松木家具配料工艺的横截优选锯与横截圆锯的差异性研究

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配料是家具生产中的第一道工序,目前我国家具企业多采用横截圆锯机作为横截开料的主要设备,而随着信息化和柔性制造的发展,横截优选锯作为先进制造设备的代表之一,在实木家具企业中使用得越来越多。本文选取了松木家具企业的配料工段,针对横截圆锯和横截优选锯的配料方式、生产率和生产成本等方面进行了研究,具体研究成果如下:(1)横截圆锯与优选锯均通过横截物料来完成生产任务,不同之处是前者依靠操作者的经验来判断锯切位置,后者是通过数据库之间的对比来优化横截方案。优选锯的出材率取决于其优化的程序,而横截圆锯的出材率依赖于人工的经验。(2)原料等级和规格相同的条件下,横截圆锯锯切一次平均用时3.57s,优选锯锯切一次平均用时0.92s,优选锯锯切一次的速度是横截圆锯的3.90倍。以设备单位时间内所能加工的木料长度来表示设备的加工速度,横截圆锯的平均加工速度为7.69m/min,优选锯为30.01m/min。(3)两种设备加工相同的时间周期,比较相同规格的木料数量,对于短木料(270-600mm)和长木料(1950mm),优选锯生产出的木料数量是横截圆锯的5倍,而中间规格(780-1520mm)的木料数量,优选锯能达到横截圆锯的16倍。(4)两种设备加工相同根数的原料,比较相同规格的木料数量,优选锯生产出的木料数量均多于横截圆锯,尤其对于中间规格的木料人工运算的劣势凸显,横截圆锯生产出的木料数量只有优选锯的1/4,优选锯正是通过优化锯切方案,增加中间规格木料的数量提高了平均出材率。优选锯的出材率比横截圆锯提高了10%。(5)横截圆锯加工的毛料长度尺寸误差平均值为7.71mm,误差区间为(-10,28)mm,加工性能不稳定;优选锯加工的毛料尺寸误差平均值为1.17mm,误差区间为(0,3mm),加工性能稳定。(6)原料成本是木料成本中的最主要因素,单根毛料的成本横截圆锯是优选锯的1.33倍,且随着长度增大,单根毛料成本的差额逐渐增大,差额与长度的关系为y=0.267e0.325x。(7)实木的年消耗量为1600m3的企业,五年可收回优选锯的设备投资成本,实木年消耗量在此之上的企业均可考虑引入优选锯;实木月消耗量在600m3的企业,仅需一年即可收回优选锯的设备投资成本。
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