Medienos apdirbimo staklės, jų raida ir naujovės

Mediena - tai natūrali medžiaga, kuri lengvai apdirbama, pasižymi geromis fizikinėmis ir mechaninėmis savybėmis bei dekoratyvumu. Todėl ji jau nuo neatmenamų laikų buvo naudojama kurui, statyboms, įvairių žemė ūkio padargų bei namų apyvokos daiktams gaminti. Miško kirtimas, apvaliosios medienos apdorojimas bei transportavimas buvo sunkus fizinis darbas, reikalaujantis daug ištvermės. Nuolat didėjantys žmonijos poreikiai, privertė miško ruošos ir medienos apdirbimo darbus mechanizuoti, o paskui ir automatizuoti. Taip palaipsniui rankų darbą keitė mechanizmai, staklės bei automatinės linijos. 

Medienos apdirbimo staklių ir įrankių raida glaudžiai susijusi su metalurgijos, mašinų gamybos, elektrotechnikos bei elektronikos pramonių laimėjimais. Naujausi šių šakų pasiekimai vertė tobulėti ir medienos apdirbimo įrenginius. Šiandien pasaulyje naudojama daugiau kaip 1000 įvairių rūšių staklių ir mašinų.

Pagal paskirtį jos skirstomos į tris grupes:

• bendrosios paskirties, dažniausiai būna vienaoperacinės ir naudojamos

beveik visose medienos apdirbimo įmonėse;

• specializuotos, kurios yra siauresnės paskirties ir naudojamos

tam tikroms operacijoms atlikti;

• specialiosios, naudojamos vienai detalei arba specifinei produkcijai

gaminti.

Apibendrinant paskutinių šimtmečių periodą galima pastebėti keletą bendrų visoms staklėms vystymosi krypčių:

• pagrindinių darbinių charakteristikų ir parametrų intensyvinimas;

• principinių ir kinematinių schemų tobulinimas;

• mechanizacijos ir automatizacijos laipsnio kėlimas;

• staklių konstrukcijų, atskirų mazgų ir detalių tobulinimas;

• staklių ir mechanizmų gamybos technologijos tobulėjimas.

Šiandien galime surasti atskiras įrengimų grupes ar modelius, kurie natūralios evoliucijos būdu pasiekė konstrukcijos tobulumą pagal visas raidos kryptis. Tai tobula konstrukcija, autonominės kompaktiškos pavaros, aukštas mechanizacijos ir automatizacijos laipsnis, geri darbiniai parametrai, skaitmeninis valdymas (CNC), paprasta eksploatacija ir priežiūra. Tačiau tobulesnė įranga reikalauja aukštesnės kvalifikacijos aptarnaujančio personalo. 

Diskinės pjaustymo staklės dažniausiai sutinkamos visose įmonėse. Paskutiniu metu diegiamos greitaeigės skersinio pjaustymo staklės defektinių vietų išpjaustymui arba ruošinių pjaustymui pagal ilgį. 

Dažniausiai tai automatizuotos linijos, turinčios pakrovimo ir iškrovimo transporterius, pjaustymo agregatą, naujausią skenavimo ir valdymo įrangą. Staklininkas specialia kreida pažymi pjūvio vietas, o skeneris atpažįsta defektinę vietą ir perduoda informaciją į valdymo bloką, kur mikroprocesorius valdo pjaustymo agregatą. Linija gali atlikti iki 40-50 pjūvių per minutę ir pasiekti 100 m/min pastūmos greitį. Iškrovimo transporteris kartu tampa ir rūšiavimo linija, kuri pneumatiniais stumtuvais ruošinius pagal ilgį išskirsto į jiems skirtus kaupiklius. 

Išilginiam ruošinių pjaustymui vis dažniau naudojamos daugiapjūklės diskinės pjaustymo staklės su persislenkančių pjūklų sistema. Darbo režime, laike tarp dviejų ruošinių, operatorius iš valdymo pulto keičia atstumą tarp dviejų ar daugiau besisukančių pjūklų. Atstumas tarp pjūklų – tai pjaustomų ruošinių plotis. Prieš pradedant darbą, operatorius į valdymo bloką suveda visus reikalingų ruošinių pločius, kurie bus naudojami šioje ar kitoje pamainoje. Geresniam valdymui panaudojamos lazerinės liniuotės, padedančios staklininkui pasirinkti tinkamą pjūvio vietą. Tai ypač efektyvu pjaustant neapipjautas kietųjų lapuočių lentas. Taip sutaupoma mediena ir pagerinamas naudingos išeigos koeficientas. 

Šiuolaikinės keturpusės obliavimo staklės išsiskiria didesniais pastūmos ir pjovimo greičiais, naujos konstrukcijos įrankiais bei automatizuotu valdymu. Jau beveik 10 metų naudojamos hidraulinės peilių galvutės, kurios pasižymi mažiausiomis tvirtinimo bei peilių montavimo paklaidomis. Todėl obliuoti paviršiai yra aukštos kokybės, dažnai nebereikalaujantys šlifavimo. Keturpusės obliavimo staklės visuomet turėjo nuo 5 iki 12 darbinių velenų. Rankinis derinimas ir paruošimas kitam detalių srautui užimdavo daug laiko. Naujausiuose modeliuose visi derinimo procesai automatizuoti, be to naudojami greito tvirtinimo įrankiai. Labai populiari tapo ir dalinimo technologija. Ruošinys išobliuojamas obliavimo galvutėmis iš keturių pusių, o ant paskutinio veleno sumontuotas mažos prapjovos pločio diskinių pjūklų sąstatas padalina į keletą tašelių ar lentelių. Šiais technologiniais privalumai naudojasi natūralios medienos klijuotų tašelinių skydų gamintojai. 

Frezavimo staklės taip pat tobulėja. Daugelyje paskutinės laidos modelių įdiegtas mechanizuotas derinimas bei CNC valdymas. Tačiau reikia pripažinti, kad dalį technologinių operacijų iš jų perima daugiaoperaciniai centrai, kurie gali frezuoti įvairios trajektorijos bei sudėtingumo fasoninius profilius. Taip pat nenaudojami jokie šablonai ar tvirtinimo įtaisai, kurie padidina paklaidų tikimybę. Sujungus frezavimo ir dygiapjoves stakles į vieną modulį, sukurti labai efektyvūs langų gamybos centrai. Tiesa jie daugiausia naudojami langų gamybai iš klijuotos medienos tašų. 

Apžvelgiant dygiapjovių staklių raidą, galima teigti, kad gaminamos produkcijos sudėtingumas ir įvairovė paskatino suapvalinto dygio staklių atsiradimą. Šis dygio tipas daugiausia sutinkamas grotelinės konstrukcijos balduose, t.y. kėdėse, staluose, dekoratyvinėse sienelėse ir t.t. Šios staklės pasižymi padidintu tikslumu, kadangi visiems be išimties dyginiams sujungimams būdinga įvarža. Tuo tarpu klijuotos medienos ir tiesinių gaminių gamyboje daugiausia taikomas dantytasis dygis. Jis labai ekonomiškas, turi didelį sanklijos plotą, stiprus ir lengvai formuojamas. Panaudojant šį dyginį sujungimą klijuojama pagal ilgį, plotį ir kampu. 

Gręžimo staklės) yra skirtos apvalioms skylėms gręžti, taip pat lizdams, kurių kraštų apvalinimo spindulys lygus gręžimo spinduliui, išpjauti. Korpusinių baldų gamyboje tai viena tiksliausių ir dažniausiai baigtinių operacijų. Dauguma staklių gaminamos daugiavelenės ir vienu metu gali gręžti detales iš keletos pusių. 100...200 darbinių velenų turinčias stakles suderinti sugaištama pakankamai daug laiko. Siekiant sumažinti laiko sąnaudas – diegiamas automatizuotas derinimas o CNC valdymo blokai kontroliuoja gręžimo reduktorių padėtį ir pateikia informaciją, kuriame laikiklyje turėtų būt montuojamas grąžtas. 

Atlikus kontrolinį detalių gręžimą, kokybės matavimo stende patikrinamos paklaidos. Viršijus leistinas normas, staklių darbiniai agregatai koreguojami iš valdymo pulto. Operacijų koncentracijos pasekmėje susikūrė apdirbimo centrai. Per paskutinį dešimtmetį jie sparčiai diegiami baldų, kėdžių, langų, durų, laiptų bei specialių gaminių gamyboje. Tikslūs, kompaktiški, universalūs, galintys atlikti daug įvairiausių operacijų – tai pagrindiniai kriterijai, apibūdinantys šiuos įrenginius. Pilnai sukomplektuotas centras, dirbdamas X, Y ir Z ašių koordinačių sistemoje gali atlikti šias technologines operacijas: pjauti tiesia ir kreiva trajektorija, frezuoti tiesius arba fasoninius paviršius tiesia arba kreiva trajektorija, formuoti įvairios formos ir sudėtingumo dyginius sujungimus bei lizdus, gręžti, skobti, skusti, šlifuoti juosta, ritinėliu ar šepečiu, tepti arba purkšti klijus bei apdailinti kraštus. Naudojama programinė įranga suderinama su įvairiais grafiniais paketais. Darbo brėžiniai lengvai konvertuojami į mašininę kalbą. Vienintelis trūkumas – nedidelis našumas. Tačiau jau sutinkama daug centrų su dviem ir daugiau darbo stalų. Todėl auga ir našumas. Šlifavimo staklių raida gana panaši kaip ir daugelio kitų. Operacijų koncentracija - kai vienu praėjimu atliekamas skersinis ir išilginis šlifavimai bei dulkių valymas šepečiais ar suspaustu oru. Šlifuojant sudėtingos formos paviršius, naudojami segmentiniai savaime prisitaikantys prispaudėjai. Taip kai kuriais atvejais pakeičiamos šepetinės šlifavimo staklės. Gerinant juostos darbingumą, naudojami osciliacijos mechanizmai bei juostos valymas suspaustu oru. 

Kalbant apie tolimesnes staklių raidos perspektyvas, galima teigti, kad daugelis vienaoperacinių staklių bus sujungtos į linijas. Siekiant sumažinti laiko sąnaudas visi įrengimai turės automatizuotą ar bent mechanizuotą derinimą darbo režime, telemetrines ir savikontrolės sistemas. Valdymas bus skaitmeninis, susietas su centriniu įmonės kompiuteriu. Pagrindiniai technologiniai įrengimai turės apskaitos įtaisus, kurie ryšio kanalais perduos informaciją technologams, sandėlininkams, apskaitininkams bei remontininkams. Staklininkai palaipsniui taps operatoriais, valdančiais ir prižiūrinčiais technologinius procesus.  

Parengta pagal doc. dr. G. Keturakio pateiktą medžiagą