我國木門自動化制造的新動向
姚遙 許亞東 彭加梅
（上海躍通木工機(jī)械設(shè)備有限公司，上海201505）
摘要：近年來，隨著我國木門自動化制造水平的不斷提高，木門生產(chǎn)定制化與自動化制造水平的矛盾得到緩解，在自動化制造理念、加工工序以及生產(chǎn)工藝等方面的創(chuàng)新層出不窮，圍繞我國木門制造特點(diǎn)，總結(jié)我國木門自動化制造的新動向，為提升我國木門行業(yè)的技術(shù)與裝備水平提供借鑒與參考。
關(guān)鍵詞：木門；自動化；新動向
中圖分類號：TS66 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1001-8654(2017)020-0045-04
New Trend in Automatic Wooden Door Manufacturing in China
YAO Yao XU Yadong PENG Jiamei
( Shanghai Yuetong Woodworking Machine Equipment Co.,LTD，Shanghai 201505, China；）
Abstract: Recently, contradiction between customizasion demands and large scale production of wooden doors were very much eased due to continued improvements in the wooden door manufacturing automain, such as automatic manufacturing processing and equiment innovations 。The authors described the new trends in automation manufacturing technology to provide reference for China’s wooden door industry.
Keywords: wooden door； automation； trend
我國木門制造有著悠久的歷史和文化傳統(tǒng)，歷史上，木門都以手工作坊加工為主，但隨著我國人民生活水平和工業(yè)化程度的不斷提高，木門制造產(chǎn)業(yè)逐漸形成，先后經(jīng)歷了手工、半機(jī)械化、機(jī)械化的制造階段。
由于我國木門制造不同于國外標(biāo)準(zhǔn)化木門生產(chǎn)，以定制化生產(chǎn)為主，大多采用通用設(shè)備加工，存在效率低、精度不高、材料浪費(fèi)以及安全性弱等問題，且木門的材料種類多、結(jié)構(gòu)、造型較復(fù)雜，桎梏了我國木門自動化制造的進(jìn)程。
由筆者所在公司開發(fā)的我國第一款數(shù)控木門專用加工設(shè)備于2005年問世，隨后的六年中又相繼開發(fā)出十余種專門用于門扇和門框自動化加工設(shè)備，廣東、青島、山西等地木工機(jī)械企業(yè)也陸續(xù)開發(fā)出專門用于木門自動化生產(chǎn)的鋸切、砂光、壓貼設(shè)備，木門自動化制造的帷幕徐徐拉開。
2013年，我國人口紅利出現(xiàn)拐點(diǎn)，勞動力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，勞動力價格快速增加，自動化制造的經(jīng)濟(jì)拐點(diǎn)亦顯現(xiàn)，整個行業(yè)的自動化制造熱潮興起，之后3年多里，自動化制造進(jìn)入快速發(fā)展階段，且普及率迅速提高。
隨著《中國制造2025》國家戰(zhàn)略的推進(jìn)落實(shí)，以及《國家十三五年規(guī)劃綱要》中倡導(dǎo)的實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略要求，我國木門自動化制造水平發(fā)展呈現(xiàn)8個方面的新動向。
早期的木門單機(jī)自動化雖然實(shí)現(xiàn)了通用設(shè)備向自動化專用設(shè)備制造木門的轉(zhuǎn)變，解決了提高效率、提升質(zhì)量、降低勞動強(qiáng)度、減少對勞動者的技能依賴等問題，但減少用工和讓新一代勞動者體面工作等企業(yè)更關(guān)心的問題，并未根本扭轉(zhuǎn)。為了進(jìn)一步提升木門制造的自動化水平，還必須把機(jī)器自動加工與物料自動上下、流轉(zhuǎn)等輔助工作結(jié)合起來，少下線、少堆垛，才能把人工操作、搬運(yùn)等諸多環(huán)節(jié)的勞動力省下來。
2013年底，門扇自動化生產(chǎn)線研發(fā)取得突破，如筆者公司開發(fā)的 “班產(chǎn)300樘門扇柔性生產(chǎn)線”（圖1）通過鑒定正式推向市場。
該門扇柔線生產(chǎn)線方案集門扇長度定尺鋸切；門扇兩長邊鎖孔和鉸鏈孔槽加工；門扇表面進(jìn)行銑孔、槽、雕花等成型加工于一體，流水線完成。
經(jīng)首批用戶企業(yè)使用，在減少用工、節(jié)省場地、縮短生產(chǎn)周期、簡化現(xiàn)場管理、快速復(fù)制擴(kuò)大產(chǎn)能等方面獲得豐厚收益。
行業(yè)協(xié)會及時因勢利導(dǎo)，舉辦系列推廣活動，在業(yè)內(nèi)建設(shè)了十條木門自動化示范生產(chǎn)線，推動了整個行業(yè)由單機(jī)模式向流水生產(chǎn)線自動化模式迅速發(fā)展。截止2016年8月，我國已建/在建的生產(chǎn)線達(dá)到了47條。
圖1班產(chǎn)380樘門扇生產(chǎn)線的加工工藝流程和設(shè)備布置圖
1.自動進(jìn)出料壓機(jī) 2.掃描臺I 3.數(shù)控門扇四邊鋸 4.周轉(zhuǎn)庫 5.封邊進(jìn)料臺 6.龍門輸送機(jī) 7.直線封邊機(jī)
8.封邊出料臺 9.封邊出料臺 10.單向輸送臺II 11.單線輸送臺II 12.單向輸送臺II 13.單向輸送臺II 14.單向輸送臺II 15.周轉(zhuǎn)庫 16.掃描臺II 17.數(shù)控門扇孔槽加工機(jī) 18雙向輸送臺 19.單向輸送臺I 20.單向輸送臺I 21.雙向輸送臺 22.雙面加工中心 23.單向輸送臺I
我國的木門自動化制造起步于免漆門生產(chǎn)企業(yè)，隨著這些企業(yè)的自動化制造，特別是流水線自動化制造優(yōu)勢的彰顯，為數(shù)眾多的油漆門生產(chǎn)企業(yè)對自動化需求浮出水面。
與免漆門相比，油漆門工序更復(fù)雜，工藝路線更長，對設(shè)備的自動化水平以及物流、信息流的控制要求更高。經(jīng)過多年努力，以筆者公司為主的木工加工設(shè)備，聯(lián)手國美優(yōu)秀曲面砂光設(shè)備、涂裝設(shè)備制造商，共同在自動化單機(jī)和生產(chǎn)線協(xié)同攻關(guān)，并取得了長足進(jìn)步。僅2016年，筆者公司銷售的油漆門生產(chǎn)線就達(dá)到11條。
三、木門工藝由層壓式木門向拼裝式木門發(fā)展
目前，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動化連線方式生產(chǎn)的大都是層壓式木門，拼裝門則是高檔消費(fèi)者歡迎的木門產(chǎn)品，雖有自動化大規(guī)模生產(chǎn)的市場需求，但工藝復(fù)雜、部件多樣、加工主機(jī)功能和精度要求高、信息標(biāo)識、交換困難，自動化加工的進(jìn)程明顯滯后于層壓式木門。
近年來，國內(nèi)裝備制造領(lǐng)先企業(yè)與木門骨干企業(yè)積極合作，通過改進(jìn)工藝，使拼裝門制造更適合自動化加工，先后開發(fā)出橫梃、立梃、門芯板、線條等拼接門組件的自動加工生產(chǎn)線，如圖2a、2b所示。
在拼接門組件成型和飾面加工的基礎(chǔ)上，只需50s左右就完成包括：定尺鋸切、榫眼鉆孔、五金件安裝位置加工、拼接榫銑削、加工截面噴吐隔離、噴膠裝榫等全部工序的自動加工，在自動化控制方法、成組加工技術(shù)應(yīng)用、柔性自動化性能、物料精準(zhǔn)傳輸、加工周期和產(chǎn)出效率等更上一層樓。
四、 自動化產(chǎn)品范圍向門框自動化生產(chǎn)擴(kuò)展
我國的木門門框結(jié)構(gòu)及工藝復(fù)雜多樣。門框與門擋組合方式主要有門檔條鑲嵌和主副套拼接2種，主副套拼接又分平面拼接和上下拼接；從門框連接方式看，主要有45º、90º連接，90º連接又分側(cè)蓋頂和頂蓋側(cè)；在門框加工方式上，主要有門框與裝飾線條分別加工和合成后加工；在木工加工工序上看，有下料、包覆、封邊開槽、門檔槽噴膠、門檔放置和固定、定尺、鉆孔、銑槽等工序。顯然，門框自動化比門扇自動化難度更大，但也潛力更大、價值更大。
筆者公司與木門制造行業(yè)知名企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，已經(jīng)研發(fā)出基本滿足國內(nèi)市場主要門框結(jié)構(gòu)的自動化生產(chǎn)線，如圖3所示，徹底改變門框的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，門框自動化生產(chǎn)線成為新一輪木門自動化投資的熱點(diǎn)。2016年，筆者公司的門框自動化生產(chǎn)線銷量達(dá)到六條。
圖3門擋條自動鑲嵌式木門門框生產(chǎn)線
五、自動化生產(chǎn)線向兩端延伸
2016年，門扇自動化生產(chǎn)線的前端已經(jīng)延伸至面板與芯板的自動上料、涂膠、組胚、壓合等工序，后端已經(jīng)延伸至檢驗(yàn)、修飾、包裝等在線作業(yè)。國內(nèi)最長的門扇生產(chǎn)線長度達(dá)到了216米，在線主輔助設(shè)備達(dá)到117臺。
門框自動化加工生產(chǎn)線的前端，已經(jīng)延伸至主副套或門檔自動配料、涂膠、組合、壓合、打釘?shù)裙ば?，后端已?jīng)延伸至自動除塵、安裝密封條等工序。
六、自動化設(shè)備適應(yīng)性更加精準(zhǔn)高效環(huán)保
從適用性要求看，木門生產(chǎn)線正在向設(shè)計合理、控制精準(zhǔn)、路徑優(yōu)化、綠色高效方向發(fā)展。滿足生產(chǎn)場地的平面資源綜合利用的要求，設(shè)備和產(chǎn)線的空間布置適用合理的要求。此外，物料路徑和動作優(yōu)選、防塵降噪、安全保障、ERP或MES信息運(yùn)用、加工過程錯誤信息過濾、關(guān)鍵工序?qū)崟r補(bǔ)碼等新技術(shù)也被廣泛使用。生產(chǎn)線不僅功能日益強(qiáng)大、全面，外觀造型也更具觀賞性。
七、木門專用加工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化體系不斷完善
木門專用加工裝備的標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立，對規(guī)范木門自動化裝備制造、保證產(chǎn)品質(zhì)量起到了有利的推動作用。近年來，隨著木門專用加工裝備及其生產(chǎn)線的推廣應(yīng)用，木門制造裝備單機(jī)設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也陸續(xù)建立和完善。
由中國林科院木材工業(yè)研究所和筆者公司牽頭制定的2項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T2733,《木門鎖孔、鉸鏈槽組合加工機(jī)》、LY/T 2729-2016 《數(shù)控門扇四邊鋸》已版本實(shí)施，另有3項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（《木門門扇橫梃生產(chǎn)線》、《拼裝式門扇榫接位置加工機(jī)》和《木門門套組合加工機(jī)》）也處于審批階段。
八、木門自動化生產(chǎn)趨勢向中西部地區(qū)迅速發(fā)展
我國東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)，尤其是自動化方面，東西部區(qū)域差異明顯。但近年的實(shí)踐證明，西部地區(qū)對生產(chǎn)自動化的需求快速上升。
在勞動力價格同樣處于上升通道的時代背景下，只要企業(yè)的產(chǎn)量達(dá)到自動化的經(jīng)濟(jì)規(guī)模以上，自動化投資所節(jié)省的勞動力價格總值和由市場容量決定的產(chǎn)出規(guī)模，一樣可以給生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型木門的企業(yè)創(chuàng)造利潤；并且，自動化生產(chǎn)能夠快速復(fù)制，有助于企業(yè)迅速形成新的生產(chǎn)能力，增強(qiáng)市場競爭力。2016年僅重慶地區(qū)就已訂購3條木門自動化生產(chǎn)線，目前落實(shí)的訂單累計已達(dá)4條。
九、結(jié)束語
目前，中國經(jīng)濟(jì)正面臨速度換擋節(jié)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)調(diào)整節(jié)點(diǎn)、動力轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，在螺旋式上升的發(fā)展歷程中進(jìn)入了一個新狀態(tài)、新格局、新階段。在以數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為特點(diǎn)的第三次工業(yè)革命的浪潮中，中國制造業(yè)正在努力實(shí)現(xiàn)由“中國制造”向“中國智造”全面戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。
我國是木制品制造大國，地板、家具、門窗的產(chǎn)量和產(chǎn)值均居世界第一。結(jié)合數(shù)字化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化等手段，對提升我國木門自動化制造水平、促進(jìn)我國木門制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，具有重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李偉光，姚遙，張占寬. 典型木門門扇自動化柔性生產(chǎn)線[J].木材工業(yè)， 2015，29（01）：24-27
[2] 姚遙，許亞東，許厚榮，姚永和.我國木門自動化制造特點(diǎn)及發(fā)展趨勢[J].木材工業(yè)， 2015，29（02）：:25-29 |