Як вибрати форматний верстат

Існує цілий ряд виробництв, де форматно-розкрійні верстати просто незамінні. Це і столярні цехи і меблеві фабрики та інші галузі промисловості, де розкрій деревини або плитних матеріалів – невід'ємна частина виробничого процесу, в таких деревообробних виробництвах просто не обійтися без форматно-раскроечних верстатів.

Прикладом такого провадження може служити підприємство по виготовленню меблів. Успіх будь-якого підприємства, що займається таким виробництвом, безпосередньо залежить від правильно вибраного обладнання. Процес виготовлення меблів починається з розкрою деревини з певними розмірами. Найчастіше сьогодні для виготовлення меблів використовують МДФ або ДСП, покриті декоративними плівками. Тому для виробництва, випускає меблі необхідні форматно-розкрійні верстати, які здатні виробляти розпив без сколів.
Устаткування для розкрою буває різних типів. Розрізняють горизонтальні і вертикальні форматно-розкрійні верстати, двосторонні верстати, розкрійні центри з ЧПУ і без.

Почнемо з розгляду горизонтальних форматников і визначимося зі способом їх класифікації.

Справа в тому, що єдиної, загальноприйнятої класифікації на поточний момент не існує. Всі верстати відрізняються за робочими параметрами, вазі, потужності, ступеня автоматизації і іншого, і в цій ситуації кожен виробник на свій розсуд відносить свої моделі до тим чи іншим групам.

В цілях більшої зручності порівняння, візьмемо наступний підхід до класифікації горизонтальних верстатів:

До першої групи віднесемо так звані стандартні моделі верстатів. Умовно їх можна назвати верстатами «бізнес-класу». Такі моделі є в лінійках кожного виробника. Вони проектуються для роботи в одну зміну по 8-10 годин. У їх комплектацію включені всі необхідні для ефективної, комфортної роботи вузли та пристрої.

Друга група – верстати «економ-класу», в яких в цілях здешевлення ряд функцій моделей першої групи прибраний в опції, а деякі вузли і конструкції спрощені. Внаслідок таких спрощень зменшуються і максимальні допустимі навантаження для цих верстатів, тому вони оптимально підходять для однозмінної роботи не більше 4-5 годин.

Третя група – верстати, у яких виробник втілює всі передові технологічні напрацювання, не скуплячись на їх вартість. Такі моделі часто називають «топ-моделями в лінійці». Завдяки такому підходу, ці верстати витримують двозмінний режим роботи великих промислових підприємств, і їх часто називають «промисловими». Після того, як обрана класифікація, розглянемо сам форматно-розкрійний верстат детальніше і відзначимо ті його параметри, на які при виборі необхідно звертати особливу увагу.

Станина.

Станина являється основною частиною будь-якого верстата, його островом, на якому кріпляться основні вузли. Точний з геометрії рез може бути отриманий тільки з «жорсткою» станиною, яка буде «гасити» виникають при роботі верстата вібрації. Також станина повинна забезпечувати стійкість верстата на рівному бетонній підлозі. Максимальна стійкість верстата настільки важлива, що іноді для підвищення стійкості використовують спеціальні виброподушки.
Важливу роль відіграє вага станини, а значить і верстата в цілому. Більш важкі станини краще поглинають вібрації від агрегатів, що позначається не тільки на якості різу, але і на тривалості збереження налаштувань верстата.
Однак неправильно вибирати верстат лише за його вагою, так як неякісне виготовлення агрегатів і вузлів, наприклад, неотбалансированные вали приводів або прорахунки в міцності конструкції, зведуть нанівець всі переваги важкої станини.
Після зварювання станина має фрезероваться на обробному центрі для досягнення повної паралельності всіх елементів кріплення. Наприклад, якщо станина отфрезерована неякісно, то буде вкрай складно, а часто і неможливо «виставити» каретку. Часто станина проходить спеціальну термообробку і процес штучного старіння. На станину кріпляться ключові вузли і конструкції верстата, головним чином столи і каретка.

Робочі столи.

Найважливішим є основною нерухомий стіл. Він несе на собі функцію головної опори для оброблюваних заготовок. Відповідно, чим більше площа основного столу, тим більше навантаження зможе витримати і весь верстат (зменшується питома вага деталі, який розподіляється по станині). Велика площа столу дозволяє без праці розкроювати повноформатні листи ДСП (довжиною 3200 мм).
Дуже важливим фактором є якість поверхні столів. Вдале рішення – відполірований робочий стіл, виконаний з чавуну. При переміщенні плитних ламінованих заготовок за такого столу виключаються пошкодження їх пластей.
Існують і інші, допоміжні столи, вони служать для підтримування деталей в процесі роботи. Серед параметрів цих столів важливим є розмір лівого поперечного столу, який переміщується разом з кареткою. Чим більше його розміри, тим більш великі за форматом деталі можна обробляти. В іншому випадку великі плити будуть «провисати», деформуючись, що призведе до втрат точності різу.
Правий стіл служить для додаткового підтримання деталей. Чим він ширший, тим на більшу відстань можна переміщати паралельний упор (відповідно довше повинна бути напрямна для упору). Також важливо наявність додаткового столика «на виході» заготовки. Розмір цього столика не настільки важливий, головне, щоб він запобігав падінню відрізаних частин заготовки.
Щоб вибрати верстат з оптимальними параметрами столів, корисно заздалегідь дати собі відповідь на наступні питання:

Який формат і вага деталей буде переважати під час роботи?

Буде на виробництві пріоритетним пакетний або ж штучний розкрій плит?

Якщо деталі будуть великими і важкими, робочий стіл великої площі і кілька додаткових столів будуть просто необхідні.
Практика показує, що найчастіше доводиться виконувати роботи з розкрою заготовок невеликого розміру на ще більш дрібні. У цьому випадку роль параметра максимальної довжини різання зменшується, в той час як більш важливим стає значення ширини з паралельного упору (найбільша відстань між пилою і бічній базової лінійкою).

Параметри каретки.

При виборі форматно-раскроечного верстата необхідно звертати особливу увагу на пристрій каретки (рухомого столу). Його конструкція повинна забезпечувати розкрій з точністю до 0,1 мм на 1 метр різу. Причому, в ідеалі, така точність повинна зберігатися як через один день після установки, так і після декількох років експлуатації. Каретки зазвичай виготовляють з алюмінієвого профілю, щоб зменшити їх вагу і полегшити працю оператора верстата. Алюміній пластичніший, ніж сталь або чавун, тому для запобігання «скручування» каретки від вертикального навантаження її, зразок ферми, роблять з великим числом внутрішніх перегородок (багатокамерні каретки). Габарити верстата безпосередньо залежать від максимальних розмірів каретки. Чим більше хід каретки і маса основних вузлів, тим більш потужною має бути станина.

Існує два основних типи кареток: роликові і кулькові.

Полеміка серед виробників форматок на тему того, який з типів каретки переважно досить спекотна. Тим більше що функціонально обидва типу не відрізняються один від одного. Перерахування всіх «за» і «проти» зайняло б не одну сторінку, тому зазначимо лише основні моменти. Роликові каретки можуть мати круглі або плоскі призматичні напрямні. При такій конструкції контакт ролика зі сталевою направляючої відбувається не в точці, а по лінії, що рівномірно розподіляє навантаження і значно продовжує термін служби конструкції. Тому роликові каретки частіше використовують для важких верстатів, в яких рухомий стіл значно масивніший.
Кулькові каретки дешевше і, при інших рівних умовах (великі навантаження, якість виготовлення каретки та інше) мають менший термін служби, внаслідок вже зазначених технологічних особливостей. Але для надійної роботи верстата в одну зміну навіть при досить великому навантаженні цілком може вистачити і такий каретки. Каретка на кулькових підшипниках, на відміну від роликових систем, має здатність до самоочищення, бруд йде в сторони, а не заминается роликами, тому можлива постійна мастило каретки під час роботи без побоювання, що на мастило буде налипати зайва пил і стружка. Роликові каретки часто рекомендують експлуатувати в сухому стані, так як мастило викликає налипання бруду і пилу. В результаті, метал, не покритий захисною змазкою, корозіє набагато швидше.
У підсумку, на перше місце виходить якість виконання каретки – цей параметр виявляється важливіше, ніж її конструкція. Наприклад, іноді в роликових каретках основні ролики роблять з металу, але підтримують ролики, що перешкоджають соскоку каретки і розташовані під кареткою, з пластика, хоча навантаження на них може бути велика, особливо при висуванні рухомого столу на велику довжину. Таким чином, хороша кулькова каретка може прослужити набагато довше, ніж дешева роликова і навпаки. До того ж на обидва типи кареток виробники дають гарантію до 5-6 років і, як правило, каретки справно служать як протягом цього строку, так і після, якщо дотримуватися той режим роботи, для якого призначений цей верстат (згідно з класифікацією, визначеною на початку цієї статті).
Важливу роль відіграє базування основи каретки на станині. Широкі базові поверхні (фрезеровані майданчики) станини, оброблені з високою точністю за один установ, забезпечують високоточне позиціонування на них каретки і її налаштування щодо столу і пильного вузла.
Необхідно звернути увагу на максимальну довжину пропилу каретки, яка визначає максимальні габарити распиливаемых деталей. Самим поширеним значенням є 3200 мм. Це пов'язано зі стандартними розмірами плит ДСП, ДВП або МДФ, і максимальними розмірами деталей корпусних меблів. У зв'язку з останнім не варто забувати, що більшість українських квартир зі стандартними сходовими прольотами і відсутністю вантажних ліфтів неможливо внести стільницю або боковину шафи довжиною понад 3000 мм. Ширина каретки відіграє важливу роль, при чому при розкрої великоформатних плит. Чим ширше каретка, тим менший питомий тиск на її опори, вище довговічність.
Рухомий стіл каретки не повинен дряпати заготовку. Від її геометрії залежить точність роботи верстата в цілому, тому всі профілі каретки перед складанням обробляються на центрах з ЧПУ. На продуктивності верстата позначиться і легкість ходу рухомого столу. Для переміщення якісного рухомого столу буде потрібно значно менше сил оператора (особливо це буде помітно, після 1-2 років експлуатації).
Можливість зафіксувати стіл каретки в необхідній позиції спрощує завантаження аркушів. Також в цілях полегшення роботи з верстатом як опція часто пропонується пневмоприжими заготовки (так звана пневмобалка). Ця можливість актуальна для пакетного розкрою повноформатних деталей, коли оператор просто не в силах іншим способом «заневолить» заготовки. З застосуванням пневмобалки зменшується довжина пропилу на 100-200 мм

Пильний вузол.

Сам пильний вузол форматно-раскроечних верстатів по конструкції у всіх практично однаковий. Різняться вони головним чином за способом кріплення, за потужністю, розміром пив і кількістю швидкостей обертання шпинделя. Корисно з'ясувати, кріпиться чи пильний вузол на станині або ж на робочому столі (з нижнього боку). Якщо до станини – вона буде гасити будь-які коливання від мотора пилки, якщо ж до столу – образитеся, що стіл досить масивний, а кріплення пильного вузла досить надійні, інакше під час роботи не уникнути зайвої вібрації. Наприклад, добре, коли є довгий шпиндель, закріплений двома підшипниковими опорами для більшої стабільності. Привід, як правило – кліноременная передача. Потужність 4 кВт достатня для розкрою всіх типів ДСП, а при необхідності складних робіт з деревом і обробці заготовок великої товщини, можлива установка двигуна потужністю 5,5 кВт. Але потужність двигуна не повинна бути менше 4 кВт! В іншому випадку доведеться навіть для нескладного розкрою зменшувати швидкість подачі, що може призвести до горіння дискової пили і втрати продуктивності.
Велика потужність необхідна при пакетному розкрої і при розкрої щільних матеріалів (фанера, пластик, тверді породи деревини). У будь-якому випадку більш потужний двигун має більший термін служби, а значить, він збільшить ресурс всього верстата при роботі з максимальним навантаженням. Великий діаметр основної пили актуальне для меблевиків при пакетному розпилі (пачки листів). У більшості інших випадків діаметр 300 мм цілком достатній, але рекомендований 400 мм. Параметр «посадковий діаметр пив», які часто вказують виробники, ключової інформації не несе. Виробники дискових пив випускають все «ходові діаметри», тому цей параметр навіть не був включений в таблицю.
Ще один загальний параметр для більшості існуючих верстатів – кут нахилу пив. Як правило, пилу можна нахиляти на кут від 0 до 45° (іноді від -1 до +46°). Цей параметр важливий при виготовленні індивідуальних меблів, наприклад, з масиву, або кутових секцій кухонних меблів, коли існує необхідність пиляння під кутом. У значно меншій мірі це актуально для пиляння плитних матеріалів ДСП, МДФ і т. п. Нахил пилки може здійснюватися механічно (обертанням маховика) або за допомогою електроприводу (натиснувши на кнопку).
При необхідності розкрою матеріалів з чистової поверхнею, яку небажано класти безпосередньо на стіл, а також при столярних роботах, наприклад, при вибірці трапецієподібних пазів може бути корисна надзвичайно рідко зустрічається можливість нахилу пив в діапазоні від -46 до 46°.
Діаметр основної пили безпосередньо залежить висота пропилу. Зазвичай в параметрах верстатів вказують висоту пропилу при вертикальному положенні пив (0°) і при нахилі 45°. Висота пропилу під кутом 45° зменшується приблизно на 1/3 від висоти 0°.
Для виробництва меблів використовують плити ДСП двох товщин: тонкі (для виготовлення полиць і деталей, на які не додається великих навантажень) і товсті (для виготовлення несучих стінок і тих деталей, на які додаються великі навантаження). В Європі прийнято використовувати 18 мм і 25 мм, в Україні, в основному, 16 мм і 22 мм. Тому переважній більшості меблевиків висота розкрою 40-50 мм достатньо. А це означає, що висота пропилу буде актуально в тому випадку, якщо планується розпилювати пачки плит (пакетний розкрій) або працювати з масивом.
Вибір частоти обертання основної пили дозволяє розкроювати різні матеріали і варіювати швидкість подачі. Бажано, щоб на верстаті «бізнес-класу» було передбачено 3-4 частоти обертання, це дає можливість однаково якісно обробляти різні типи матеріалів. Так для масиву рекомендується менше значення цього параметра, ніж для ДСП, а для МДФ - навпаки, більше. Як правило, частота обертання змінюється одяганням ременя на відповідну пару шківів. Заміна ременя не повинна представляє складності, для цього в конструкції пильного вузла, наприклад, передбачають спеціальний важіль, який дозволяє послабити ремінь одним рухом.
Крім основної пили, пильний вузол форматно-раскроечного верстата повинна мати підрізною пилкою. Вона необхідна при роботі з ламінованим (кашоване) плитними матеріалами. Маючи велику швидкість обертання (близько 7500 об/хв) і напрямок обертання супутнє напрямку поступального переміщення матеріалу, підрізна пила фрезерує в заготівлі паз невеликої глибини і ширини. Після цього основна пила може зробити пропил, не допускаючи сколів і «вириваючи» матеріалу при виході зуба пилки з заготовки.
Від налаштування підрізного вузла безпосередньо залежить якість розпилу, тому важливо, щоб його регулювання були зручними. Добре, коли підрізний вузол має можливість осьового переміщення пільного диска відносно основної пилки. Бажано, щоб доступ до механізму регулювання був із зовнішнього боку станини верстата, так як до механізмів регулювання, наприклад, під робочим столом доступ досить ускладнений. Особливо це важливо, так як підрізна пилка повинна заточуватися частіше основний.
Найскладніше в налаштуванні підрізного вузла – уникнути «сходинки», яка може з'явитися при розпилюванні, для цього діаметр пилки і кількість зубів повинні бути узгоджені з частотою обертання. Зручно, коли є можливість налаштування електронної підрізного вузла. Вона дозволяє регулювати висоту і положення пилкового диска безпосередньо з панелі управління, вводячи числові значення. У цьому випадку точність налаштування підрізного вузла в горизонтальній площині складе 0,01 мм, що значно покращить точність пропила. Потужність моторів підрізних агрегатів зазвичай 0,5 – 1 кВт. Цього цілком достатньо. Іноді для підрізної пили використовують привід основного мотора. При цьому бажано встановити основний мотор потужністю, що перевищує необхідну для верстатів даного класу, з тим, щоб відбір потужності на підрізання не позначався на функціонуванні верстата.

Упори та лінійки.

В процесі форматування плитного матеріалу упори служать у якості направляючих під час розпилювання. Від того наскільки точно упори переміщуються і закріплюються, залежить якість обробленої на форматно-розкрійному верстаті деталі. Упори повинні переміщатися по надійним напрямних і забезпечуватися високоякісними підшипниками ковзання.
Для того щоб точно базувати заготовку в процесі роботи упори оснащуються спеціальними лінійками.

Розрізняють різні види упорів:

Бічний паралельний упор зазвичай виконаний з алюмінієвого профілю і закріплений на масивної чавунної направляючої (крайнє положення цієї напрямної відповідає максимальній ширині розпилу). Наголос має бути неважко відкинути, щоб розпилювати заготовки більшого розміру, якщо не потрібна розкрій «в розмір». Паралельний упор повинен мати можливість регулюватися, для забезпечення суворої паралельності осі різання.
Фронтальний упор встановлюється на рухомому додатковому столі перпендикулярно осі різання. Зазвичай виготовляється з алюмінієвого профілю квадратного перерізу. Для виконання кутових різів фронтальний упор повинен мати можливість повертатися щодо осі каретки. Фронтальний упор оснащується часто кількома відкидними упорами. На лінійках повинні бути вигравірувані шкали, вони не стираються. Дуже зручно, коли шкала розташована під деяким кутом в поле зору оператора, тобто нахилена в його бік. Це дозволяє легше встановлювати та перевіряти розмір і зменшує ризик помилки. Упори з збільшувальними стеклами (лінзами), і навіть з підсвічуванням дозволяють оператору краще розгледіти значення шкали і точніше поєднати положення упору з заданим розміром на шкалі.
Однак ще зручніше, коли опори оснащені електронними цифровими індикаторами, які зводять до мінімуму імовірність помилки оператора при виставленні розміру. Добре якщо у комплектацію верстата входить спеціальна лінійка для пиляння під кутом. Вона дозволяє розкроювати деталі під кутом без застосування основної лінійки на фронтальному упорі, яка встановлена на 90° до лінії різу для отримання правильної геометрії заготовок. Але частіше цей вузол пропонується у вигляді опції.

Система управління

Управління та налаштування форматно-раскроечного верстата повинні бути зручними і безпечними для оператора. Всі можливі регулювання повинні виконуватися з зовнішньої сторони верстата, поза зони пиляння. Верстати повинні мати захисні пристрої, що виключають несанкціонований доступ до виконавчих органів.
Система управління може бути повністю механічною, так і електронній (більш дорогою). Сучасні системи на верстатах «бізнес-класу» дозволяють автоматизувати підйом і нахил основної пили, регулювання підрізного вузла, контролювати інформацію, що надходить від цифрових індикаторів на упорах та інше. На виробництвах з частою зміною налаштувань по ходу роботу верстата така можливість значно економить час. Деякі верстати, представлені в таблиці, навіть оснащені потужними системами управління з операційною системою і дисплеєм (що більш типово для «топових» моделей). Використання недешевого комп'ютера дозволяє, однак збільшити точність налаштування вузлів та рівень контролю за верстатом в процесі роботи. Тим не менш, у питанні вибору класу системи управління, в кінцевому рахунку, багато чого залежить від культури виробництва, рівня турботи про персонал, бажання скоротити час на непродуктивні операції і т. п.

Вартість форматно-раскроечного верстата.

В питанні ціноутворення форматно-раскроечного існує кілька підходів:
Частина виробників виставляють ціни на верстати в мінімальній комплектації, пропонуючи споживачеві самому вибрати необхідні опції для роботи, часто не дуже дешеві. Інший підхід – пропонувати верстат вже укомплектований необхідними пристосуваннями при роботі. Тоді вказується на верстат в повній комплектації, що зменшує ймовірність помилок при подальшому комплектуванні верстата.
Корисно заздалегідь з'ясувати вартість комплектуючих для придбаного верстата. Адже часто буває так, що економія на вартості самого верстата при його купівлі втрачається після першого ремонту. Крім вартості комплектуючих, а також витратних матеріалів необхідно бути впевненим у тому, що всі вони при необхідності будуть в наявності на складі сервіс-центру постачальника обладнання. Інакше збитки від простою верстата в очікуванні прибуття необхідних для ремонту деталей виллється в додаткові чималі витрати.

Додаткові рекомендації виборі форматно-раскроечного верстата.

Нижче наведемо загальні рекомендації, які допоможуть звузити коло розглянутих пропозицій та знайти підходящий форматно-розкрійний верстат.

-Перед вибором моделі форматно-раскроечного верстата, потрібно вирішити наступні питання:
Який тип (ДСП, МДФ і ін) і формат матеріалу буде переважати при роботі? В результаті стане ясна необхідні довжина і висота пропилу, потужність двигуна і розміри пив. Визначити передбачуване навантаження на верстат, а також вимоги до його оснащеності і якістю виконання. Уточнити, чи буде переважати штучний або ж пакетний тип розкрою. Відповіді на ці питання дозволять з'ясувати, який тип (з ручною подачею, центр з ЧПУ і т. д.) і клас («економ», «бізнес» або «люкс») верстата необхідний.

-Більш висока точність і менша вібрація властиві верстатів з масивної станиною, тому і ціна такого обладнання вище. Залежить вартість і від матеріалу, з якого виготовляється напрямна: форматно-розкрійні верстати з текстоплитовой направляючої дешевше, ніж з металевою.

-В цілях економії не варто купувати модель більш легкої серії, розраховуючи попрацювати і купити більш дорогий пізніше: верстат не впоратися з навантаженнями і підведе раніше часу, від чого втрати будуть більші. Не слід брати верстат на виріст: за той час експлуатації, коли настане ситуація і верстат зможе бути завантажений на 100%, більш дешевий верстат вже окупить себе, або з'являться більш привабливі моделі. Потрібно пам'ятати також, що 50% успіху в роботі форматно-раскроечного верстата залежить від інструменту, який, як і верстат, потрібно вибирати в залежності від цілей і завдань, не економити на якості і строго стежити за ним при експлуатації (своєчасно їх чистити, заточувати і пр.

-На завершення, необхідно сказати про те, як домогтися довгої і справної служби вірно обраного і вдало придбаного верстата. Дуже поширеною практикою для багатьох меблевих виробництв є використання в цілях «економії», для двозмінної роботи верстатів для таких навантажень зовсім не призначених. Наприклад, гарантія постачальників на верстати «бізнес-класу», розглянутих в цьому огляді, передбачає, що верстат буде експлуатуватися в режимі однієї повної зміни. В цьому випадку гарантується, що він буде здатний якісно (без порушення геометрії різання) функціонувати протягом 4-5 років, до першого ремонту, пов'язаного із заміною напрямних каретки або елементів (крім підшипники) пильного вузла. У разі відходу від цих вимог, навіть найдорожчий верстат даного класу перетвориться в руїни менше ніж через два роки експлуатації.

-І, нарешті, при виборі верстата слід спиратися на досвід експлуатації обладнання обраної торговельної марки іншими деревообробними підприємствами. І тут же слід звернути увагу на термін гарантійного обслуговування, яке забезпечує компанія-постачальник обладнання. Станкоторговие компанії, як правило, пропонують деякі знижки, знімаючи зі своїх плечей гарантійне обслуговування обладнання. Но не стоит экономить на осуществлении шеф-монтажа и гарантийного обслуживания украинской компанией-поставщиком, так как, получая гарантию лишь завода-изготовителя, Вы остаетесь один на один с иностранным заводом, которому чужды Ваши проблемы и от которого добиться каких-либо запасных частей будет практически невозможно, не говоря уже о технической документации на русском языке. 

Таким чином, дотримуйтесь рекомендацій експертів, і сучасний форматно-розкрійний верстат з однаковою надійністю виконувати як чорнові розпили, так і делікатну фінішну обробку. У цьому випадку меблевик буде вправі очікувати від такого верстата швидкої та безпомилкової роботи, простоти управління і багаторічної, вірної служби.

І ще. Правда, це відноситься не тільки до форматно-розкрійний верстатів, але це дійсно важливо. Директор підприємства ніколи не посадить за кермо свого «мерседеса» вчорашнього тракториста.
І до верстата поставить тільки підготовленої людини, щонайменше третього розряду. Працювати на верстаті і обслуговувати його повинен тільки висококваліфікований, спеціально підготовлений персонал.
«Людський фактор», в кінцевому підсумку, вирішує все.