定制家具生产的关键步骤，还有这些问题要解决！

板式定制家具生产工艺的复杂程度与产品的结构、外观样式、用材及用途等许多因素密切相关，即使是相同类型的产品，不同厂家其生产工艺也各不相同。







以生产常规衣柜为例，按其生产工艺的不同可以分为柜门和柜体。柜门根据生产工艺还能分为掩门和趟门，甚至还能再进行细分，因工艺不同而这些部件不能在同一条生产线上生产；柜体主要分为矩形板和异形板，而我国定制家具行业目前可以实现智能制造的只有矩形板，其他类型的板材部件加工要么是半自动化，要么还是纯手工制作。


定制家具矩形板件智能制造的一般生产流程为：生产领料→开料→封边→打孔→分拣→包装→入库，以及为了提高生产质量和加工效率等目标而在主流程之间设置的其他工序，如开料后的板材清洁工序、质量检测工序等。







定制家具自动化生产线的各生产设备和硬件单元与控制系统的主要通讯网络如下图所示。生产备料阶段由制造企业生产过程执行系统（MES）准备所有工段生产数据，并下发给车间每个工段的每台设备。


立体仓储接收到MES系统备料数据后，开始按照生产顺序依次进行备料、拣选。生产过程中各个工段通过感应器扫码触发开始生产，结束生产后，可编程逻辑控制器（PLC）请求线控系统获取加工数据。







01 领料阶段


生产材料在生产前需要进行拣选。传统方法是在一个场地进行生产材料的拣选和缓存，需要投入大量工人去确认拣选，大量叉车进行运输，空间利用率很低。


自动化的智能立库满足能够自动分拣、自动输送、自动按原材料类型分区域入库储存，并按生产需求自动分配生产材料等功能。










立体仓储对生产线的有益效果是：避免了原模式下来回转运的人员浪费以及板件的运输损耗，提高仓储资源整合管理效率，统一协调高效规划存储布局，优化设备与劳动力的利用率，减少作业错误，降低作业成本，提高整体作业能力，实现物流、信息流、资金流三流合一，推动企业管理的信息化，数字化。


02 开料阶段


板式家具开料多是人工搬运板材输送至自动开料设备，并转运开料后板材，将废料投入废料收集箱，工人劳动强度大。自动化开料生产线主要解决开料前的自动上料，开料后的自动出料以及余料、废料的自动处理。


生产线上游与智能立库对接，通过系统分配生产材料替代人工搬运，应用自动输送线和机械手实现开料设备前后的上料
和出料，余料及废料可以通过一条独立的子输送线输送并收集，避免影响加工板材向下一工序输送。


板材开料质量受开料设备以及板材自身等因素的影响，开料后板材可能出现表面缺陷、划痕等不良现象，因此设置自动质量检测系统是必要的，既要检测板材表面是否存在缺陷，又要检测其几何尺寸是否合格。










03 封边阶段


板式家具的封边不仅能保护板材不被潮气入侵，不受环境温度和外力的影响，提高家具寿命，而且还可增加板式家具的视觉美感，实用又美观。


因此封边工序是影响家具板材质量的最重要环节，也是进行自动化生产需要着重研究的环节。板式家具的封边，目前较多使用直线单机封边机进行加工，但这种封边机每次仅能批量加工一种类型板件，若要加工其他类型板件，需要手动换封边带颜色、厚度等，手动调整预铣、粗修、精修、倒角等加工单元参数，单一性较大，自动化程度低，而且耗费的生产辅助时间过多。


所以在建立自动化生产过程中，需要解决对于加工不同板件的封边颜色、厚度、加工参数等，能够实现自动切换加工而不需要人工干预，以提高大规模生产板件的自动化和柔性化程度。










04 打孔阶段


打孔工序多是采用通过式排钻设备，相对较容易实现自动化生产。自动化生产线主要需解决两个问题：一是调节好与上下工序衔接后的生产节拍，可以根据生产情况建立多条并列的排钻线；二是对于不同的板材需要打不同类型的孔，这就得使用不同的排钻设备，主要是指双排钻和多排钻等。


在待打孔板件进入排钻生产线之前，系统应识别该板材的打孔规则并分配到对应的设备进行加工。需要注意的是板材打完孔后其表面和孔内会残留木屑粉尘，应在生产线上设置自动清洁装置。













05 分拣阶段


传统生产模式在一个批次生产完成（即板材打完孔）后，员工就必须从杂序的板件中找齐同一订单的板件并分类好，最后运输到包装工序进行打包。


人工分拣方式极大增加了分拣工段的生产时间；批次较多的情况下还可能会造成生产物流堵塞；另外，搬运数量多并且尺寸差异大的板件，会造成员工劳动强度大，出错率高。


因此建设自动化分拣线主要应尽量提高分拣效率，避免造成物流堵塞，在板件达到分拣机械手前，系统应识别该板材所处的订单，并使同一订单板件自动分拣到指定区域，当同一订单板件齐全后再统一输送至包装工位。










06 包装阶段


包装工序一直以来都是整个加工流程中体力劳动强度最大的工序，包装自动化能够释放企业劳动力，降低生产成本。自动化包装生产线的技术难点主要在于，自动将分拣好的同一订单的多块板材按先大后小的顺序进行堆垛整齐。


通过测量堆垛大小，系统计算所需包装纸皮尺寸，并控制自动裁纸设备裁出相应纸皮；另一难点是自动化放置保护角或填充泡沫，特别是填充泡沫，每一包板垛均不相同，系统需要计算填充的量和位置，填充动作也难以靠设备实现自动化。










就目前技术而言，定制家具矩形板件的自动化生产不难实现，但是依然存在一些问题亟需解决，如板材输送过程中的静电问题等。如何实现高质量、高效率以及低成本的自动化生产，仍需要进行不断地研究和改进。