數控雕刻技術培訓精選(九篇)

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第1篇：數控雕刻技術培訓范文

木工機械種類的定義

我國在計劃經濟時代，由林業部掌控木材工業，林業部以林業為主，一直把木材加工機械作為林業機械的一部分，這個劃分是不科學的，也不符合國際慣例。我國在木材加工機械中，又分出木工機械和人造板機械，而木工機械再劃分為實木家具機械、板式家具機械、制材機械、干燥機械等，這也不是十分科學，特別是實木家具機械和板式家具機械的定義比較模糊。筆者曾按我國行業對應劃分法將木工及人造板機械、家具機械、林業機械并列劃分，將木工機械行業與相對下游產業相對應，但這種劃分方法是純學術的，實際應用較難。所以我國木工機械種類劃分一直比較混亂。按照木工機床編號標準進行分類應該是最符合中國國情的分類方法，該標準把木工機械的種類分為鋸、刨銑、鉆、車、砂磨等幾類。作為標準，它具有權威性。但這種劃分太粗，致使國內許多新產品難尋編號和分類，有些新機器連種類都沒有，而行業內部劃分更粗，大部分是空白表格，讓企業無從入手，從而導致國內木工機械編號五花八門，多數企業生產的木工機床編號不規范，而板式家具機械卻另有新的編號標準，使企業更加無所適從。

德國木工機械的分類方法

德國木工機械的分類方法是全世界通用的，其整個體系都與我國不同，一旦采用，我國整個分類體系就會混亂，但從我國木工機械走向世界的長遠目標來看，我國向德國標準看齊是大勢所趨。德國木工機械的分類是按木材加工的工藝劃分，把木工機械分成 20 大類，分別是：林業機械，制材與備料加工（半成品生產）機械，木工與人造板機械，表面拋光機械及砂光設備，組裝、包裝用機械，物料輸送、倉庫管理及調試裝備，機器人技術與裝備，木工專用加工機械，特殊木制品專用機械，木工機械輔助裝備、夾具及專用器具，木材及塑料加工用手提機械，木工刀具及刀具輔助用具，刀具維護及制造專用機械，木工機械專用配套產品，廢材（鋸屑、木片、薪炭材、樹皮）利用設備，生物質能源生產設備及生物質燃料加工專用設備，木材加工的節能、環保、職業安全、防火及空調專用設備，木工機械數顯及數控專用設備，木工計測、試驗及控制系統裝備，木制品整廠設計、經濟分析及木工機械租賃技術，木工機械專用計算機軟件（計算機輔助設計、ERP、生產計劃及控制等），木工機械的銷售與售后服務技術與裝備。德國木工機械分類標準中包括了我國定義的木工機械、林業機械、人造板機械、家具機械等，囊括了全行業所有技術，而我國標準定義的木工機械僅占德國標準中的幾類。我國木工機械的分類標準僅僅把木工機械限制在傳統的鋸刨鉆砂等幾大類，標準編號的余地也有限，這給我們探討木工機械數控化率帶來了很大的麻煩。雖然我國的分類體系有許多弊病，但為了討論方便，本文仍然以中國的木工機械編號體系為基礎與德國相應的設備進行比較，以確定我國木工機械數控化的比率。

我國數控木工機械數控化率的估算

根據我國木工機械編號標準，現階段，我國將有234 種木工機床可以開發成為數控木工機床，在這 234種數控木工機床中，有 99 種已經開發成為產品或者有圖2 具有自主知識產權的南興裁板鋸能力開發成為產品。這樣，我國木工機械數控化率已達到42%。由于筆者掌握的資料有限，實際數控化率要高于這個數據。

我國數控木工機械的發展現狀

我國數控木工機械在最近 5 年有了飛速的發展，其中具有代表性的數控技術體現在以下幾個方面。1我國木工機械軟件的發展現狀我國木工機械的數控軟件產業是發展最慢的產業，木工機械的主體軟件技術基本被德國、意大利和我國臺灣所掌握。絕大多數木工機械生產廠家都在買這些軟件生產數控木工機械，我國木工機械生產廠家所用的軟件絕大多數沒有自主知識產權，也沒有掌控源代碼，因此在數控木工機械升級換代時必須依賴軟件源代碼所有的發達國家和地區。據筆者所知，我國中低檔數控鏤銑機的數控軟件已經完全國產化，北京銘龍木工機械有限公司控股的文泰科技發展有限公司（以下簡稱北京文泰）每年銷售二維半數控鏤銑機軟件近萬套（實際需求數量還要多一些）。國內近 50 多家企業生產中低檔數控鏤銑機，年產千臺以上的專業廠家超過 10 家，文泰正版數控軟件的價格還不到1000 元人民幣。2011年，南興家具制造裝備有限公司推出了數控往復式裁板鋸的數控軟件，該軟件具有實時仿真、裁板優化、上下位機控制、自學習和幫助系統、人機對話界面、全中文系統、后臺修改與修復系統、手控和數控靈活系統、自動生成和記錄數據文件、自動形成和輸出條碼、下料方案無限量存儲等功能。該軟件具有自主知識產權并申請了軟件著作權，在整體水平上超過歐洲主力裁板鋸的數控軟件水平。國內其他數控軟件的技術水平和規模都沒有引起行業的注視，有些屬于克隆國外企業的軟件，沒有自主知識產權。個別企業購買我國臺灣的數控軟件，然后委托軟件廠家在界面寫上自己公司的名字，由于公司沒有源代碼，這樣的數控軟件不能算自主開發。2我國木工機械的硬件發展現狀我國木工機械的硬件根本沒有形成體系，中低檔數控鏤銑機的硬件基本被北京文泰所壟斷。北京文泰在出售軟件的同時，配套銷售步進電機、控制器、液晶屏幕、手動控制器、行程開關等數控鏤銑機需要的全套硬件。他們以步進電機為主，故對使用伺服電機的數控鏤銑機配套不完善，在高檔數控鏤銑機的硬件供應上也有一定的差異。我國大陸的高檔數控鏤銑機數控軟件基本都被臺灣所控制，臺灣恩德的軟件和硬件，甚至數控鏤銑機的設計均對大陸有很深的影響。臺灣的硬件往往是與數控軟件配套銷售，而且大陸的臺資企業也在控制著大陸的高檔數控鏤銑機市場。臺灣的高檔數控木工機械軟硬件的配套銷售在大陸已形成壟斷局面。意大利的木工機械數控軟件在我國大陸雖然也有一定的市場，但遠不如臺灣。德國的軟硬件太貴，我國大陸應用的極少。我國大陸主要的數控軟件生產公司一直希望進軍木工機械行業，其與我們行業的龍頭企業合作了 5年，希望打進木工機械市場。但木工機械與金屬加工機床的差異使他們舉步維艱，嘗試幾年后便退出了木工機械行業，我們的龍頭企業也很無奈，只好轉選臺灣的數控軟件。3 數控帶鋸機技術的發展現狀我國數控帶鋸機的研發是最早的，早在 20 世紀 80年代，我國首臺數控帶鋸機即研制成功。90 年代，信陽木工機械廠和沈陽帶鋸機廠就開始銷售數控帶鋸機。但那個年代的數控技術與現在的數控技術不能相比，數控硬件還處于分立元件的原始數控硬件階段，數控性能極不穩定，很難推廣。改革開放以后，我國制材工業發生了根本轉變，大型帶鋸機逐步淡出了市場，數控帶鋸機也銷聲匿跡。但最近幾年數控曲線帶鋸機卻悄然進入我們視野，數控曲線帶鋸機屬于細木工帶鋸機系列，在家具工業有廣泛的需求，國內已經有幾家生產數控曲線帶鋸機的廠家，市場也相對穩定。跑車帶鋸機的數控化研發工作已經開始，國內有幾家企業都與高校合作研制數控跑車帶鋸機，但由于開發費用太高，至今沒有實質性進展。4 數控截段鋸切設備的發展現狀數控截段鋸切設備分為縱向截段鋸和橫向裁分鋸，德國的威力公司在這項技術上已經處于壟斷地位。數控縱向優化截段鋸的發展動力主要是集成材生產必須使用這種設備，國內的主要生產企業是江佳木工機械有限公司，他們生產的數控縱截鋸已基本成型，且在國內市場已形成規模，但其技術水平與威力公司的截段鋸還有相當大的差距，主要是國內沒有數控計算機自動識別缺陷的設備，截段的速率與進料的速度相差較大。數控優化裁分鋸的整體數控系統是由德國威力公司在 2011 年才全部配套完成的，國內江佳和青城都已經開始研究這項技術，但均處于試制階段，還沒有形成批量產品。國際上已有數控優化裁分鋸向數控往復式裁板鋸過渡的趨勢。數控往復式裁板鋸的精度要遠遠高于多鋸片圓鋸機，在數控的基礎上，數控優化往復式裁板鋸的生產效率較高，這個發展趨勢是國際上數控鋸切的新動向，國內還沒有開發。5 數控刨切機床的發展現狀刨床是應用最廣泛的木工機械設備，但我國數控刨床的技術水平較低，基本停留在低檔次階段。青城和富豪的四面刨床均處于這個檔次，青城的雙面刨床也處于這個技術水平。而國外的四面刨床已經具備了加工中心的功能，可以刨切出花紋。所以我國數控刨床的研發工作任重而道遠。6數控車床的發展現狀數控車床在我國還處于研究階段，筆者所在的工程中心5年前就已完成了對數控車床的研究。但我國真正的數控車床產品還沒有走向市場，只在低檔數控雕刻機上把車床夾盤和尾座附加在其臺面上，形成銑車復合機床的模式。在多頭雕刻機上利用車床夾盤和尾座同時加工多件產品的銑車加工模式也是數控車床的雛形。由于這兩種加工形式都沒有旋轉車削模式，所以都不能將其定義為數控車床。7 數控砂光機的發展現狀我國是世界上最大的砂光機生產國，并且已經壟斷了中低端砂光機的國際市場。我國砂光機已經實現了低檔次的數控化，而且在這個檔次上的數控技術已經開始普及，其中千川的琴鍵式數控砂光機在國際上已經具有了一定的競爭力。我國數控砂光機的檔次亟待提高，讓數控砂光機軟件具備實時仿真、厚度調整優化、上下位機控制、自學習和幫助系統、人機對話界面、全中文系統、后臺修改與修復系統、手控和數控靈活轉換、自動生成數據文件、自動形成條碼、下料方案無限量存儲等功能并不難，開發具有自主知識產權的數控軟件對砂光機生產具有劃時代意義。

我國木工機械自動化技術的研發意義與步驟

木工機械的自動化是行業亟待開發的先進技術，自動化是木工機械開發的永恒主題，是數控技術的延續和終結目標。1 木工機械自動化技術的內涵自動化的概念非常廣，特別是自動化本身所包含的現代木工機械的制造技術。綜合起來，木工機械的自動化技術應包括自動上下料技術、自動分料技術、板材自動轉向技術、板材自動翻轉技術、板材自動回料技術、程序化自動進給技術、在線自動磨刀技術、刀具自動補償第 1 期馬 巖：我國數控木工機械的發展現狀及自動化技術的研發方向 7技術、產品質量在線自動檢測技術、原料上料前尺寸自動檢測技術、自動除塵清洗技術、工況異常自動報警和過載安全停車技術、工序自動轉換排序技術、加工過程原料自動編碼技術、工件隨動自動調控技術、工件自動定位技術、工件自動夾緊技術、產品自動包裝技術、產品自動打包技術、自動化倉庫成套技術、工時自動化核定技術、自動化裝配技術、裝配過程的自動化檢測技術、產品指標自動化檢測技術、自動化生產線連線技術等。2木工機械自動化的開發意義隨著企業工人工資日趨上漲，企業提高勞動生產率的唯一出路就是提高設備的自動化程度。提高企業效益的方法之一是減少工人的數量，而且這個趨勢會持續很長時間。因此，開發數控自動化木工機械具有重大的現實意義。自動化是一個國家工業化水平的集中體現，我國家具工業、木制品加工工業、人造板工業的自動化依賴于木工機械行業。除進口人造板生產線以外，其他木工產業基本處于傳統的通用設備單件小批量生產模式階段，根本談不上自動化加工。我國木材工業生產的自動化將大幅度提高木材工業在國際上的地位和國際競爭力，具有重大的戰略意義。3 木工機械自動化的開發步驟木工機械的發展完全遵循下游企業工業化的發展規律，在我國木材工業剛剛起步階段，各種手動和低廉的木工機械充斥市場。這種檔次的木工機械曾經造就了木工機械的航空母艦，直至最近 3 年，生產低檔木工機械的企業一直是行業的龍頭。近 10 年來，木材工業手工作坊的時代已經過去，低檔木工機械市場逐年萎縮。在木材工業處于單件小批量作坊式生產的年代根本談不上數控化和自動化。近10 年來，我國木材工業有了飛速發展，多數木材加工企業開始進入批量生產階段，對設備的需求出現了根本性的變化。我國家具工業的高端企業一直采購德國和意大利的數控木工機械，只有中低檔企業才采購國產設備。但近年來這些高端企業都開始采購國內的名牌產品，如數控設備及流水線生產的必備設備。現階段，我們木工機械生產企業開發的產品應該是數控、可以配套流水線的先進木工機械。現在的上料-封邊-鉆孔生產線即是這個階段的典型自動化生產線的代表。木材工業流水線需求的木工機械是過渡階段使用的設備，而且這個階段不會太長。我國木材加工工業將會出現跨越式的發展，木工機械的專業化生產將促使木工機械逐步向專業化生產線的階段發展。木工機械通用設備構成的流水線將會被專用設備構成的流水線所替代。為此木工機械行業將很快開始這個階段的設計開發，并將推出各種門、窗、地板等專業化生產線。這種生產線將是木工機械自動化的真正定型產品，木工機械生產企業也將與人造板生產企業一樣轉變成為生產線的生產企業。國外制材、門、地板等生產線已經實現了這個水平的自動化。自動化的最高階段是柔性自動化生產線，在流水線成組技術的基礎上，以多臺（種）數控木工機床或數組木工機床柔性制造單元為核心，通過自動化物流系統將其連接，統一由主控計算機和相關軟件進行控制和管理，組成木制品多品種、變批量和混流方式生產的自動化制造系統。木制品的柔性制造系統是由統一的信息控制系統、物料儲運系統和一組數字控制加工設備組成，其為可以適應加工對象變換的木工機械自動化機械制造系統（Wooding FlexibleManufacturing System，英文縮寫為WFMS）。伊瑪的柜門生產線就屬于這個檔次的自動化生產線。我國定制家具的飛速發展將推動柔性自動化生產線技術的發展。

我國木工機械自動化的研發方向

我國木工機械的自動化任重而道遠，但我國已經具備實現木工機械自動化的基礎，具備了迫切需要木工機械自動化的市場，因此，只要把握好我國木工機械的自動化研發方向，我國木工機械的自動化一定可以很快實現。1迅速提高我國木工機械的數控化水平木工機械的數控化是木工機械自動化的基礎，沒有數控化就沒有自動化，但我國木工機械的數控化空白點還很多。我國木工機械的生產企業應按本文提出的基本概念認真核對本企業的數控化率，迅速填補數控木工機械的空白點，開發全系列木工機械的數控設備，并將開發的數控產品通告行業協會和東北林業大學林業與木工機械工程技術中心，為筆者統計我國木工機械數控化率提供真實的數據。其實，按照本文的定義，數控木工機械很簡單，我們給壓刨床加上 PLC，安裝一個觸摸屏，這臺壓刨床就是數控壓刨，而且這項改造并不難。按照這個思路，各木工機械生產企業都可以進行數控改造，這樣我國木工機械的數控化率就可以大幅度提高。2 重點研發通用單機的上下料自動化技術當前急需研發通用木工機床的單機自動化上下料技術、自動分料技術、板材自動轉向技術、板材自動翻轉技術、板材自動回料技術、程序化自動進給技術、原料上料前尺寸自動檢測技術等。這些技術完善后，所有的通用木工機械即可以實現單機的自動化生產，使產品的質量完全取決于設備的精度和自動化程度，而不是依賴熟練工人的操作技術；使產品的產量完全取決于設備的機械化和自動化程度，而不是依賴工人的勞動態度。讓我們的通用木工機械就單機單元來講，形成一個完善的自動化系統，工人僅僅負責把原料拉過來，把生產出來的產品拉走即可。這些設備的操作人員可以不經過復雜的技術培訓，自動化技術可以改變我們下游企業操作人員的結構。3迅速完善通用木工機械的單機自動化技術在每臺木工機械實現數控化后，木工機械具體功能的自動化將成為下一步研發的重要方向，這些技術包括在線自動磨刀技術、刀具自動補償技術、產品質量在線自動檢測技術、自動除塵技術、工況異常自動報警和過載安全停車技術、工序自動轉換技術、加工過程原料自動編碼技術、工件隨動自動調控技術、工件自動定位技術、工件自動夾緊技術等。在這些技術完善以后，木工機械的單機操作過程將實現自動化，整個加工過程也將實現全自動。這些技術對木工機械實現自動化是極其重要的，也是最難的。許多人工可以簡單、隨手完成或略加判斷即可確定的動作，一旦要求計算機自動完成則可能相當困難。4 產品后續的自動化處理技術任重而道遠木工機械在實現自動上料、自動加工后，完成產品的后續處理仍有大量的工作要做，其中包括自動包裝技術、自動打包技術、自動化倉庫技術、工時自動化核定技術、自動化裝配技術、裝配過程的自動化檢測技術、自動化產品指標檢測技術、自動化生產線連線技術等。這些自動化技術多數情況下是由專業廠家完成的，德國的木工機械生產企業都在花大力氣做這件事。在2011年德國漢諾威木工機械展覽會上，德國伊瑪占用大面積場地展示和推出他們的自動化倉庫技術，這項技術對于家具生產企業是急需的。在達到生產過程全部自動化以后，進行產品后續的自動化處理也非常重要。我國的木工機械生產企業可以從簡單的做起，逐步提高這個領域的研發能力。5開展木工機械柔性自動化生產線的理論研究我國木工機械自動化的最終目標是實現木工機械的柔性自動化生產線，隨著定制家具的普及和大規模生產，木工機械的柔性自動化生產勢在必行，這個最高階段的生產線開發時間不會太長。在單機自動化、流水線成組技術自動化、數控木工機床上下料自動化全部完成后，對木工機床柔性制造單元和自動化物流系統連接的生產線進行開發勢在必行，木制品柔性制造系統的理論研究應該現在就開始。我國的高等院校要完成數控木工機械統一的信息控制系統、物料儲運系統和數字控制加工設備組線技術的理論研究，開發能適應家具工業和木制品加工工業的自動化機械制造系統。