim okom.
Kantarice sa glodalima za finu obradu reza daju kvalitetniju obradu ivica. Nadmjera
koja se daje za obradu reza glodalom je u principu debljina trake koju lijepimo na rub
obratka (0,5 do 2 mm).
27
To su protočne mašine sa pomakom od 12 do 22 m/min, a u pricipu tanja traka
podnosi veću brzinu.
Najčešće greške kod kantanja su:
1. Oštečenja površine iverice,
2. Loša obrada kant trake.
Odstupanje od nominalnih dimenzija po debljini ploča se najviše izražava u ovoj
tehnološkoj operaciji. Ploče u praksi su uglavnom veče i nejednake nominalne
debljine, pa prilikom podešavanja mašine uvijek moramo pomičnim mjerilom
(šublerom) izmijeriti debljinu ploče.
Uzrok oštečenja površine ploče uglavnom je uzrokovan razlikom u nominalnoj
debljini ploče i podešenih parametara.
Za lošu obradu trake ima više uzroka,a najčešći je nepodešenost glodala za obradu
trake.
Da bi optimizirali rad na kantarici na koju, kao ni na ostale protočne mašine ne
možemo mnogo uticati,u praksi trebamo razmotriti sljedece mogučnosti:
1. Usvojiti 2 debljine traka (npr. 0,5 i 2 mm), čime štedimo na broju podešavanja za
debljinu trake,
2. Razmotriti mogučnost rezanja manjih dijelova namještaja u “šnjite”, kantanje i
dokrojavanje, a posebno kod kantanja sa sve 4 strane na seriji.
Prilikom kantanja mora postojati rastojanje izmedju obradaka, što znatno utiče na
brzinu kantanja kod četverostranog kantanja komada i manjih elemenata namještaja.
Rezanjem u “šnjite” kod manjih elemenata u seriji znatno šedimo vrijeme, a i
potrošnja traka je manja.
28
3. Podesiti največu brzinu kantanja uz kvalitetnu obradu trake.
4. Izvršiti obilježavanje kanta na obracima prilikom krojenja radi uštede u vremenu,
jer je kod usklađivanja kapaciteta mašina kantarica uglavnom ”najsporija”.
2.2.2.Krivolinijsko kantanje
Krivolinijsko kantanje izvodimo na specijalno konstruisanim mašinama tzv.
”krivolinijskim kantaricama”koje ne obradjuju kant traku nego je samo lijepe na
obradak.Obrada kant trake se vrši na drugoj mašini tj. glodalici kant trake.
Krivolinijska kantarica
Glodalica kant trake
29
Na obje mašine pomak je ručni.Princip kantanja je isti kao i linijskoj kantarici,a kod
glodanja trake princip rada je isti kao na nadstolnoj glodalici.
Ovo je vrlo osjetljiva tehnološka operacija jer je obučenost i iskustvo neposrednog
izvršioca presudno za kvalitet obrade.
Kod projektovanja namještaja sa krivim linijama treba uzeti u obzir da se mali
radijusi vrlo teško kantaju.Kantanje večih dijelova namještaja od deblje iverice(25 i 38
mm)kant trakom debljine 2 mm je takođe vrlo problematično.
Kod konstruisanja namještaja sa krivim linijama trebamo nastojati kad god možemo:
1.upotrijebiti tanju kant traku(O,5 mm)
2.izbjegavati male radijuse
3.izbjegavati kružno kantanje velikih i teških dijelova namještaja
2.2.3.Vrste kantarica
Kantarice se proizvode u širokom dijapazonu od malih kantarica koje samo lijepe
kant traku konstruisanih za male fleksibilne firme sa širokim asortimanom proizvoda
do potpuno automatizovanih kantarica za velikoserijsku proizvodnju.
Pored lijepljenja kant trake,prirodnog furnira i letvica kantarice mogu imati još dvije
vrlo interesantne opcije za izradu pločastog namještaja a to su:
1.Fina obrada ivica obradtka,koja se vrši glodalima a skida se sloj ploče debljine o,5
do 2 mm.
2.Izrada “falca” i utora koja se vrši kružnom pilom.
Kao i CNC-OC ,i kantarice se naručuju zavisno od proizvodnog programa i često
su“usko grlo”u proizvodnji pločastog namještaja naročito kod serijske proizvodnje.
30
Da bi se uskladili kapaciteti ključnih mašina ,uštedila kant traka i smanjila
prozvodna cijena proizvodu u našoj praksi je čest slučaj da se upotrebljavaju
melaminske trake debljine o,15 mm,tako da se ne kantaju “nevidljive strane
namještaja”.
Ovakve “uštede” su kratkog daha i narušavaju kvalitet proizvoda i ugled firme čime
se vrlo brzo gubi tržište.
Ukoliko želimo kvalitetan proizvod od oplemenjene ploče iverice sve ivice korpusa
(osim onih koje se spajaju) se kantaju ABS kant trakom debljine o,5 mm,da bi
proizvod bio zaštičen od upijanja vodene pare iz vazduha i kratkotrajnih uticaja
vode.
Automatska kantarica za velikoserijsku proizvodnju
31
3.2.Optimizacija izrade čistog obratka iz punog drveta
Izrada čistog obratka iz punog drveta je znatno složenija nego kod pločastog
materijala.
Izrada čistih obradaka iz punogdrveta i nije tako složena svodi se uglavnom na
operacije blanjanja(ravnanje,debljanje,četvorostrano blanjanje…) i finog kraćenja.
Ukoliko se drvo lijepi,ili oplemenjava furnirom,zatim ako se izradjuju složene
konstrukcije(kao npr.krila sobnih vrata) izrada ćistog obratka je znatno složenija.
Pošto se može raditi o vrlo složenim postupcima,tehnološka oprema može porem
mašina za blanjanje sadržavati i prese,mašine za spajanje furnira,nanosače ljepila….
Pošto je materijal več pokrojen pri izradi čistog obratka vrijeme je odlučujuči faktor
za optimizaciju cijelog postupka.Posebno je važno uskladjivanje kapaciteta ako se
lijepljenje izvodi kao dio tehnološkog postupka.
4. OPTIMIZACIJA MEHANIČKE OBRADE ČISTOG
OBRATKA
4.1 Mašinska obrada pločastih materijala na CNC-mašinama u našoj praksi
U našoj praksi princip mašinske obrade na CNC mašinama u izradi pločastog
namještaja je uglavnom sljedeči:
1. Krojenje ploče - prema krojnoj listi,
2. Kantanje - prema krojnoj listi, ili obilježavanjem kanta u fazi krojenja.
3. Izvođenje ostalih tehnoliških operacija na CNC-OC, kao posljednoj mašini za
mašinsku obradu i izvodjenje “suhe probe”, uz unošenje progama za obradu
32
direktno na mašini, povlačenje programa iz datoteke računara na mašini ili
unošenjem več pripremljenog programa.
Za optimalan rad svako preduzeče bi trebalo da ima najmanje 2 neposredna
izvršioca osposobljena za rad na svim CNC-mašinama, a to su obično operatori na
CNC-OC.
4.2. Tehnološke operacije koje se izvode na CNC-OC u izradi pločastog namještaja
Uobičajene tehnološke operacije koje izvodimo na CNC-OC u izradi pločastog
namještaja su:
- Bušenje - izvodi se burgijama,
- Rezanje - izvodi se glodalom,
- Glodanje utora – izvodi se kružnom pilom.
Na CNC-OC je kod izvođenja tehnoloških operacija glodanja i rezanja alat
”zamijenjen”. Naime kružnim pilama izvodimo operacije ”glodanja” tj. izradu utora
(“nutovanje“ i “falcanje”).
Kružna pila na CNC-OC je konstruisa za izradu utora i “falca”i večina proizvodjača
ne preporučuje dubinu obrade pilom veću od 5 mm.Utor dubine 9 mm izvodimo u 2
prolaza.
Operaciju rezanja na CNC-OC u izradi pločastog namještaja se izvodi samo kod
krivolinijskog rezanja i to glodalom.Krojenje ploče na CNC-OC je nedopustivo u
industrijskoj proizvodnji.
4.3.“Uparivanje “CNC-OC i tiplerice
33
Glavna “zamka” kod obrade na obradnim centrima je ta što kupac ima osječaj da je
to univerzalna mašina koja “radi sve”, što je sasvim pogrešno mišljenje posebno kod
pojedinačne i maloserijske proizvodnje.
U izradi pločastog namještaja CNC-OC najčešće izvodi tehnološku operaciju
bušenja,i to rupa fi8(za spajanje na tiple), i fi5(za nosače polica).
Za naše uslove ,kod izvodjena operacije bušenja,optimalne rezultate obradni centar
daje u kombinaciji sa tiplaricom. Posebno kad bušimo uske elemente ili elemente sa
nekoliko simetrično rasporedjenih rupa po debljini obratka.
Naprimjer bušenje podova i plafona, kao i veznih elemenata u korpusu pločastog
namještaja je znatno brže na tiplarici nego na obradnom centru.
Tiplarica je viševretena bušilica sa standardnim “korakom” od 32 mm, tako da u
jednom taktu možemo izbušiti sve potrebne rupe za tiple na jednoj strani obratka, što
je brže nego kod obradnog centra jer glava obradnog centra vrši kretanje po pravim
linijama u prostornom kordinatnom sistemu. Ovo „uparivanje“ CNC-obradnog
centra je posebno važno kod uskladjivanja kapaciteta ključnih mašina.
Jedno od glavnih pravila za rad na obradnom centru je raspored rupa u
standardnom koraku od 32 mm, čime se omogučava kombinovani rad sa tiplaricom
Optimalno je da se na tiplarici i postave burgije za više dijelova namještaja (podovi,
cokle, veze …) i da se taj raster unosi na obradni centar kod bušenja ostalih
elemenata, čime se maksimalno ubrzava bušenje.
Provjera debljine ploče je obavezna, jer i pored kondicioniranja vještačke drvene
ploče imaju veću debljinu od nominalne.
34
Prilikom bušenja rupa za tiple radi spajanja dijelova namještaja pod 90 stepeni, ako
unesemo nominalnu debljinu, javlja se loš spoj.
Suhe probe su obavezne, a ukoliko se javi loš spoj rupa za tiplu se pomiće za pola
razlike debljine.
Pravilo je da se bočna strana izbuši na CNC-OC ,pod- plafon na tiplarici ,spoj
provjeri “nasuho”i tek onda nastavi rad.
Tiplarica
35
4.4..Najčešče korišteni alati na CNC-OC u izradi pločastog namještaja
U izradi pločastog namještaja na CNC-OC najčešče koristimo sljedeče alate:
RED.BROJ ALAT NAMJENA
izrada rupa za ručkiceobilježavanje rupa za klizače ladica i ostale okoveizrada rupa za drvene tipleizrada rupa za ekcentreizrada rupa za pvc čauru ekscentraizrada rupa za pvc čauru "eurovijka"
4 burgija fi 15 mm izrada rupa za čauru ekscentra5 bugrija fi26 mm izrada rupa za "minispojnoce"(šarke)6 burgija fi 35 mm izrada rupa za spojnice(šarke)7 kružna pila izrada utora8 ravno glodalo rezanje9 profilna glodala obrada "fronti"
10 "V "glodala "rezbarenje" i" pisanje "
burgija fi 5 mm provrtna
burgija fi 8 mm
burgija fi 10 mm
1
2
3
36
4.5.Najvažniji faktori na optimizaciju režima obrade na CNC-OC
Za optimizaciju rada na CNC-OC najvažniji su sljedeči faktori:
1. Unifikacija i interna standardizacija zajedničkih parametara:
- Dubina rupa za tiple (preporuka za ivericu 18 i 19 mm je 11 i 30 mm),
- Dubina utora (preporuka ½ debljine iverice),
- Odstojanje utora od leđa standardizovati (preporuka: kupatilski namještaj i viseći
elementi 10 mm, ormari 15 mm, donji kuhinjski elementi 46 mm),
2. Usvojiti okove i izraditi programe za bušemje i označavanje rupa za okove (npr.
klizače ladica).
3. Nastojati što više programa za obradu na CNC-obradnom centru izraditi u
tehničkoj pripremi radi boljeg iskorištenja radnog vremena mašine.
4. Ne obrađivati sve elemente namještaja po sveku cijenu na CNC-OC, jer postoji
mogučnost da je njihova obrada na tiplerici brža.
Tehnološki parametri za obradu drveta, koje daje proizvodjač CNC-mašina su
korektni i u paksi su se pokazali izvodljivi uz pravilno održavanje mašina i ostale
uslove:
- Propisani odsis strugotine,
- Propisani pritisak (6-8 bara).
Generalno, CNC-mašine su zahtijevnije od drugih mašina u pogledu propisanog
pritiska i odsisa strugotine.
37
4.6.Vrste CNC-obradnih centara
Kao što smo vidjeli iz dosadašnjeg izlaganja, tehnološke operacije koje izvodimo u
mehaničkoj obradi drveta suštinski se ne razlikuju bez obzira da li ih izvodimo na
CNC-mašinama ,kombiniranim mašinama ili mašinama za drvo specijaliziranim za
pojedine tehnološke operacije.Čak se i na CNC-obradnim centrima koriste iste vrste
alata kao i na ostalim mašinama.
Povečanje brzine obrade i povečanje kvaliteta obrade drveta na CNC-mašinama se
postiglo iz sljedečih razloga:
1.Primjenom računara
2.konstrukcijom alata od kvalitetnijeg materijala(vidija alat,dijamantski alat...)
3.automatiziranjem pomaka
4.konstrukcijskim rješenjima mašina u kojima obradak stoji a alat se kreće
5.grupisanjem tehnoloških operacija na jednoj mašini
Primjena računara , napredak mašinske industrije ,kao i napredak tehnologije uopšte
je omogučio izradu cnc-obradnih centara za bilo koju namjenu,kao i automatiziranje
cijelokupnih tehnoloških postupaka za izradu pojedinih proizvoda ili dijelova
proizvoda.Danas se CNC-OC naručuju prema proizvodnom programu i znatno se
razlikuju zavisno od namjene.Za izradu namještaja od oplemenjene ploče iverice se
upotrebljavaju manje „robusni“ i jeftiniji CNC-obradni centri
4.7..Kantanje na CNC-OC
Prije nekoliko godina je operacija kantanja dodata CNC-Obradnom centru,ali
namjena tih obradnih centara nije izrada pojedinačnog namještaja več velikoserijska
proizvodnja dijelova namještaja sa zakrivljenim linijama.
38
Namještaj koji zahtijeva krivolinijsko kantanje
Glava za kantanje na CNC-OC Rover C proizvođača „Biesse“
39
4.8.CNC-obrdni centri za obradu punog drveta
Već smo nekoliko puta spomenuli da se CNC-OC izradjuju po namjeni i da se
konstruišu zavisno od proizvodnog programa naručioca.CNC-OC za obradu punog
drevta se razlikuju od CNC-OC za izradu pločastog namještaja.Takodje se razlikuju
CNC-OC za izradu gradjevinske stolarije od CNC-OC za izradu namještaja od punog
drveta.U pincipu CNC-OC za obradu punog drveta su „robusnije“izvedbe sa jačim
agregatima zbog večih zahtijeva obrade i veće količine strugotine koju skidaju kod
obrade punog drveta.
Slog profilnih glodala CNC-OC za izradu stolarije u radu
40
Glava CNC-OC “ROVER” C proizvođača “Biesse”
Reljef izrađen na CNC-OC
41
4.10.Mehanička obrada čistog obratka od punog drveta bez CNC-mašina
Mehaničku obradu čistog obratka bez CNC-mašina izvodimo na mašinama
specijaliziranim za izvođenje pojedinačnih mehaničkih operacija,a u pojedinačnoj
prouvodnji se upotrebljavaju i univerzalne mašine.
Principijelno mehaničom obradom čistog obratka izradjujemo elemente veze i
dajemo konačni geometrijski oblik.Zavisno od proizvodnog programa i vrste
proizvodnje izvodi se na raznim mašinama uglavnom specijaliziranim za pojedine
tehnološke operacije,a u suštini se svodi na izvodjenje sljedečih tehnoloških operacija:
-bušenje,
-glodanje,
-tokarenje,
-brušenje,
Takodje seizvode razni postupci lijepljenja na priručnim stezačima,mehaničkim
presama i automatiziranim linijama.
Kao i kod izrade čistog obratka u ovoj fazi je ključno optimiziranje vremena izrade,a
uskladjivanje kapaciteta je najvažniji faktor u smislu protočnosti proizvodnje.
42
5. Zaključak
Prilikom optimizacije režima obrade na CNC-mašinama, zbog brzine izvodjenja tehnoloških operacija,kao i zbog grupisanja više tehnoloških operacija na jednoj mašini, težište optimizacije se prenosi za zahvata i tehnološkim operacija na tehnološke postupke.
CNC mašine nisu univerzalne mašine nego mašine kontruisane za izradu odredjenih proizvoda.
CNC- obradni centar u izradi namještaja od vještačkih drvenih ploča daje optimalne rezultate“uparen“ s tiplericom,što je naročito izraženo kod kombinovane proizvodnje(pojedinačne i serijske proizvodnje).
CNC- Obradni centri ,da bi bili rentabilni,zahtijevaju serijsku proizvodnju ili skup pojedinačni proizvod.
LITERATURA:
[1]Zubčević,R.:Mašine za obradu drveta,Idio,teorija rezanja,Mašinski fakultet Sarajevo, 1998.
[2]Karahasanović,A.:Nauka o drvetu,Sarajevo, 1988.
[3]Jackson,A.,Day,D.:Woodworker`s manual,London,1996.
[4]Oreščanin,D.:Trgovina drvetom,Beograd,1978.
[5] www.beck-gmbh.de/holzher/index.htm
[6]www.biesse.com
[7]www.wikipedia.org
43
PRILOZI:
1.Tehnološki postupak izrade kupaonskog ormarića,
2.Sajt s Interneta,
3.Kalkulacija cijene za komodu s Interneta,
4.Krojna lista za komodu s interneta,
5.Šema optimizacije rezanja ploče za komodu s Interneta.