板式家具自动化封边修边设备研究进展

Yanjiu板式家具自动化封边修边设备研究进展陈彦勤刘培义刘振宇张元桂（东莞欧德雅装饰材料有限公司，广东东莞523770）摘要：根据当前封边行业现状，介绍了高分子封边条相关信息，整理了板式家具生产最新研究成果，并对封边条在家具中封边、修边的前沿设备做了分析和探讨，总结了家具行业中各类封边、修边的最新技术和最新设备发明成果。

关键词：板式家具；封边条；曲线封边；直线封边；仿形修边0引言中国家具业经历了改革开放后30年的高速发展，创造了世界奇迹。

当前，中国经济发展进入新常态，家具业也出现了从高速发展向中低速发展的转变，已从传统手工业发展成为以机械自动化生产为主的技术装备较为先进的大规模产业。

智能自动化制造最早由德国提出，它是基于信息物理系统（CPS），通过CPS网络实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流，从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的智能制造模式，智能化生产在一些发达国家已然实现。

家具封边修边的主要作用是对板材断面进行固封，避免受环境和使用过程中的不利因素（主要为水分）影响对板材造成破坏，并阻止板材内部的甲醛挥发，同时使家具更为美观圆润。

判断一件板式家具的质量究竟如何，最直观的一点就是家具的封边质量。

伴随着封边条发展的同时，封边技术也在逐渐革新。

常用的封边条材料主要有PVC、ABS、PE、PP、PMMA、PS 等[1-9]。

本文综合当前家具封边条对于封边和修边方面的研究，总结了最新的封边和修边设备研究成果，以期对家具行业的进一步发展提供参考。

1封边高分子封边条是以聚合物为主要原料，加入增塑剂、稳定剂、润滑剂、染料等助剂，一起混炼压制而成的热塑性卷材。

其表面有木纹、大理石、布纹等花纹、图案，同时表面光泽柔和，具有木材的真实感和立体感，具有一定的光洁度和装饰性，具有一定的耐热、耐化学品、耐腐蚀性，表面有一定的硬度[10]。

封边技术质量直接影响着家具的整体质量和美观程度，因此许多企业对封边设备和封边技巧的改进做了一定的研究。

荀宏[11]研究并掌握了直线封边机的几大装置的调试技巧，对不同功能配置的直线封边机做到了触类旁通，在完美的封边作业中提高产品的档次。

该设备由粘贴压紧装置、封边条前后齐头装置、上下修边装置、跟踪修边装置、刮边装置及抛光装置等组成。

首先需要根据工件厚度来调整压梁高度，然后调整粘贴压紧装置、前后齐头装置，再然后对上下修边和跟踪修边两项装置进行调整，最后调整刮边装置及抛光装置。

一般调试时要从进料端开始，按照先后顺序进行操作，直到出料端结束。

姜黎[12]通过研究，分析和整理了常见的弧形桌面的曲线形和影响曲线封边质量的因素。

研究者以18mm厚的刨花板、1.5mm厚的PVC封边条、低温热熔胶为原料，设置三组实验，对封边温度、胶量、封边速度进行研究。

研究结果表明：最佳的封边温度为140～150℃；以PVC封边条为1/4圆内弧的封边材料，封边速度为8.9～15m/min时有最大的剥离强度平均数。

在实际生产中，外弧封边速度相较内弧要快很多，速度可达30m/min以上。

战丽[13]等人根据曲线封边与直线封边的不同，阐述了曲线封边的封边系统，对该系统的滚子链传动机构进行了设计。

曲线封边机是在真空系统中，启动真空泵，依靠吸力将板材紧紧吸附到吸盘上，然后进行封边作业。

曲线封边系统主要包括封边、修边、吸盘、机架和控制台五部分。

曲线封边机对工人的操作技术要求较高，封边效率较低，远远达不到全自动加工的效率，应对曲线封边机做进一步深入研究及开发设计，以提高加工效率。

孙沛雨[14]对应用较广泛的橱柜封边机生产线进行了概述，分析各个生产线中的优点和不足，提出了优化方案，对整体橱柜封边机生产线采用环绕式整体布局，根据自身需要设计自动上料机构、无动力辊台和转向机构，使整体橱柜封边机生产线完整呈现。

优化后，其自动化程度、占地面积、循环次数均占有一定的优势，根据优化方案的需求、生产线的工作流程和加工板材的规格对上述三个机构进行设计，并运用Solidworks软件对无动力辊台、转向机构、自动上料机构进行建模，用ANSYS软件对转向机构重要部件进行静力学分析。

从而在一定程度上提高了封边机的生产效率和经济效益。

2修边家具修边是在全自动封边机对家具封边以后，对有边角的地方进行修正，以达到和谐圆润的效果。

修边机是封边机作业的核心功能部件，其修边质量直接影响产品的封边质量。

先进的设备往往能实现较高的修边效率，保证较高的产品质量。

陈敬敬[15]对仿形修边系统结构以及驱动装置气缸进行了设计计算。

研究者使用Solidworks软件完成三维建模并制定加工工艺流程，应用ANSYS软件对仿形修边铣刀的力学性能及振动特性进行研究。

研究结果表明：当刀具强度足够大时，一般不会出现崩刃现象；当最大变形量较小，即使刀具在高速断续切削加工中造成变形，只要刀具仍在寿命范围内，仍然能保证加工精度。

通过对仿形修边系统关键部件立柱组件进行静力学与模态分析，研究得知，上支承板右端变形过大，且第一阶固有频率与外界激振频率接近易发生共振。

研究者还研究建立了仿形修边铣刀、立柱组件的三维模型及有限元模型，并对其进行静力学分析与模态分析；同时也建立了整个系统的虚拟样机模型进行运动学仿真分析。

冯飞奇[16]研究开发了封边机仿形修边系统，研究者根据仿形修边系统的加工原理，切削工具选用圆角修边刀，通过气50Zonghe Yanjiu缸驱动装置完成所需曲线轨迹运动，再由运动定位将板材封边带两端面与靠模轮固定，从而让圆角修边刀与板材贴紧，完成跟踪仿形修边工作。

陈超辉[17]等人研究组建了四连杆式仿形修边机构。

该机构分为行程开关、修边机构和传动机构三个主要部分。

以圆角修边刀为主要切削部件，利用侧推气缸机构及靠模，在加工过程中采用运动定位，使加工刀具始终紧贴板材边部，完成对封边带的跟踪修边，同时提高了生产效率。

通过两个气缸之间的相互配合，可以精确控制修边机构的行进方向以及刀具的进给方向，从而对板材的封边带进行定位及修正。

该四连杆仿形修边机构不仅能使封边带的四周均得到修正，而且修边工序均为全自动流水作业，通过一次进给即可对边部做进一步修整，提高了加工效率。

陈浩[18]等人通过建立封边机虚拟样机模型，以封边机的进料速度以及气缸刚度为设计变量，导入Adams中进行运动学仿真分析，分析结果表明：对应不同的进料速度，最优的气缸刚度选择不尽相同。

但是随着进料速度的增大，电机机座平稳所需时间呈减小趋势，纤维板与靠模之间的接触力呈增大趋势。

研究者以Adams分析数据为基础，建立了简化的修边机有限元模型，对结构施加碰撞产生的最大接触力进行强度分析，对比材料的屈服强度可知，结构最大应力值远小于其屈服极限，结构设计满足强度要求。

白锡群[19]研究发明了一种家具修边机，该新型家具修边机包括基座、家具旋转驱动件、粗修机构以及精修组件。

所述家具旋转驱动件安装于所述基座上；粗修机构包括旋转气缸与粗修组件，旋转气缸邻近所述家具旋转驱动件进行设置，粗修组件包括旋转架以及设置于所述旋转架上的多个磨削辊，对多个磨削辊的直径进行不同设置；精修组件包括凸伸板、往复气缸以及精修辊，凸伸板凸设于所述基座的一侧。

该新型家具修边机无需更换工具，且效率较高。

杨茂秀[20]发明了一种自动移动式家具制造用木板修边机，该修边机包括支撑腿、底板、支撑板、固定板、螺纹套、螺纹杆等基本组件。

该自动移动式家具制造用木板修边机，通过滑动槽、滑轮、移动支撑腿、载物板、正反转电机、齿轮和齿板的设置，使木板在修边的时候可以实现自动移动，解决了现有木板修边机在对木板进行修边的时候，通过人工推动木板对木板进行修边的问题，从而避免了人工推移的时候木板发生移动，导致修边的位置发生偏移。

3结语我国已成为世界上的家具生产大国，同时也是一个重要的家具消费大国。

我国有14亿人口，这个巨大的潜在的消费市场为世人瞩目。

家具产业经过近二十多年来的高速发展，已从传统手工业发展成为以机械自动化生产为主的技术装备较为先进的大规模产业，家具生产技术水平和产品质量日益提高。

家具行业的前沿科技也越来越被人们所接受，家具业必将朝着健康和可持续的方向发展。

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