張 婷 申黎明 Zhang Ting&Shen Liming

(1.2.南京林業(yè)大學(xué)家具與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇南京 210037）

基于秸稈板的板木家具膠合作業(yè)研究

張 婷1申黎明2Zhang Ting1&Shen Liming2

(1.2.南京林業(yè)大學(xué)家具與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇南京 210037）

本文分析了秸稈板板木家具膠合作業(yè)的四種膠合方式：秸稈板拼厚、板木膠拼、表面貼面和板件封邊的特點(diǎn)及工藝要求，并在此基礎(chǔ)上，以板木膠拼為研究對(duì)象，運(yùn)用工作抽樣法，分解膠拼作業(yè)，同時(shí)進(jìn)行作業(yè)測(cè)定，對(duì)膠拼作業(yè)進(jìn)行分析并提出改進(jìn)建議，使優(yōu)化后的作業(yè)能提高33.9%的效率。

膠合方式；板木膠拼；作業(yè)優(yōu)化

1 膠合方式及工藝

板木膠合是指將板（木）材用膠黏劑，通過(guò)加壓或其他方式連接在一起，成為具有特定尺寸或某種強(qiáng)度的一體木材的工藝過(guò)程。在板木家具生產(chǎn)工藝中，膠合工藝占有重要位置[3]。秸稈板板木家具在生產(chǎn)過(guò)程中的膠合方式主要有四種：多層秸稈板拼厚、板木膠拼、秸稈板表面貼面、秸稈板板邊封邊。

1.1 多層秸稈板拼厚

將板材在長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)方向上進(jìn)行膠合，又稱接長(zhǎng)、拼寬、拼厚，目的是使其尺寸規(guī)格合乎特定的要求，這是最常見(jiàn)的膠合方式。最具代表性的構(gòu)件是面板，將兩塊或兩塊以上的秸稈板用膠黏劑在冷壓機(jī)上進(jìn)行平拼，就能獲得具有一定厚度的面板。秸稈板拼厚的工藝流程為：配膠→涂膠→組坯→陳放→冷壓→陳化[4]。

膠黏劑選用乳白膠（PVAC），配比為：502膠粉（100）：水（50）：乳白膠（10-15）：固化劑（0.1-0.3）：面粉（適量），膠黏劑應(yīng)即用即配，并保證盡量在2h內(nèi)用完；在其中一塊板面上進(jìn)行涂膠，涂膠以板件表面均勻布膠為原則，操作時(shí)可按從左往右，同一方向上下涂刷兩遍即可；涂膠完畢后，取另一需要膠合的板件，與已經(jīng)涂膠的板件進(jìn)行對(duì)齊，組坯；組坯過(guò)后需要陳放2-3min再進(jìn)行冷壓；冷壓時(shí)，單位壓力1.5-3.0MPa，夏季冷壓時(shí)間為2h，冬季冷壓時(shí)間為5-6h，春秋季冷壓時(shí)間為3-4h；冷壓完畢，需陳化一定時(shí)間，以消除板件內(nèi)部的應(yīng)力，提高穩(wěn)定性。

1.2 板木膠拼

秸稈板先按1.1中介紹的方式進(jìn)行拼厚，然后在拼厚的板件側(cè)部涂膠與實(shí)木膠拼，這種方法是板木膠拼比較常見(jiàn)的一種形式。實(shí)木與秸稈板進(jìn)行膠拼，特點(diǎn)是在可以看見(jiàn)的部位用實(shí)木或中密度板，中間用秸稈板或其他人造板。板木膠拼的工藝流程為：秸稈板拼厚→側(cè)邊涂膠→組坯→上拼板機(jī)→陳化。所用的設(shè)備為摩天輪拼板機(jī)。組坯好的部件，需要在拼板機(jī)上至少固定5h（圖1、2、3）。

1.3 表面貼面（表1）

水稻旱育較好地解決了水育秧的爛秧和秧苗不壯兩大難題，對(duì)缺水地區(qū)更是解決了無(wú)水育秧的困難。旱育秧具有省水、省種、省工、省肥、省秧田、增產(chǎn)早熟等特點(diǎn)，且秧苗矮壯，根系發(fā)達(dá)，返青快，分蘗早，成穗多。

貼面材料為木皮或中密度薄板，在板件表面施以乳白膠，涂膠完畢后將貼面材料覆于板面上，在熱壓機(jī)上進(jìn)行熱壓即可。熱壓壓力0.5-1.5MPa，單面貼面時(shí)熱壓溫度70℃-80℃，雙面貼面時(shí)熱壓溫度90℃-100℃，時(shí)間是3-4min。熱壓后需陳化一定時(shí)間，消散板件內(nèi)部熱應(yīng)力，增強(qiáng)穩(wěn)定性（圖4、5）。

1.4 板件封邊

對(duì)板件進(jìn)行封邊處理的目的是為了防止水分從邊部滲透進(jìn)板件內(nèi)部，明顯增加的線性膨脹量和吸濕厚度膨脹量會(huì)大大降低板件的尺寸穩(wěn)定性。若板件進(jìn)行過(guò)貼面，板件貼面時(shí)所用的膠黏劑會(huì)帶進(jìn)去水分，此時(shí)板件的尺寸穩(wěn)定性會(huì)更差[5]。板件封邊可以手工封邊，也可以用封邊機(jī)封邊（圖6、7）。

2 秸稈板膠合作業(yè)研究

2.1 研究對(duì)象

板木家具生產(chǎn)過(guò)程中，秸稈板和實(shí)木的膠合膠拼是重點(diǎn)工藝。作業(yè)時(shí)需要至少兩名操作者配合調(diào)膠機(jī)、涂膠機(jī)和拼板機(jī)的使用，作業(yè)程序復(fù)雜，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，是制約板木家具生產(chǎn)的瓶頸工序之一，因此，為了提高生產(chǎn)效率，需要對(duì)板木膠拼作業(yè)進(jìn)行分析與優(yōu)化。

2.2 研究方法

工作抽樣法（Work Sampling）指的是對(duì)工人和設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行觀察，測(cè)出各項(xiàng)活動(dòng)發(fā)生的次數(shù)和頻率，進(jìn)行工時(shí)研究，同時(shí)推斷各觀測(cè)項(xiàng)目的時(shí)間構(gòu)成。它是由觀測(cè)者通過(guò)對(duì)作業(yè)者和設(shè)備工作情況隨機(jī)選擇某段時(shí)間進(jìn)行瞬時(shí)觀察，記錄某類工作發(fā)生的頻率，推斷被觀測(cè)對(duì)象的整體工作狀況[6]。工作抽樣測(cè)定具有效率高、易于掌握、方便簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，并且適用于多種作業(yè)[7]。

2.3 板木膠拼作業(yè)步驟分解

秸稈板拼厚作業(yè)由兩名操作工共同完成，所需設(shè)備有調(diào)膠機(jī)、涂膠機(jī)、摩天輪拼板機(jī)。具體操作可以分解為：①?取料：由一名操作工負(fù)責(zé)將堆放的板料搬到操作臺(tái)上，并負(fù)責(zé)檢驗(yàn)板料尺寸；②涂膠：由一名操作者負(fù)責(zé)調(diào)膠，同時(shí)負(fù)責(zé)在涂膠機(jī)上進(jìn)行涂膠；③組坯：由一名操作者負(fù)責(zé)將涂過(guò)膠的板件放到拼板機(jī)上進(jìn)行組坯；④緊固：由一名操作工負(fù)責(zé)將組坯好的板件緊固在拼板機(jī)上，根據(jù)不同的板件尺寸調(diào)整緊固件，同時(shí)確保板件表面平整；⑤調(diào)機(jī)：由一名操作者負(fù)責(zé)調(diào)整機(jī)器。作業(yè)時(shí)，兩名操作工分工，操作工甲負(fù)責(zé)取料、調(diào)膠、涂膠、檢驗(yàn)；操作工乙負(fù)責(zé)組坯、緊固和調(diào)機(jī)。

圖1 冷壓機(jī)

圖2 板木膠拼

圖3 摩天輪拼板機(jī)

圖4 木皮貼面

圖5 中密度板貼面

圖6 板件封邊

圖7 封邊機(jī)

表1 不同飾面材料表面貼面工藝

2.4 板木膠拼作業(yè)分析

板木膠拼作業(yè)測(cè)定結(jié)果如表2所示：

將作業(yè)分解后按基本操作時(shí)間、輔助操作時(shí)間和寬放時(shí)間進(jìn)行劃分，基本操作時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作包括：取料、涂膠、組坯、緊固、調(diào)機(jī)，輔助操作時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作包括：調(diào)膠和檢驗(yàn)，寬放時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作有：等待、走動(dòng)。由表2可知，基本操作時(shí)間、輔助操作時(shí)間和寬放時(shí)間占總觀測(cè)時(shí)間的74.3%、18.1%和13.0%，其中在基本操作時(shí)間中，緊固和調(diào)機(jī)所用的時(shí)間最多，分別占觀測(cè)時(shí)間的21.01%和26.28%，這也是勞動(dòng)強(qiáng)度比較高的作業(yè)，而這兩項(xiàng)作業(yè)又是由同一人負(fù)責(zé)；在輔助操作時(shí)間中，調(diào)膠所用時(shí)間相對(duì)較多，這是因?yàn)檎{(diào)膠機(jī)離膠拼作業(yè)區(qū)域的距離較遠(yuǎn)，所以每次調(diào)膠耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)；在寬放時(shí)間中，等待的時(shí)間比較長(zhǎng)，尤其是在第13個(gè)周期時(shí)，等待的時(shí)間比較長(zhǎng)，這是因?yàn)樨?fù)責(zé)緊固和調(diào)機(jī)的操作工，由于勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要休息。

2.5 板木膠拼作業(yè)優(yōu)化

根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際調(diào)查，給出的秸稈板膠拼作業(yè)優(yōu)化建議如下：

（1）從現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中可以看出，組坯、緊固和調(diào)機(jī)所用時(shí)間最多，勞動(dòng)強(qiáng)度也比較大，而這些工作都是由一人負(fù)責(zé)完成，勞動(dòng)量大，對(duì)體力要求較高。所以，可以考慮再增加一名操作工，協(xié)同作業(yè)，這樣，原先這三項(xiàng)工作需要花費(fèi)984.69s，增加一名工人后，這三項(xiàng)工作所需時(shí)間能減少一半，即至少節(jié)約493.345s；

（2）在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，調(diào)機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng)，主要是需要調(diào)整夾緊器的距離以適應(yīng)不同尺寸規(guī)格的部件，所以，為了減少調(diào)機(jī)時(shí)間，應(yīng)使用成組技術(shù)，對(duì)零部件合并同類項(xiàng)，批量加工，減少頻繁調(diào)機(jī)；

（3）調(diào)膠機(jī)距離作業(yè)地點(diǎn)比較遠(yuǎn)，每次調(diào)膠都需要花費(fèi)時(shí)間走到調(diào)膠機(jī)處，表2中的走動(dòng)時(shí)間基本都是去取膠、調(diào)膠所耗費(fèi)的時(shí)間，時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重。所以，可以考慮將調(diào)膠機(jī)移動(dòng)到離作業(yè)地點(diǎn)近的地方，或者直接增設(shè)一臺(tái)調(diào)膠機(jī)，這樣可減少一半走動(dòng)時(shí)間，即節(jié)約46.095s；

（4）在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，物料堆放雜亂，在取料和擺放時(shí)不方便，所以應(yīng)該規(guī)范物料擺放，減少搬運(yùn)的距離；

（5）另外，由于膠拼作業(yè)勞動(dòng)量大，體力消耗大，而且設(shè)備復(fù)雜，可以挑選身強(qiáng)力壯、四肢靈活的工人來(lái)作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，可以在完成一部分作業(yè)任務(wù)后適當(dāng)休息，以恢復(fù)體力，這樣就不會(huì)有在第13周期中出現(xiàn)的長(zhǎng)時(shí)間休息等待。

優(yōu)化后的膠拼作業(yè)，能節(jié)約時(shí)間493.345+46.095+67.30=606.74s，比原先未改進(jìn)時(shí)能至少提高33.9%的效率。

表2：板木膠拼工序作業(yè)測(cè)定

3 結(jié)論

秸稈板板木家具膠合方式可以歸納為四種：秸稈板拼厚、板木膠拼、表面貼面和板件封邊，具體加工工藝可見(jiàn)前文1.1-1.4，這里不再贅述。對(duì)于板木膠拼工序，為了提高生產(chǎn)率，企業(yè)應(yīng)該注意：兩人多機(jī)的配合模式稍顯緊湊，可以適當(dāng)增加一名工人，協(xié)同工作，同時(shí)合理安排休息時(shí)間；其次是運(yùn)用成組技術(shù)，批量生產(chǎn)，減少調(diào)機(jī)時(shí)間；另外在對(duì)作業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，調(diào)膠機(jī)距離作業(yè)點(diǎn)稍遠(yuǎn)，延長(zhǎng)了調(diào)膠和取膠的時(shí)間，因此可以將調(diào)膠機(jī)移至作業(yè)點(diǎn)附近或在膠拼作業(yè)點(diǎn)直接增設(shè)一臺(tái)調(diào)膠機(jī)，同時(shí)規(guī)范擺放物料以減少搬運(yùn)距離。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的膠拼作業(yè)，與未經(jīng)優(yōu)化相比能提高33.9%的效率。

（責(zé)任編輯：黃 炎）

[1]范麗麗等.秸稈板在家具方面的應(yīng)用對(duì)策探析[J].家具與室內(nèi)裝飾,2011(10)：104-105.

[2]于文吉等.農(nóng)作物秸稈人造板發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J].木材工業(yè),2005(4)：5-8.

[3]千一凡等.秸稈板在板木結(jié)構(gòu)美式床具中的應(yīng)用[J].家具與室內(nèi)裝飾,2014(7)：18-19.

[4]陳蕓.板木家具生產(chǎn)作業(yè)分析與優(yōu)化研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué),2014.

[5]饒?chǎng)?稻草板無(wú)醛家具制造技術(shù)的研究—板件貼面技術(shù)與尺寸穩(wěn)定性[D].南京：南京林業(yè)大學(xué),2008.

[6]齊二石等.工業(yè)工程與管理[M].北京：科學(xué)出版社,2011.

[7]劉培義.家具配料工段的作業(yè)研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué),2004.

The Operations Research of Glue for Plate Wood Furniture by The Straw Board

The characteristics and technical requirements of the four agglutination are analyzed in this paper,they are upset for straw board,glue stick between wood and straw board,cover on surface and sealing side .On this basis,With plate wood glue spell as the research object,by using the method of work sampling,decomposition glue spell homework,with homework determined at the same time,analyze the glue spell work and put forward suggestions for improvement,make the optimized operation which can improve the effi ciency of 33.9%.

The Method of the Glue;Glue Stick Between Wood and Straw Board;Operation for Optimization

TS664.0

A

1006-8260(2015)02-0011-03

國(guó)家林業(yè)局合作項(xiàng)目“環(huán)境友好型秸稈板家具制造技術(shù)推廣”（編號(hào)：201253）