在板式定製家具生產過程中,板式部件的鑽孔是為板式家具製造接口,通過各種類型的鑽孔設備在板式部件上加工出用於各種連接件安裝或定位的孔,也是現代板式家具或板式定製家具生產中的重要工段,直接影響到產品質量,使用壽命和生產效率等。筆者主要概述和總結了目前國內常用的數控加工中心,數控開料鑽孔中心,臥式數控鑽孔中心,立式數控鑽孔中心等3種典型板件鑽孔設備。這對現代板式家具或板式定製家具的數控鑽孔設備的選型,生產線的規劃,智能製造的實施都具有實際參考作用。

本實用新型為一種改進的數控動力頭座,包括進料平台,進料平台的上方設有壓料裝置,進料平台的一側設有動力頭座,動力頭座上垂直設置有第一垂直排鑽和第二垂直排鑽,第一垂直排鑽和第二垂直排鑽互相構成垂直夾角,其特征在於,所述第一垂直排鑽外側的動力頭座兩側上分別設有第一水平鑽頭,兩第一水平鑽頭沿送料方向呈間距式設置,通過在動力頭座上增加的一個第一水平鑽頭,且兩第一水平鑽頭沿送料方向呈間距式設置,使動力頭座可以對板材(板式家具用的板材)兩側靠近端部的側麵分別進行鑽孔,而且鑽孔前可以對工件進行壓緊,減少板材的懸空麵積,避免鑽孔時出現太多的晃動,能有效提高加工板件水平孔的精度。

本文研究板式家具數控開料機的數字孿生模型構建與虛擬調試技術, 先闡述數字孿生基礎概念,數控開 料機核心原理及虛擬調試關鍵技術; 再分析模型構建流程, 包括物理實體信息采集,虛擬模型搭建與精度優化; 最後 探討虛擬調試的場景搭建,功能實現及數據交互協同。為數控開料機高效調試與穩定運行提供支撐, 減少實體調試成 本, 提升設備加工精度與效率

本實用新型公開了一種板式家具全自動加工一體機,包括機台座,分欄式吸盤,連接支架,縱向移動滑塊,縱向齒輪驅動伺服電機,縱向齒條,移動座,橫向齒條,橫向齒輪驅動伺服電機,豎直導向座,轉向驅動伺服電機,電機座和刀具安裝座,分欄式吸盤安裝固定在機台座上,連接支架固定連接縱向移動滑塊與移動座,縱向齒輪驅動伺服電機控製機台座上縱向移動,橫向齒輪驅動伺服電機控製移動座橫向運動,轉向驅動伺服電機控製刀具安裝座的轉向;該一體機通過數控程序控製各部分的伺服電機運動,可實現對板式原木家具材料包括開料,打板與板之間的正麵和側麵位置連接槽,板麵紋理雕刻一次性加工工作,具有自動化程度高,加工精準及省時省力的特點。

隨著人們生活水平的提高和消費理念的轉變,家具的客戶需求呈現多樣化和個性化的趨勢,這種轉變引起製造企業的競爭環境發生了巨大的變化,表現在產品生命周期縮短、多品種小批量生產比例增大和市場的動態多變。為了適應競爭環境,企業必然選擇定製生產模式。定製生產模式根據客戶的具體要求有針對性地進行生產,充分滿足客戶的個性化需求,但是,與大批量生產模式相比,定製生產模式降低了生產效率,影響企業的效益,進而又將阻礙定製生產模式的推廣應用。因此,探求提高定製生產模式的生產效率的方法和途徑是一個具有理論意義和應用價值的課題。 本文相關研究針對技術水平較低的中小型製造業,通過將企業員工,與機器組成動態的柔性生產線,進行統一的生產調度管理和改造,實現了大規模定製生產,對其它中小型企業的大規模定製也有重要的參考價值和借鑒作用。 板式家具大規模定製的研究現在主要集中在家具快速設計和板材套裁優化兩個方麵。至於生產過程的優化,即板式家具大規模定製的生產調度優化還未見有專門的論述。 在家具快速設計方麵:已有多個設計軟件,但這些軟件主要注重產品外觀的顯示和模塊化設計。用虛擬現實來展現設計師的設計,由消費者判斷設計是否符合自己的需求。用模塊化提高設計速度。應用中發現兩個問題: 一是用戶需求的捕捉主要靠設計師和用戶溝通來實現,虛擬現實的效果和實際效果存在較大錯別,往往客戶簽字認可了的設計,生產完成在客戶家安裝後,客戶並不喜歡,這樣,定製家具設計就變成了一個遺憾的設計。如何正確捕捉客戶需求,就成為定製家具設計的重要研究課題。 二是產品設計和工藝設計分離,在設計師完成產品設計後,還要花時間進行工藝設計,加長了定製家具製造時間,同時易於出錯。如何實現產品設計、工藝設計的並行一體化,也是定製家具設計和生產中的重要研究課題。 在板材套裁優化方麵,本身就是一個NP難問題。板材在定製家具成本中占45%以上的比例,進一步提高套裁優化效果是一個長期的研究改進課題。同時目前的相關研究還沒有達到直接實現數控加工控製。 板式家具大規模定製的生產調度優化需要有適應大規模定製的信息平台,大規模定製是一種信息化製造的生產方式,訂單個性化信息的及時處理,以及定製產品在生產企業內部和企業間的跟蹤控製能力和信息共享程度,是決定大規模定製生產能否實施的關鍵因素。但是現在定製家具企業看到的隻是能帶來訂單的網站平台,能做數據統計的倉庫管理平台,而缺乏一個綜合信息平台。如何建立定製家具企業的綜合信息平台,簡易地顯示各類統計數據,是定製家具企業急需解決的重要課題。 針對定製家具大規模定製研究中上述重要課題,本文主要做了如下工作:研究基於功能粒度模型的快速設計係統的建模方法和真實感虛擬現實的實現技術;研究基於並行工程和知識設計數據庫,生成產品全生命周期的各類所需數據;針對大批量定製生產方式的批生產調度問題,研究實時生產數據智能分批建模,粒子群多目標優化算法的應用與改進,以及優化過程的計算機實時可視化問題;研究比普通矩形布局問題難度更高的"一刀切"的板材排料優化算法,研究對非數控裁板機和數控裁板機的柔性製造係統改造;研究如何直觀地、集中地顯示出訂單與時間相關的各類統計信息,研究其可視化表達方法,使生產管理人員能直觀地了解跟蹤的各類生產信息,進行動態調整。 論文主要創新點如下: (1)采用功能粒度分析和模糊推理方法建立動態的功能單元模塊數據庫,實現客戶需求的快速捕捉和設計數據庫的聚類搜索。結合單元功能模塊、特征建模、空間數據模型與知識化表達的建模結構,實現基於CAD/CAPP/CAM並行工程的板式家具快速設計係統。 (2)針對柔性生產線的多目標優化批調度問題,提出了平行機繼列分批調度模式。設計了自適應元胞自動機變異粒子群多目標優化算法,其創新點在於使用元胞自動機進行變異搜索,提高了尋優能力。在采用此算法做單目標優化效果測試時,優於現有文獻的結果(采用標準30平行機調度數據進行比較測試,30%的概率找到了最優解)。並利用瓶頸分解法,有效降低了多目標優化問題的維數,進行了各種組合參數設置的比較研究,找出了較優的基於黃金分割的權值設置參數,避免應用中參數設置的隨意性,達到實用。 (3)研究了大規模多品種小批量的矩形件排樣優化問題,針對其"一刀切"的特殊生產工藝要求,通過對待切板自動生成兩個不同的編號:橫切編號和縱切編號的方法,采用麵積、長度、寬度啟發的多種群蟻群算法,避免了單因素啟發的不合理布局,做到了"生成即可行",經比與單因素蟻群啟發相比較,多種群蟻群算法尋優能力強,主要表現為:最大利用率最高;多次尋優的最大利用率變化區間小。研究並實現了板式家具的柔性製造。 (4)提出了動態時間二維界麵方法,使用矩陣布局界麵,實現了基於時間屬性動態顯示訂單各種統計信息,直接表達對應生產工序的多維離散數據的統計信息科學可視化。解決了單一傳統界麵顯示數據量少、訂單狀態顯示不充分的缺陷,實現大規模定製的訂單全生命周期的動態跟蹤和動態調整的能力。

工作研究是提高生產率並降低生產成本的首選技術,是精益生產(LP)和企業資源計劃(ERP)管理等的基礎,因此對板式家具生產係統進行現場工作研究具有重要的意義。 本文旨在通過一係列科學方法,在構架板式家具生產係統現場工作研究的基本體係的同時,重點研究板式家具生產企業工時定額製定方法,初步建立三個主要生產設備的時間標準資料。 研究內容和結論如下: (1)研究了板式家具的工藝流程,成組技術,加工質量和人機關係,並以工時定額的製定與應用體係為核心,初步形成了板式家具生產係統工作研究的基本框架。 (2)分析總結了某企業板式家具零部件的9類工藝流程以及對某一流程"重排"的原因,重新設計了"板式部件工藝流程表",這將有利於分析成組工藝流程。 (3)通過分析某企業試裝工序的現狀和取消試裝工序的可行性及意義,比較某企業板式家具零部件的加工質量標準與參考標準,提出了取消試裝工序的一係列措施。 (4)總結了板式零部件成組加工方法及11種常用鑽孔加工方法,並探討了板式家具零部件分類編碼方法。針對板式部件的鑽孔加工特點,提出了"成組加工單元+工序合理分化"的生產組織方法。通過對鑽孔作業的個案研究,弄清了零件組,零件族,成組批量,作業排序,基本作業轉換,部分作業轉換,孔的有效組合等基本概念。 (5)從作業分析角度對家具生產中的各種人機係統進行了分析,提出了不同的操作單元劃分方法。 (6)通過現場觀察分析,對家具生產中的工時消耗和設備利用時間進行了分類研究,由此構成了統一的工時消耗分類體係。進一步比較了標準時間與工時定額的概念與構成。 (7)對機加工車間進行的工作抽樣表明,不同的人機係統具有不同的作業率,在製定其標準時間時應賦以不同的寬放率。 (8)對WNT600數控裁板中心,比雅思TECHNO7全自動六排鑽,成霸R6C全自動直線封邊機進行了作業測定,建立了裁板中心作業各單元的時間標準資料和鋸切單元正常時間的線性回歸方程,與孔的有效組合相對應的鑽孔單元時間標準資料,封邊作業單元時間計算公式;提出了應用多元回歸測定法進一步測定鑽孔作業轉換時間,根據"時間步"建立封邊作業時間標準資料的方法。 (9)初步研究了工時定額的動態評價技術,修正係數,衡量方法等,以便形成完整的研究體係。在此基礎上,首次提出了板式家具工作研究圖紙分析及其編碼技術。