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數(shù)控木工機(jī)床是近幾年木工及家具機(jī)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(jī),數(shù)控雕刻機(jī)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(wèn)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(jìn)木工及家具機(jī)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(jìn),更人性化(具加工精度更高,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和對(duì)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(shí)又應(yīng)用工業(yè)設(shè)計(jì)的理念對(duì)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(jiǎn)介

由于數(shù)控中心編程簡(jiǎn)單靈活,可靠性高,是技術(shù)密集型及自動(dòng)化程度高的機(jī)電一體化設(shè)備。用數(shù)控機(jī)床加工時(shí),就要預(yù)先將各種操作內(nèi)容和機(jī)床動(dòng)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(shí)現(xiàn)人與機(jī)床的聯(lián)系。加工時(shí),將控制介質(zhì)上的數(shù)碼信息輸入數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)對(duì)輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算與控制。由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床按所編程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng),可以自動(dòng)加工出所需要的工件形狀。

標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控木工加工中心具有三個(gè)數(shù)字控制的坐標(biāo)軸,它們相互正交并可按編好的程序同步運(yùn)行,三維空間的三個(gè)直線坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)分別以X、Y、Z表示,Z 軸由傳遞切削動(dòng)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(yùn)動(dòng)按右手迪卡爾坐標(biāo)系加以確定。正交的三軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi), 其中X 、Y 、Z 坐標(biāo)決定刀具位置。作為以加工實(shí)木為主的應(yīng)用機(jī)型,實(shí)木數(shù)控加工中心能對(duì)木制零部件進(jìn)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(diǎn)在于:

(一)自動(dòng)化程度高,即能保證國(guó)內(nèi)對(duì)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(jī)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(duì)加工零部件的適應(yīng)性強(qiáng),柔性高,靈活性好。數(shù)控機(jī)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(chǎng)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(yùn)用繪制產(chǎn)品三維模型；第二, 運(yùn)用CAD 軟件對(duì)模型進(jìn)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(jìn)行。在此過(guò)程中還通過(guò)CAM 軟件生成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼；第三,通過(guò)該加工中心配置的反證軟件對(duì)CAM 軟件輸出的標(biāo)準(zhǔn)NCC 代碼進(jìn)行后置處理,設(shè)定實(shí)際加工刀具(刀長(zhǎng),刀徑)和加工原點(diǎn)坐標(biāo)等,并進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬仿真和安全確認(rèn),防止刀具、零件、工作臺(tái)之間發(fā)生干涉。在安全確認(rèn)無(wú)誤后,導(dǎo)出適合該加工中心的NC 代碼,并直接傳輸?shù)?/span>加工中心主機(jī)的程序庫(kù)中；最后,通過(guò)調(diào)用該程序進(jìn)行實(shí)物加工試切削。根據(jù)試切削加工零件再進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和程序改進(jìn),直至達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

三、數(shù)控木工機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)

從表1 列出的各個(gè)時(shí)期的機(jī)床技術(shù)與制造技術(shù)可以看到,機(jī)械加工裝備對(duì)促進(jìn)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(jī)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(shì)是:高精度化,高速化,柔性化, 智能化和集成化。

應(yīng)加大數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)力度,從我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展形式來(lái)看,需要三種層次的數(shù)控人才:

第一種是熟悉數(shù)控機(jī)床的操作及加工工藝,懂得簡(jiǎn)單的機(jī)床維護(hù),能夠進(jìn)行手工或自動(dòng)編程的車間技術(shù)操作人員。

第二種是熟悉數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)軟件的中級(jí)人才,要掌握負(fù)責(zé)摸具的設(shè)計(jì)和制造知識(shí),能夠熟練應(yīng)用多種CAD/CAM 軟件,同時(shí)有扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí),較高的英語(yǔ)水平并積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

第三種是精通數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及數(shù)控系統(tǒng)電器設(shè)計(jì),能夠進(jìn)行數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品開發(fā)及技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)控技術(shù)高級(jí)人才。

我國(guó)應(yīng)根據(jù)需要有目標(biāo)的加大人才培養(yǎng)力度,為我國(guó)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)大的技術(shù)人才支撐。

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