摘要:數(shù)控加工機床是近幾年木工及家具制造業(yè)出現(xiàn)的新產(chǎn)品,代表了木工機械行業(yè)的發(fā)展趨勢,為了使數(shù)控木工機械在家具(木制品)制造行業(yè)能夠體現(xiàn)柔性高,精度高的生產(chǎn)技術(shù)。本文就數(shù)控木工加工中心在家具及木制品生產(chǎn)中的應(yīng)用做了必要的討論。
關(guān)鍵詞:數(shù)控木工加工中心;家具(木制品);生產(chǎn)中的應(yīng)用。
隨著人們生活水平的逐步提高,家具(木制品)樣式翻新周期不斷縮短,希望家具(木制品)生產(chǎn)行業(yè)能有柔性的生產(chǎn)技術(shù)。從20世紀中期數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來,數(shù)控機床給木工制造業(yè)帶來了一種嶄新的變革。數(shù)控加工具有如下特點:加工柔性高,精度高,生產(chǎn)率高,減輕操作者勞動強度,改善勞動條件,有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化及經(jīng)濟效益的提高,數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品,適用于加工多品種的小批量零部件,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,精度要求高的零件,要頻繁改型的零件,要求精密復(fù)制的零件,需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求檢驗的零件。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能,優(yōu)異而穩(wěn)定的精度,靈捷而多樣化的功能引起世人矚目,它開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。
數(shù)控木工機床是近幾年木工及家具機械行業(yè)出現(xiàn)的新產(chǎn)品,其發(fā)展極為迅速,以數(shù)控木工銑床(包括數(shù)控鏤銑機,數(shù)控雕刻機等)為代表,數(shù)控木工加工中心,數(shù)控木工車床,數(shù)控木工鋸床, 數(shù)控木工鉆床等相繼問世,正在形成產(chǎn)品種類齊全。系列品種繁多的格局,成為促進木工及家具機械行業(yè)發(fā)展一支主力軍。數(shù)控木工加工中心不僅在技術(shù)上更先進,更人性化(具加工精度更高,降低了工人的勞動強度和對工人操作技能的要求),而且也與環(huán)境更協(xié)調(diào)(在降低環(huán)境污染的同時又應(yīng)用工業(yè)設(shè)計的理念對產(chǎn)品外觀加以改造)。本文從數(shù)控木工加工中心的角度探討在家具(木制品)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
一、數(shù)控木工加工中心功能簡介
由于數(shù)控中心編程簡單靈活,可靠性高,是技術(shù)密集型及自動化程度高的機電一體化設(shè)備。用數(shù)控機床加工時,就要預(yù)先將各種操作內(nèi)容和機床動作,按規(guī)定的數(shù)碼形式編排程序記錄在控制介質(zhì)上,實現(xiàn)人與機床的聯(lián)系。加工時,將控制介質(zhì)上的數(shù)碼信息輸入數(shù)控機床的控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)對輸入的信息進行運算與控制。由傳動機構(gòu)驅(qū)動機床按所編程序進行運動,可以自動加工出所需要的工件形狀。
標準數(shù)控木工加工中心具有三個數(shù)字控制的坐標軸,它們相互正交并可按編好的程序同步運行,三維空間的三個直線坐標運動分別以X、Y、Z表示,Z軸由傳遞切削動力的主軸所規(guī)定;X軸為水平軸,與工件夾裝面平行;Y軸可根據(jù)X,Z軸的運動按右手迪卡爾坐標系加以確定。正交的三軸驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi),其中X、Y、Z坐標決定刀具位置。作為以加工實木為主的應(yīng)用機型,實木數(shù)控加工中心能對木制零部件進行銑型,開槽,鉆孔,榫頭及榫眼,曲線輪廓銑削,雕刻等加工。和常規(guī)加工方式相比,其主要優(yōu)點在于:
(一)自動化程度高,即能保證國內(nèi)對工件的大部分或全部切削加工,也保證了工件的加工精度,提高加工效率。
(二)加工零件的一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定,由于數(shù)控機床的定位精度和重復(fù)定位精度高,所以很容易保證零件尺寸的一致性,大大減少了人為失誤。
(三)對加工零部件的適應(yīng)性強,柔性高,靈活性好。數(shù)控機床可以縮短產(chǎn)品的研制周期,給新產(chǎn)品開發(fā),快速適應(yīng)市場的需要變化提供了便利條件。
二、基本應(yīng)用
數(shù)控木工加工中心的基本應(yīng)用流程。首先,根據(jù)產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)和尺寸,運用繪制產(chǎn)品三維模型；第二, 運用CAD軟件對模型進行數(shù)控編程,主要包括選擇刀具,加工方式和刀具路徑,著重要考慮的是零件的夾裝與定位。由于絕大多數(shù)CAM軟件包中均含有CAD功能,所以上述步驟也可直接在一體化的CAD/CAM軟件包中進行。在此過程中還通過CAM軟件生成標準數(shù)控代碼；第三,通過該加工中心配置的反證軟件對CAM軟件輸出的標準NCC代碼進行后置處理,設(shè)定實際加工刀具(刀長,刀徑)和加工原點坐標等,并進行計算機模擬仿真和安全確認,防止刀具、零件、工作臺之間發(fā)生干涉。在安全確認無誤后,導(dǎo)出適合該加工中心的NC代碼,并直接傳輸?shù)郊庸ぶ行闹鳈C的程序庫中；最后,通過調(diào)用該程序進行實物加工試切削。根據(jù)試切削加工零件再進行優(yōu)化設(shè)計和程序改進,直至達到設(shè)計的要求。
三、數(shù)控木工機床發(fā)展趨勢
從表1列出的各個時期的機床技術(shù)與制造技術(shù)可以看到,機械加工裝備對促進制造技術(shù)發(fā)展的緊密關(guān)系和重要支撐作用。
以數(shù)字化為特征的數(shù)控機床是柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基本裝備,其總的發(fā)展趨勢是:高精度化,高速化,柔性化,智能化和集成化。
表1機械加工裝備和制造技術(shù)的進展特征
應(yīng)加大數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)力度,從我國數(shù)控機床的發(fā)展形式來看,需要三種層次的數(shù)控人才:
第一種是熟悉數(shù)控機床的操作及加工工藝,懂得簡單的機床維護,能夠進行手工或自動編程的車間技術(shù)操作人員。
第二種是熟悉數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)軟件的中級人才,要掌握負責(zé)摸具的設(shè)計和制造知識,能夠熟練應(yīng)用多種CAD/CAM軟件,同時有扎實的專業(yè)理論知識,較高的英語水平并積累了大量的實踐經(jīng)驗。
第三種是精通數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計以及數(shù)控系統(tǒng)電器設(shè)計,能夠進行數(shù)控機床產(chǎn)品開發(fā)及技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)控技術(shù)高級人才。
我國應(yīng)根據(jù)需要有目標的加大人才培養(yǎng)力度,為我國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)提供強大的技術(shù)人才支撐。
四、結(jié)束語
本文分析了數(shù)控木工中心在家具(木制品)行業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,并簡單介紹了數(shù)控木工機械未來的發(fā)展趨勢,以適應(yīng)將來市場的發(fā)展變化以及增產(chǎn)可能性這樣才能使企業(yè)在競爭激烈的家具市場中促于有利的地位。中國作為一個制造大國,主要還是依靠勞動力,價格,資源等方面的比較優(yōu)勢,而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀,應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展,努力發(fā)展自己的先進技術(shù),加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)力度,提高企業(yè)綜合服務(wù)能力,努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端,從初級產(chǎn)品到精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造,從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。
資料來源:2007全國木材加工技術(shù)與裝備發(fā)展研討會論文集
關(guān)鍵詞:數(shù)控木工加工中心;家具(木制品);生產(chǎn)中的應(yīng)用。
隨著人們生活水平的逐步提高,家具(木制品)樣式翻新周期不斷縮短,希望家具(木制品)生產(chǎn)行業(yè)能有柔性的生產(chǎn)技術(shù)。從20世紀中期數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來,數(shù)控機床給木工制造業(yè)帶來了一種嶄新的變革。數(shù)控加工具有如下特點:加工柔性高,精度高,生產(chǎn)率高,減輕操作者勞動強度,改善勞動條件,有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化及經(jīng)濟效益的提高,數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品,適用于加工多品種的小批量零部件,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,精度要求高的零件,要頻繁改型的零件,要求精密復(fù)制的零件,需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求檢驗的零件。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能,優(yōu)異而穩(wěn)定的精度,靈捷而多樣化的功能引起世人矚目,它開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。
數(shù)控木工機床是近幾年木工及家具機械行業(yè)出現(xiàn)的新產(chǎn)品,其發(fā)展極為迅速,以數(shù)控木工銑床(包括數(shù)控鏤銑機,數(shù)控雕刻機等)為代表,數(shù)控木工加工中心,數(shù)控木工車床,數(shù)控木工鋸床, 數(shù)控木工鉆床等相繼問世,正在形成產(chǎn)品種類齊全。系列品種繁多的格局,成為促進木工及家具機械行業(yè)發(fā)展一支主力軍。數(shù)控木工加工中心不僅在技術(shù)上更先進,更人性化(具加工精度更高,降低了工人的勞動強度和對工人操作技能的要求),而且也與環(huán)境更協(xié)調(diào)(在降低環(huán)境污染的同時又應(yīng)用工業(yè)設(shè)計的理念對產(chǎn)品外觀加以改造)。本文從數(shù)控木工加工中心的角度探討在家具(木制品)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
一、數(shù)控木工加工中心功能簡介
由于數(shù)控中心編程簡單靈活,可靠性高,是技術(shù)密集型及自動化程度高的機電一體化設(shè)備。用數(shù)控機床加工時,就要預(yù)先將各種操作內(nèi)容和機床動作,按規(guī)定的數(shù)碼形式編排程序記錄在控制介質(zhì)上,實現(xiàn)人與機床的聯(lián)系。加工時,將控制介質(zhì)上的數(shù)碼信息輸入數(shù)控機床的控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)對輸入的信息進行運算與控制。由傳動機構(gòu)驅(qū)動機床按所編程序進行運動,可以自動加工出所需要的工件形狀。
標準數(shù)控木工加工中心具有三個數(shù)字控制的坐標軸,它們相互正交并可按編好的程序同步運行,三維空間的三個直線坐標運動分別以X、Y、Z表示,Z軸由傳遞切削動力的主軸所規(guī)定;X軸為水平軸,與工件夾裝面平行;Y軸可根據(jù)X,Z軸的運動按右手迪卡爾坐標系加以確定。正交的三軸驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi),其中X、Y、Z坐標決定刀具位置。作為以加工實木為主的應(yīng)用機型,實木數(shù)控加工中心能對木制零部件進行銑型,開槽,鉆孔,榫頭及榫眼,曲線輪廓銑削,雕刻等加工。和常規(guī)加工方式相比,其主要優(yōu)點在于:
(一)自動化程度高,即能保證國內(nèi)對工件的大部分或全部切削加工,也保證了工件的加工精度,提高加工效率。
(二)加工零件的一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定,由于數(shù)控機床的定位精度和重復(fù)定位精度高,所以很容易保證零件尺寸的一致性,大大減少了人為失誤。
(三)對加工零部件的適應(yīng)性強,柔性高,靈活性好。數(shù)控機床可以縮短產(chǎn)品的研制周期,給新產(chǎn)品開發(fā),快速適應(yīng)市場的需要變化提供了便利條件。
二、基本應(yīng)用
數(shù)控木工加工中心的基本應(yīng)用流程。首先,根據(jù)產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)和尺寸,運用繪制產(chǎn)品三維模型；第二, 運用CAD軟件對模型進行數(shù)控編程,主要包括選擇刀具,加工方式和刀具路徑,著重要考慮的是零件的夾裝與定位。由于絕大多數(shù)CAM軟件包中均含有CAD功能,所以上述步驟也可直接在一體化的CAD/CAM軟件包中進行。在此過程中還通過CAM軟件生成標準數(shù)控代碼；第三,通過該加工中心配置的反證軟件對CAM軟件輸出的標準NCC代碼進行后置處理,設(shè)定實際加工刀具(刀長,刀徑)和加工原點坐標等,并進行計算機模擬仿真和安全確認,防止刀具、零件、工作臺之間發(fā)生干涉。在安全確認無誤后,導(dǎo)出適合該加工中心的NC代碼,并直接傳輸?shù)郊庸ぶ行闹鳈C的程序庫中；最后,通過調(diào)用該程序進行實物加工試切削。根據(jù)試切削加工零件再進行優(yōu)化設(shè)計和程序改進,直至達到設(shè)計的要求。
三、數(shù)控木工機床發(fā)展趨勢
從表1列出的各個時期的機床技術(shù)與制造技術(shù)可以看到,機械加工裝備對促進制造技術(shù)發(fā)展的緊密關(guān)系和重要支撐作用。
以數(shù)字化為特征的數(shù)控機床是柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基本裝備,其總的發(fā)展趨勢是:高精度化,高速化,柔性化,智能化和集成化。
表1機械加工裝備和制造技術(shù)的進展特征
應(yīng)加大數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)力度,從我國數(shù)控機床的發(fā)展形式來看,需要三種層次的數(shù)控人才:
第一種是熟悉數(shù)控機床的操作及加工工藝,懂得簡單的機床維護,能夠進行手工或自動編程的車間技術(shù)操作人員。
第二種是熟悉數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)軟件的中級人才,要掌握負責(zé)摸具的設(shè)計和制造知識,能夠熟練應(yīng)用多種CAD/CAM軟件,同時有扎實的專業(yè)理論知識,較高的英語水平并積累了大量的實踐經(jīng)驗。
第三種是精通數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計以及數(shù)控系統(tǒng)電器設(shè)計,能夠進行數(shù)控機床產(chǎn)品開發(fā)及技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)控技術(shù)高級人才。
我國應(yīng)根據(jù)需要有目標的加大人才培養(yǎng)力度,為我國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)提供強大的技術(shù)人才支撐。
四、結(jié)束語
本文分析了數(shù)控木工中心在家具(木制品)行業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,并簡單介紹了數(shù)控木工機械未來的發(fā)展趨勢,以適應(yīng)將來市場的發(fā)展變化以及增產(chǎn)可能性這樣才能使企業(yè)在競爭激烈的家具市場中促于有利的地位。中國作為一個制造大國,主要還是依靠勞動力,價格,資源等方面的比較優(yōu)勢,而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀,應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展,努力發(fā)展自己的先進技術(shù),加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)力度,提高企業(yè)綜合服務(wù)能力,努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端,從初級產(chǎn)品到精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造,從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。
資料來源:2007全國木材加工技術(shù)與裝備發(fā)展研討會論文集
