Мріючи максимально зменшити терміни виконання замовлень, меблевики і деревообробники шукають засоби скорочення виробничих циклів. При цьому для невеликих підприємств, що працюють, в основному, за індивідуальними замовленнями, швидкість виконання обладнанням технологічних операцій відіграє аж ніяк не головну роль – куди важливіша для них можливість гнучко переключатися з однієї невеликої партії виробів на іншу. А гнучкість у сучасному виробництві, як правило, досягається там, де робітники мають достатню підготовку, щоб швидко та якісно виконувати різноманітні і часто змінні завдання, а також там, де запроваджене програмне забезпечення для оптимального інтегрування виробництва на основі програмних пакетів та штрих-кодів

Незважаючи на те, що автоматичні верстатні лінії із сучасними інтелектуалізованими системами керування давно довели свої чудові можливості справлятися з різноманітними виробничими завданнями і істотно спрощувати їхнє виконання, серед підприємців все ще існує думка, ніби-то у невеликому меблевому цеху або в столярній майстерні високого ступеню автоматизації досягти неможливо. Насправді, рівень автоматизації значною мірою обумовлений якістю підготовчих робіт. Всі переваги найсучаснішого виробничого устаткування можуть бути зведені нанівець, якщо на підготовчому етапі за основу були взяті нереальні дані, або якщо вони були неправильно оброблені і з помилками передані на верстати.

Якщо прийняти належні заходи з попередження непорозумінь із клієнтами при оформленні замовлення і дотримуватися перерахованих нижче простих правил, кількість такого роду помилок можна звести до мінімуму і навіть цілком їх виключити.

Перше з цих правил вимагає, щоб програми, що обираються для електронної обробки даних, взаємодіяли як ланки єдиного ланцюга, тобто були б пов’язані між собою через інтерфейс або банки даних.

Друге правило зводиться до того, що всі дані по замовленнях, які збираються на етапі підготовки робіт, повинні передаватися на виробничі ділянки вже в електронній формі, без зайвих переписувань на папір.

Третє правило полягає в тому, що на всі елементи та конструкції, що виготовляються, потрібно якомога раніше нанести маркірування, яке містило б інформацію, зібрану при підготовчих роботах.

Кілька світових лідерів в галузі деревообробного обладнання інтенсивно працюють над створенням потужного програмного забезпечення для оптимального інтегрування меблевого виробництва, яке б сприяло підвищенню гнучкості та мобільності технологічних потоків. На сьогодняшній день у виробництво інтенсивно впроваджуються програми таких фірм:

- Група HOMAG (Німеччина) – комп’ютерні програми Schnitt-Profi(t), Wood-Wop;
- Компанія ARISTOCRATIC CABINETS (США) – комп’ютерні програми Pattern Systems;
- Компанія SСМ GROUP (Італія) – комп’ютерні програми NetLine.

Група HOMAG, наприклад, пропонує цікаві і нескладні в реалізації рішення. Вони грунтуються на використанні комп’ютерної програми Schnitt-Profi(t), розробленої спеціалістами компанії більше 20 років тому. За ці роки вона зі звичайної програми для оптимізації розкрою плит була перетворена в гнучку модульну систему, що відповідає набагато більш суттєвим вимогам, ніж просто отриманню вигідних схем розкрою.

На додаток до основного програмного модуля у цьому пакеті передбачені такі функції, як опис і розподіл замовлень, упорядкування і коригування специфікацій, врахування складських запасів, розрахунок потреби в крайковому матеріалі, а для промислових ліній – ще і комп’ютерне програмування задіяних верстатів, керування роз’єднанням штабелів і т.п.

Сьогодні на ринку пропонується дуже багатий вибір програмного забезпечення (ПО), що дозволяє автоматизувати перелік замовлень, їхнє виконання, а також конструювання виробів. Більшість західних фірм давно й успішно використовують такі програмні продукти. З огляду на це, творці пакета Schnitt-Profi(t) подбали про те, щоб їхню програму нескладно було адаптувати на кожному підприємстві до уже наявного комп’ютера і способу обміну даними.
Schnitt-Profi(t)  обробляє не лише дані, що стосуються розмірів і кількості деталей, але й інші важливі для користувача організаційні і технологічні параметри, такі як, наприклад:

- номер замовлення;
- порядковий номер виробу;
- точне додержання позначення деталей або їхні ідентифікаційні номери;
- тип матеріалу, вид оброблення поверхні;
- види крайок, малюнки, програми оброблення;
- використання комп’ютеризованого обробного центру;
- остаточні розміри;
- вид покриття (ламінат, шпон),
- а також текстові команди і підказки.

У принципі, програма Schnitt-Profi(t) спроможна сприймати будь-які дані, що використовуються у вже наявному комп’ютері, і навіть виконувати на їхній основі операції, не передбачені в базовому пакеті програм. Наприклад, обробляючи наявні дані про розміри готових деталей і про крайковий матеріал, Schnitt-Profi(t) може автоматично розрахувати припуски на оброблення. Те ж стосується даних про облицювальний матеріал або ж про шаблони, які вимагаються при личкуванні фасадів шпоном прохідним способом.

Якщо ж Schnitt-Profi(t) застосовується в умовах, де немає іншого комп’ютера, подібні розрахунки виконуються як необхідні, у результаті чого користувач звільняється від калькулювання і записів, які раніше йому доводилось робити вручну.

Такий збір даних із метою їхнього автоматичного оброблення можна назвати першим і дуже важливим кроком до запобігання багатьох помилок на подальших етапах. Достатньо один раз увести дані в базовий комп’ютер або в програму Schnitt-Profi(t), і в цій електронній формі вони будуть враховуватися у всіх наступних процесах оброблення.

У процесі оптимізації всі блоки даних перетворяться в зручну для огляду і виведення на друк форму, що дозволяє наочно уявити процес на будь-якому його етапі. Наприклад, користувач завжди зможе точно визначити, за якими схемами будуть розкроюватися ті або інші деталі, скільки матеріалу знадобиться на личкування пласті і крайок, яка вартість замовлення. У процесі виконання замовлення інформація про нього обростає новими подробицями.

В ідеалі обмін даними відбувається блоками через сервер і не пов’язаний із будь-якими істотними витратами. Завдяки уніфікації системи її легко приєднати до традиційної начинки комп’ютера, встановленого в цеху або ремісничій майстерні.

Для керування верстатами бажано обзавестися промисловим персональним комп’ютером (ПК), тобто розрахованим на застосування в цеховій обстановці. Такі ПК захищені від доступу пилу, вібростійкі, не чутливі до перепадів температури, а тому більш довговічні, ніж звичайні персональні комп’ютери. Оскільки переважна більшість ПК оснащена операційною системою Windows, підключення програми до мережі оброблення даних клієнта не складе особливих труднощів. Схеми розкрою, після того як вони згенеровані програмою оптимізації на основі наявних даних, постійно доступні користувачу. Так що оператор верстата завжди готовий приступити до виконання чергового замовлення.

Інший важливий крок, що стосується письмового формування блоку даних, безпосередньо пов’язаний із розкроєм. Як тільки деталь розкроєна, система керування позначає їх етикеткою, на якій утримується вся інформація, що дозволяє ідентифікувати цю деталь при подальшому обробленні. Інформація складається з тих даних, що були передані програмою Schnitt-Profi(t) на розкроювальний верстат разом із схемами розкрою.

Зміст і форму етикетки кожний виробничник (технолог, оператор) може підібрати самостійно, скориставшись відповідним програмним редактором. Переваги (гнучкість і мобільність) полягають у тому, що заготовкам (деталям) після першої чистової  операції присвоюється штрих-код, що зчитується наступним верстатом із ЧПУ, забезпечуючи автоматичне оброблення. Таке оброблення на декількох центрах при наявності транспортних і маніпуляційних пристосувань дає можливість одержувати якісні деталі (вироби) за мінімальний проміжок часу при керуванні одним оператором із центрального процесора.  Крім того, особливістю компонування гнучких виробничих модулів у складі робототехнічної системи  є те, що при необхідності (при розширенні) можна приєднати додатковий модуль оброблення без істотних капіталовкладень, і це одна з головних переваг модульного принципу в галузі гнучкого виробництва.

Наприклад, на етикетці для деталі, що повинна пройти оброблення на розкроювальному, крайколичкувальному і комп’ютеризованих фрезерному, свердлильному верстатах, повинна міститися інформація про характер крайки, тобто має бути зазначена програма, яка відповідальна за личкування крайки, а також повинен стояти номер програми для фрезерного оброблення. Замість цього або на додаток до цього на етикетці можна розмістити інформацію про особливості або розміри деталі. На поданому тут прикладі етикетки (рис. 1) звичайним текстом зафіксовані замовник, розміри і позначення деталі, а також розміщені п’ять штрихових кодів: по одному на кожну крайку та один для комп’ютерного оброблення. У випадку якщо одна з крайок повинна залишитися неличкованою, відповідний штриховий код відсутній.

Групою НOMAG була також розроблена комбінована електронна система управління Homatic. Ця відкрита структура робить можливим комплексне використання ДЦ з ЧПУ, наприклад, OPTIMAT BOF-41”, та забезпечує його просте обслуговування. Графічні елементи, допоміжні системи оnlіne і надійне управління для оператора програми оброблення Wood-Wop сприяє швидкому програмуванню всіх систем ДЦ для виготовлення нових виробів з деревини.

Переваги Homatic:

- Великий обсяг пам’яті за рахунок інтегрованого комп’ютера з жорстким диском. Таким чином, забезпечується постійний доступ до всіх NС-програм у системі управління ДЦ.
- Оптимальна доступність за рахунок інтегрованої системи діагностики (вид верстата, діагностика схеми контактів і телефонна діагностика) для якнайшвидшого виявлення причин збою.
- Висока надійність експлуатації забезпечується завдяки передачі даних за допомогою світлопроводів, що виключає електромагнітні перешкоди.
- Швидкий сервіс забезпечується завдяки периферійній техніці і скороченим витратам на електропроводку для децентралізованих входів і виходів.

Оперативна дієздатність ДЦ з ЧПУ, наприклад, OPTIMAT BOF-41”  забезпечується найновішою програмою Wood-Wop. Виробнича система програмування (WOP) направлена на оптимізацію обробки плитних заготовок в деревообробній та меблевій промисловості. Wood-Wop працює в середовищі Windows і в системі управління верстатом. Таким чином, програми можуть бути написані в AV і, у разі потреби, оптимізовані на верстаті за допомогою Wood-Wop.

Переваги Wood-Wop:

- Зручне програмування контурів.
- Повне макропрограмування.
- Оптимальне за часом NС-генерування
- Програмування варіантів.
- Позиціонування й індикація присмоктувачів.  
- Прийом даних через стандартний інтерфейс.

Зазначені на етикетці програми наступного оброблення на інших верстатах повинні бути складені заздалегідь і передані на верстат за допомогою спеціальних засобів програмування, зокрема, Wood-Wop. При розкроюванні потрібно стежити за правильним розташуванням етикетки, щоб при проходженні деталі через крайколичкувальний верстат зчитувався тільки штриховий код, повернутий до машини.

Якщо на верстаті немає скануючого пристрою, то інформацію можна ввести у вигляді звичайного друкарського тексту. Оскільки кожній деталі присвоюється індивідуальна етикетка, то личкування крайки й оброблення на верстаті з комп’ютерною програмою можна виконувати в зручній послідовності. При зчитуванні штрихового коду система автоматично вибере крайковий матеріал необхідного кольору або переключиться на потрібну програму.
Подібні засоби керування розраховані не тільки на нові моделі верстатів – програма може адаптуватися і до давно розроблених систем керування. Описану тут систему зовсім необов’язково  впроваджувати разом, можна підключати до неї виробничі ділянки поступово. Необхідні принтери для друкування етикеток сьогодні можна купити навіть до верстатів, випущених 10-20 років тому.

Крім іншого, етикетки широко використовуються для  дороблення деталей. Наприклад, розпиляна з припуском заготовка, пройшовши деякі операції (личкування плівкою або шпоном, опорядження лаком), може повертатися на той же розкроювальний верстат. На етикетці позначено номер деталі і шифр замовлення, можливо, у вигляді штрих-коду. За цією інформацією система керування «призначає» повторне розкроювання, уже на остаточні розміри, що заздалегідь були внесені в блок даних.

Аналогічним чином можна розрізати плити на смуги, виконати облицювання крайок, а потім, за даними на етикетці, повернути цю заготовку на пиляльний верстат для поперечного розкрою.

При виготовленні меблевих фасадів вирізається довга заготовка з базовою шириною і направляється на личкування пласті і, можливо, крайок. Потім ця заготовка, на підставі інформації, яка зчитується з етикетки, розпилюється на деталі потрібних розмірів. Перевага даної технології в тому, що автоматично дотримується однаковість текстури шпону.
Особливості розробок компанії ARISTOCRATIC CABINETS полягають у тому, що процес штрихового кодування зосереджений винятково на викликанні програми свердління для кожної деталі.

Після розкрою плит на верстаті SEICO принтер друкує етикетку зі штриховим кодом для кожної деталі. Оператор верстата прикріплює етикетки на відповідні деталі і потім відсилає їх у центр машинного оброблення з ЧПУ. Устрій, що сканує, зчитує код на кожній деталі, і потрібна програма автоматично завантажується на верстат BIESSE ROVER. Кожна етикетка несе інформацію про робочий номер, номер виробу, опис деталі (включаючи ширину і довжину) і штриховий код операції свердління. Крім штрихового коду, на етикетці є така інформація: опис деталі, довжина, ширина.

Компанія в даний час не використовує штриховий код для спостереження і транспортування, хоча така можливість існує. Спеціалісти компанії вважають, що можна розширити застосування системи штрихового кодування і використовувати її для врахування часу перебування деталей на кожному верстаті. Аналіз такої інформації допомагає знайти шляхи збільшення ефективності і продуктивності. Але для цього потрібно друкувати другу етикетку для кожної деталі з індивідуальним номером цієї деталі.

ARISTOCRATIC CABINETS шукала шляхи заміни ручної праці на операціях свердління на автоматизовану, застосовуючи при цьому пакет програмного забезпечення Pattern Systems. Спочатку програма була реалізована на свердлильному центрі, а потім і на розкроювальному. Крім того, з часом було запроваджено потоковість виробництва з використанням оброблювального центру BIESSE ROVER з ЧПУ з заміною інструмента.

Таким чином, пакет програмного забезпечення Pattern Systems допоміг компанії параметрично з’єднати деталі меблів, оптимізувати кожний лист деталей для одержання оптимального виходу на верстаті й автоматизувати програми свердління. Запровадивши скануючий пристрій штрихового коду на верстати з ЧПУ, компанія змогла робити набори будь-яких розмірів на замовлення.  Комп’ютеризація заводу продовжувалася. Раніше деталі розкроювалися на вертикальному верстаті, після чого вони торцювались на фасонно-фрезерному верстаті з ЧПУ Після хронометражу цього процесу стало зрозуміло, що біля третини часу машинного оброблення витрачається на торцювання деталі. Замінивши вертикальний верстат на більш точний, компанія змогла збільшити продуктивність свердлильного верстата з ЧПУ до 30%. АRISTOCRATIC CABINETS купила для розкрою плит верстат SEICO із програмним керуванням і принтером штрихового коду.

Система штрихового кодування успішно працює на компанію. Робітники можуть легко переплутати деталі, тому що вони майже одного розміру, але їм не потрібно брати рулетку і вручну заміряти їх, це робить скануючий пристрій. Це допомогло підвищити якість виробів і скоротити відходи сировини та витрати часу. Автоматизація і система штрихового кодування дають компанії великий потенціал росту. Комп’ютерні програми та устаткування з ЧПУ полегшують навчання операторів верстатів. Багато роботодавців бачать у цьому можливість використовувати на таких ділянках низькооплачувальний персонал. Але ARISTOCRATIC CABINETS віддає перевагу на цих ділянках найкращим робітникам компанії, спроможним виявити помилки, яких могли б припуститися в офісі.

Роботизований технологічний комплекс (РТК) на основі розкрійного центру GIBEN (PRISMATIC 301) маніпулятора-завантажувача BARGSTEDT (TLF-11) та допоміжного промислового роботаштабелера VACUESYLIFT (VM-160)

Останнім часом на ринку України інтенсивно пропонується програмний пакет NetLine від SСМ GROUP для оптимального інтегрування меблевого виробництва. Програмний пакет AVP NetLine  дозволяє здійснювати загальне керування виробництвом елементів для меблевої промисловості. Він являє собою програмне забезпечення, що створене на основі бази даних, яка динамічно і постійно допрацьовується. База даних містить інформацію про всі необхідні у меблевому виробництві елементи: плитні матеріали (тип матеріалу, товщина,  колір, текстура, фактура та ін.); крайкові матеріали (тип матеріалу,  товщина і ширина,  колір та ін.); фурнітуру (петлі,  конфірмати, ручки, єврогвинти, штифти та ін.); компоненти меблів (кришки, бокові стінки, полиці, перегородки, шухляди, двері, цоколь та ін.); типи меблів (корпусні, гратчасті, м’які); види меблів (буфети, секретери, комоди, шафи та ін.) та ін.
У даному програмному забезпеченні класичні прості команди редагування оперативної системи Windows («копіювати», «приєднати», «видалити», «перемістити») використовуються для «інтегрування» з усіма елементами, що зберігаються в базі даних разом зі своїм оперативним «оточенням», даючи тим самим можливість витягати їх і робити з ними всі необхідні дії – легко і доступно для сприйняття візуально в дво- і тривимірному просторі. І в міру здійснення оператором дій «інтегрування-складання», що перетворюють ці елементи в потрібні компоненти меблевого виробництва, NetLine автоматично пропонує відповідні робочі операції. Усе це представляється на екрані дисплея оператора, даючи йому можливість одержати схвалення з боку замовника. NetLine також автоматично формує переліки плитних матеріалів, що підлягають розкроюванню, а також створює робочі програми в об’ємному форматі для свердлильно-фрезерних центрів.

Основна перевага програмного пакета NetLine  – оптимізація робочих циклів і зниження виробничих витрат. Це, по-перше, скорочення робочого часу:  починаючи від скорочення часу на створення робочих програм, і закінчуючи виробництвом компонентів; скорочення часу оброблення елементів за рахунок оптимізації робочого циклу, мінімізація помилок оператора. По-друге,  скорочення витрат матеріалів: скорочення виробничих відходів, яке пов’язане з оптимізацією робочих операцій на кожному верстаті (розкроювання плитних матеріалів, оброблення крайки, фрезерування та свердління кожного елемента).

Система NetLine є єдиним програмним забезпеченням, при використанні якого оператор може витягати з бази даних чи створювати самотужки потрібні компоненти, збирати їх у закінчені меблеві конструкції, остаточно «доводити» їх на екрані дисплея й одержувати робочу програму; одержані в системі NetLine програми розкрою, свердління і фрезерування є оптимізованими, готовими до завантаження у відповідний верстат; при використанні системи і NetLine робота з верстатом значно  спрощується, оскільки зникає необхідність у «ручному» програмуванні. Проводиться лише автоматична ідентифікація потрібної програми  за бар-кодом, видрукуваним принтером на етикетці оброблюваного елемента.  

При запровадженні у виробництво системи виготовлення меблів за програмою та штрих-кодом, рекомендується дотримуватись наступних вимог до апаратного і програмного забезпечення:

- Для розкроювальних цен-трів SIGMA SСМ і GALAXI
GABIANI MACCHINE: апаратна частина – комплект електронного устаткування;  принтер етикеток для друку етикетки з бар-кодом; програмна частина – програма оптимізації Ottimo Perfect Cut Top,
- Для крайколичкувальних верстатів OLIMPIC SCM i ACTIVA STEFANI: апаратна частина – графічна система цифрового керування; принтер етикеток для друку етикетки з бар-кодом, комплект електронного устаткування (пристрій зчитування бар-коду); програмна частина – програма оптимізації Ottimo Perfect Cut Top.
- Для свердлильно-фрезерних центрів ТЕСН SСМ і AUTOR MORBIDELLI: апаратна частина – комплект електронного устаткування; програмна частина – будь-яке програмне забезпечення на вибір замовника для керування обробкою елементів дверей і елементів з фасонною обробкою по верхній пласті.
Додатковий ключ апаратного доступу для системи AVP NetLine дає можливість використати програмне забезпечення на іншій офісній станції. Забезпечення станції можуть бути сполучені – через локальну мережу LAN чи послідовними кабелями для загального користування тими самими даними. З вторинних станцій керування (другої, третьої і т.д.) неможливо зробити запуск замовлення у виробництво (тобто, запуск оптимізованих програм). Початкова виробнича фаза є винятковою прерогативою Центрального пульта керування, що підключений до верстата через мережу.

Загальний пакет постачання системи AVP NetLine включає:

- Програму навчання роботи з системою AVP NetLine для двох людей на заводі компанії SСМ у м. Villa Verucchio тривалістю 5 днів.   
- Плату за користування системою протягом одного року, що дає можливість протягом цього часу (із дня покупки) здійснювати її модифікацію без додаткових витрат.
- Системні бібліотеки, що містять велику кількість моделей компонентів меблів, готових до виговлення. У будь-який момент ця бібліотека може бути доповнена чи змінена відповідно до вимог замовника.

Таким чином, будь-яке сучасне програмне забезпечення – Schnitt-Profi(t), Wood-Wop; Pattern Systems; NetLine – це щаслива знахідка для тих виробників меблів, що прагнуть поліпшити виробничі показники при незначних витратах. Розроблені пакети програмних продуктів для меблевої промисловості компаній HOMAG, ARISTOCRATIC CABINETS або SСМ GROUP дозволяють фірмам оптимізувати свій виробничий процес і виготовляти меблі за гнучкою технологією.

Сергій Гайда,
к.т.н., доцент УкрДЛТУ

за метеріалами журналу Меблеві технології