浅谈数控技术在木材加工机械上的应用
浅谈数控技术在木材加工机械上的应用南生春傅万四（国家林ilk局北京林ilk机械研究所；IU京100013）从20世纪90年代以来我国人造板总产量跃居世界第二位。特别是自加入WTO以来我国在更大的范围内和更深的程度上参与全球化进程，国际传统产此格局进一步重组，发达国家和地区的产此转移，将使中国的家具此发展有可能成为该行此的世界工厂“。在这个产此链中要想实现多品种小批量生产，提高产品高科技含量和高附加值，先进的自动化木材加工技术装音是不可缺少的。而这一高效自动化的技术群体加各种功能的数控镂铣机、数控加工中心等众多的先进设音，目前基本上依赖国外进口，在加工技术方面也缺少自己的技术诀窍'1数控技术及其发展历史数值控制（简称数控”或nC概念是把被加工的零件要求，如形状、尺寸等信息转换成数值数据指令传送到电子控制装置中，由其控制和驱动机床刀具的运动而加工出零件。
1952年世界第一台数值控制机床在美国麻省理工大学诞生，是20世纪机床工此最重要的技术创举之一，标志着机械制造此新的数值控制时代的开始。半个世纪以来激控系统经历了两个阶段和六代的发展：1）数控（NC）阶段，即1952年第一代一电子管、1959年第二代一晶体管、1965年第三代一小规模集成电路。2）计算机数控（CNC）阶段，即1970年第四代一小型计算机、1974年第五代一微处理机、1990年第六代一PCBASED.数控系统由三部分组成：1）人机对话接口控制HMI，它主要用于零件程序和管理程序的编制、输入、存储、显示、打印，高级的人机接口还包括CAD/CAM系统。2）可编程控制器，它对预先规定作涝筒介瘸李罨吉林人木材加工机械的机床作逻辑顺序控制。3）运动的数值控制，它包括数控装置、伺服装置和检测装置。
数控机床是数控技术对传统加工产此渗透形成的机电一体化产品。其技术范围覆盖很多领域：1）机械制造技术；2）信息处理、加工、传输技术；3）自动控制技术⑴伺服驱动技术；5）传感器技术：6）软件技术等。
2CNC技术应用的现状2.1国外数控机床自20世纪中叶诞生以来，前期多以发展金属切削的数控机床为主。德、美、意、日等工此发达国家在80年代末，机床数控化率就已达到了10%以上，如意大利1985年达到15.2%，曰本1994年已高达20.8%.至20世纪末，数控技术已全方位地扩展到所有的加工设音领域几乎全部的机床产品都可以找到数控化的踪迹。以德国为例，250家德国木工机械制造商拥有25000名高级技术人才，2000年产值31亿欧元，出口18亿欧元，其出口量占全世界总出口额的31%，雄居世界首位。
目前主要的CNC木材加工设音种类有：1）数控镂铣机，基本功能是三轴联动，具有多个（1）高速主轴电机，每个主轴既可单独工作，又可任意组合或同时工作，可实现多个工件同时加工，具有效率高的特点；2）数控加工中心，根据功能可实现三轴联动、四轴联动或五轴联动具有1~2套能够自动更换刀具的高速主轴电机和可装有众多刀具（含有加工单元袖刀库每个主轴即可单独工作又可同时工作，可自动快速更换刀具；3）机械手控制的缩放雕刻机，一般具有2-16个刀轴，能对平面或圆柱面进行批量的比例缩放雕刻⑴全自动操作的机器人雕刻机能对固定不动的工件进行表面雕刻，1）并联运动机构的数控加工中心，是一种全新的机床对板材加工没有任何限制；6）数控带锯机，基本功能是二轴联动，是针对板材的曲线加工提高了板材的利用率；7）数控多排钻，实现加工数据输入，钻排的自动定位，以提高工件精度和工作效率；8）数控仿形刃磨机，能进行刀具的图像采集，矢量化理标定令生成及刀具刃磨加工；9）数控板材下料锯，具有压梁、先导据和自动板材进料装置，所有的板材下料均通过按键存储、在线数据输入和板材下料最佳优化编程；10）全自动喷漆系统，能对固定或移动的工件进行表面的喷涂。
上述众多的数控机床，能对木材、人造板、塑料建材等材料进行雕刻、铣削、锯切、钻孔、刻槽、封边、砂光等加工。加工的产品例子有建筑门板、厨房家具、实木家具、仿古浮雕、楼梯斜梁、楼梯扶手、MDF门支柱、实木成型构件、胶合板成型构件、时钟壳体、墙壁镶边、贝壳式拉手、艺术品底座、图框、礼品、托盘、乐器零件、高档汽车装饰品等等。
2.2国内据统计，我国机床数控化率1995年才达到1.9%，木材加工机械领域的数控化研究才刚刚起步。1998年以前内大陆木材加工行此一直使用进口或台湾地区制造的木工数控镂铣设音，因其价格昂贵，仅有少数资金雄厚的企此有能力承担，大多数厂家可望不可及，在一定程度上阻碍了木工机械现代化的发展。90年代末期我国大陆木工数控镂铣技术的应用研究有了长足的进展。目前已有6家木工机械制造商和科研单位具有研制、生产能力。生产数控加工中心的有家林此局北京林此机械研究所、常州佳纳机电有限公司和牡丹江木工机械股份有限公司；生产数控镂铣机的有：上海家具机械厂、牡丹江木工机械股份有限公司、昆明四联人造板机械有限公司、苏福马股份有限公司和国家林此局北京林械研究所。
国家林此局北京林此机械研究所自80年代末开始致力于木材加工数控镂铣技术的应用研究洗后于1998年、1999年和2000年分别研制成功了MXK-1型数控加工中心、MXK5026型四轴数控镂铣机和MXX-品可实现三轴三联动、自动更换刀具、蓝图编程、DNC在线加工，主轴转速可达18000i/min，实现高速铣削、钻孔和雕刻等功能。在1998年和2000年北京国际木工机械展览会上展出后爱到了此内人士的好评。
3CNC技术在木材加工领域应用的发展木材加工机械当前，以CNC系统配置的设音已成为现代机床的主流，其生产、使用的数量已成为衡量一个国家工此化水平和综合实力的重要标志。国外大量的木工机械产品占据着中国的市场及我国本身产品极低的数控化率水平这些都制约着我国木材加工机械制造此和相关产此的发展，严重影响了我国木材加工机械产品的市场竟争能力和综合经济效益。此界有识之士呼吁我国的科研人员必须奋起直追，要有赶超的决心和勇气，走胯越式发展的道路。
数控技术的应用是提高产品质量、提高劳动生率的重要手段，是实现生产自动化、柔性化、集成化、网络化的基础。随着IT产此和知识经济发展的不断深入木材加工机械的数控化发展趋势也必将为：1）柔性化。为了能迅速响应市场的多样性和频繁变化，要求生产系统具有更高的柔性，生产系统的柔性很大程度上取决于设音本身的柔性。即在一台设音的一次安装中芫成被加工工件的车削、铣削、雕刻、钻孔、镗孔、铰孔、锯切、刻槽、封边、砂光等多工序的加工。2）智能化。在数控系统中配音编程专家系统、故障珍断系统、参数自动设定和刀具自动管理系统、动态前馈和预测计算功能、自适应模糊控制功能等。3）图形化。直接通过图形、图像、动画等可视化技术与虚拟坏境技术配合形象生动地显示NC编程设计、参数设定、刀具管理、加工模拟仿真等。4）数字化。应用多媒体技术使控制系统具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，使之能实现系统实时监控、生产现场设音的故障珍断和生产过程参数监测等。
李遨夫。人造板工业发展急需解决的若干政策问题□。木材周延佑。世界数控系统的发展与机床数控化改造。华中数控文集，2000.文摘数控技术产业化的艰巨任劳。中国机电曰，（上接第29页）刨花板企此也积累了许多宝贵经验。
4刨花板今后的发展刨花板作为一种用途广泛的人造板，具有广阔的发展前景，它曾是我国人造板中发展最快的产品，生产量由1983年的12.7万m增长至1995年的435万m充分显示了极强的生命力和优越性。原料来源广泛以及低成本优势将会越来越明显，面对目前面临的困境，刨花板生产在以后的发展中应注意以下几个方面的问题：1）加强质量意识提高管理水平。企此内部管理是生产合格产品的重要保证，应严格遵守生产规范，及时采用先进的生产技术。低毒脲醛树脂胶粘剂的开发、甲醛消纳剂的研制等为降低甲酵释放量、提高产品质量提供了技术保障。在市场管理中力D强市场监督检查部门的管理作用，严格禁止不合格产品的销售，保护消费者的利益赢得了消费者即派得了市场。
2驻重新产品的开发拓竞刨花板的应用领域。加的问题也是人造板行此发展的关键所在。3*D大企此生产规模形成规模效益。刨花板企此的生产规模不应小于年产5万m3，年产10万m以上的企ilk才能取得较好的经济效益，在以后的发展中应建立大中型企ilk，增加竟争优势。应该看到，近几年，在国内刨花板产量下降的同时，国外高质量刨花板进口量逐年增加，充分反应了消费需求，也说明了国内刨花板行ilk发展的空间和巨大潜力，未来的刨花板产ilk应该是一个以先进设音为基础以新技术为依托的绿色产品的生产基地。相信在今后几年，创花板行ilk将会再造辉煌。
孙新民。我国木材供需走势及对策D.北京木材工业，1998李肓才。面向21世纪的林业发展战略。中国林业出版社，三板生产建设咨询资料汇编。林业部林产工业公司，1985.张金栋。林业技术创新与现代林业发展林业经济问题，2000速*入结构料领城不仅是刨花板贫户亟待解决lL