木制品自動化加工電氣工程技術應用

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21世紀是電子信息時代，利用電子技術完成自我升級已成為各行業的共識，木制品加工行業也不例外。據相關調查數據顯示，配置了CNC系統的機床是國內外現代數控加工設備中的主流，新技術時代已然來臨，面對這一新形式，唯有不斷學習才能跟緊潮流。《木制品數控銑加工技術》一書，由擁有多年木材加工經驗的兩位學者聯手編著，詳細講解了電氣工程應用到木材加工行業的新形態，以幫助業界同仁或在校師生學習新技術為目的。該書共分6章，1）緒論；2）計算機數控系統（CNC系統）；3）數控加工工藝；4）數控編程；5）數控機床的加工操作；6）數控機床的維修。數控機床由控制系統、伺服系統及機床主體共三部分組成，目前，大部分數控機床是由CNC系統進行控制。

CNC系統為計算機數控（Computernumericalcontrol）的簡稱，即通過計算機的編程程序對機床進行數字邏輯控制。相較于普通機床，CNC系統在對機床的控制方面優勢顯著。CNC系統最突出的特點是靈活性，編程人員面對不同的控制要求，只要相應改變軟件的各項程序就能實現對應功能。以木材容易吸水這項特性為例，對木制品進行切削加工時，對含水率不同的原料，應及時調整機床的切削性能；即便是同一塊木材，對其進行多面雕刻時，各個切削面所產生的切削阻力與表面質量也存有差異，但木制品數控加工機床通過軟件編程能夠較好地應對此類問題，使加工出的木質零件具有一定精密性與復雜性。現代CNC系統由硬件與軟件兩部分構成，其對應的硬件部分為模塊結構，接口電路也相應標準化，意味著工廠可以在車床、銑床、鉆床、加工中心等各類數控機床中應用同一種CNC系統，便利性大大增加，可見“通用性”是其第二特點。CNC系統的加工程序應在進行自動化操作之前一次性輸入至計算機，經由程序校檢合格后方可被調用。既可以避免傳統的紙帶輸入機發生故障而引起的零件程序錯誤，又可以通過附加的軟件功能降低硬件使用量，提升系統的可靠性。在此基礎上，數控機床對木制品加工的靈活性及生產效率皆高于普通機床。調查數據顯示，傳統機床的凈切削時間與總切削時間的占比率為15%~20%，而CNC數控機床的占比率高達65%~70%，效率提高了5~10倍。

CNC系統是運用計算機邏輯進行演算，可以實現更多復雜的數控功能。如拋物線插補、螺旋線插補，也可以在加工過程中對圖形進行模擬、甚至對故障進行自動檢測等，正是由于多樣化數控功能的實現，這類機床有能力加工出更為細膩的木制品輪廓表面。以書中圖例來看，通過數控機床生產的木質家具，在造型上富于變化，如傳統機床生產的木靠椅椅背多為規則長方形，而數控機床制備的椅背可以呈寬波浪形，還可在椅背面板雕刻美觀的紋樣。CNC系統還具備方便維修、易于實現機電一體化等優勢。或許隨著時代的進步，未來會衍生出更多的新技術，但這些新技術只要是建立在編程系統基礎之上，便隨時能夠通過新軟件補充至CNC系統，從而延長CNC系統的存續性。無論是手工雕刻的木制品還是自動化程序下生產的木制品，唯有融入匠心，才能使作品真正靈動起來。該書還介紹了CNC系統的發展趨勢以及專業的編程教學，若能將此技術與我國傳統木雕工藝相融合，必將為木制品加工界開辟出前景更為廣闊的未來之路。

作者：蔡振興 潘紅娜 單位：江西工程學院