数控木工机床是近几年木工及家具机械行业出现的新产品,其发展极为迅速,以数控木工铣床(包括数控镂铣机,数控雕刻机等)为代表,数控木工加工中心,数控木工车床,数控木工锯床, 数控木工钻床等相继问世,正在形成产品种类齐全。 系列品种繁多的格局,成为促进木工及家具机械行业发展一支主力军。数控木工加工中心不仅在技术上更,更人性化(具加工精度更高,降低了工人的劳动强度和对工人操作技能的要求),而且也与环境更协调(在降低环境污染的同时又应用工业设计的理念对产品外观加以改造)。 本文从数控木工加工中心的角度探讨在家具(木制品)生产中的应用。

一、数控木工加工中心功能简介

由于数控中心编程简单灵活,可靠性高,是技术密集型及自动化程度高的机电一体化设备。用数控机床加工时,就要预先将各种操作内容和机床动作,按规定的数码形式编排程序记录在控制介质上,实现人与机床的联系。加工时,将控制介质上的数码信息输入数控机床的控制系统,控制系统对输入的信息进行运算与控制。由传动机构驱动机床按所编程序进行运动,可以自动加工出所需要的工件形状。

标准数控木工加工中心具有三个数字控制的坐标轴,它们相互正交并可按编好的程序同步运行,三维空间的三个直线坐标运动分别以X、Y、Z表示,Z 轴由传递切削动力的主轴所规定;X 轴为水平轴,与工件夹装面平行;Y轴可根据X,Z轴的运动按右手迪卡尔坐标系加以确定。正交的三轴驱动系统内, 其中X 、Y 、Z 坐标决定刀具位置。作为以加工实木为主的应用机型,实木数控加工中心能对木制零部件进行铣型,开槽,钻孔,榫头及榫眼,曲线轮廓铣削,雕刻等加工。和常规加工方式相比,其主要优点在于:

(一)自动化程度高,即能保证国内对工件的大部分或全部切削加工,也保证了工件的加工精度,提高加工效率。

(二)加工零件的一致性好,质量稳定,由于数控机床的定位精度和重复定位精度高,所以很容易保证零件尺寸的一致性,大大减少了人为失误。

(三)对加工零部件的适应性强,柔性高,灵活性好。 数控机床可以缩短产品的研制周期,给新产品开发,快速适应市场的需要变化提供了便利条件。

二、基本应用

数控木工加工中心的基本应用流程。首先,根据产品零件的结构和尺寸,运用绘制产品三维模型；第二, 运用CAD 软件对模型进行数控编程,主要包括选择刀具,加工方式和刀具路径,着重要考虑的是零件的夹装与定位。由于绝大多数CAM 软件包中均含有CAD功能,所以上述步骤也可直接在一体化的CAD/CAM软件包中进行。在此过程中还通过CAM 软件生成标准数控代码；第三,通过该加工中心配置的反证软件对CAM 软件输出的标准NCC 代码进行后置处理,设定实际加工刀具(刀长,刀径)和加工原点坐标等,并进行计算机模拟仿真和安全确认,防止刀具、零件、工作台之间发生干涉。 在安全确认无误后,导出适合该加工中心的NC 代码,并直接传输到加工中心主机的程序库中；最后,通过调用该程序进行实物加工试切削。根据试切削加工零件再进行优化设计和程序改进,直至达到设计的要求。

三、数控木工机床发展趋势

从表1 列出的各个时期的机床技术与制造技术可以看到,机械加工装备对促进制造技术发展的紧密关系和重要支撑作用。

以数字化为特征的数控机床是柔性化制造系统和敏捷化制造系统的基本装备,其总的发展趋势是:高精度化,高速化,柔性化, 智能化和集成化。

应加大数控专业人才的培养力度,从我国数控机床的发展形式来看,需要三种层次的数控人才:

种是熟悉数控机床的操作及加工工艺,懂得简单的机床维护,能够进行手工或自动编程的车间技术操作人员。

第二种是熟悉数控机床机械结构及数控系统软件的中级人才,要掌握负责摸具的设计和制造知识,能够熟练应用多种CAD/CAM 软件,同时有扎实的专业理论知识,较高的英语水平并积累了大量的实践经验。

第三种是精通数控机床结构设计以及数控系统电器设计,能够进行数控机床产品开发及技术创新的数控技术高级人才。

我国应根据需要有目标的加大人才培养力度,为我国的数控机床产业提供强大的技术人才支撑。

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