数控木工铣床简介

一、概述：

木工数控铣床是在木工铣床基础上派生的万能通用性设备，主要用于板件的曲直线、凹凸曲线花纹的镂铣、雕刻等加工，由于转速高，铣削精度好，无须再砂磨等优点，是各种木工铣床不能替代的先进设备，随着人们生活水平的逐步提高，家具款式翻新的周期不断缩短，家具表面花纹也在日趋复杂、新颖，这样就势必要家具制造厂能有柔性的生产技术，即要求不变更机器具体设备的前提下，生产套数不多，款式新颖的家具，数控镂铣机为最佳的加工设备，则不需改变任何设备，只需改变加工程序就可以得到任何形状的花纹图案，同时也可用于木制品(或木制工艺品)的锯镂、切割及缝纫机台板内轮廓的镂铣加工。

二、发展概况：

国外生产镂铣机的历史悠久，最早在1791年英国人发明了镂铣机。1952年，在美国马萨求塞兹工业大厅，数控平面铣床为第一代数控机床首次进行了展示发表。在1958年全切数控机床在美国展出后的十年，美国、英国、日本就开始生产数控镂铣机，延续至今已有许多国家生产木工数控镂铣机，主要生产国为德国、意大利、美国、日本、英国、韩国、中国台湾等，因德国的工业技术比较发达，使整个木工机床行业处于世界第一流的技术水平，尤其在仿形铣床、镂铣方面，品种多，精度高，意大利60年代中期起发展很快，品种、数量不断增加，制造精度属中上等水平，美国在高精度的数控镂铣机方面仍然处于世界第一流水平，日本的木工机床主要以仿造德国、美国、西欧产品为主，精度与质量在意大利之后，但在数控技术上积极引进美国技术，并有所发展。

在木工业界，1961年庄田铁工株式会社开始着手研究数控机床，于1968年在大阪国际展示会上发表了世界第一台的数控镂铣机床，由于日本工业界的旺盛的需求，日本NC加工机得突飞猛进的发展，在出口量、品种、产量上都占世界主要地位。接近世界先进水平，在世界上成了独树一枝的工业。由于数控技术的飞速发展，使我国的数控搂铣机的厂家，其价格比进口便宜，功能符合国内产品结构生产水平，达到国外同类产品水平，使木工机械制造的生产技术与管理技术升到了一个新台阶。随着工业的发展和科学的进步，以微处理机为代表。数控技术的发展突飞猛进，使木工数控镂铣机的出现，发展到木工数控镂铣加工中心，木工数控复合型镂铣机同时以光电跟踪人机工程学等崭新技术向木工机械渗透与运用。目前国内外迅速发展起来的数控加工中心或柔性加工单元（FMC）也是在数控钻铣床的基础上发展起来的。基本加工方法都是旋转铣削加工。使木工机床的生产效率，自动化程度，加工精度，操作性能“三化”水平都提高到一个新的水平。

三、数控木工铣床的分类

木材加工工业中所用的数控铣床以立式铣床居多，参见图4－40。卧式或其他结构形式的数控铣床极少。立式数控铣床采用主轴刀头悬臂立柱式结构，工作台纵横向移动，立柱沿溜板作垂直升降运动，大型多主轴刀头的数控铣床上也采用龙门式结构。为提高机床刚性、减少占地面积，采用刀头沿龙门框架横向和垂直运动，龙门框架沿机床工作台纵向运动的门框式结构。

从机床的数控系统控制的坐标数量来划分，目前所见的机床中三坐标控制占绝大多数，一般可以三坐标联动加工或在三坐标中同时控制两坐标联动加工，称三轴联动或三轴两联动（2.5坐标）加工，还有少数数控铣床可以实现刀轴绕定轴的摆动或数控转角加工称为四坐标或五坐标数控铣床，以适应复杂的立体化型面的加工。

为了提高数控立式铣床的生产率，一般可以采用双工作台或自动交换工作台，以减少工件的装卸时间或在龙门数控铣床上增加主轴数量，以同一个程序同时加工几个相同的工件或型面。

典型的数控铣床有：意大利SCM公司的ROUTRON系列、ROUTROMAT系列和ROUTRONIC，MORBIDELLI公司的Author501，BIESSE公司的ROVER18；德国Reichenbacherd的RANC612；日本庄田的R400等。

四、数控铣床运动特征

数控木工铣床一般由机体、工作台、伺服系统、控制系统、切削刀库系统等组成。

数控技术系统，通常采用ISO国际标准数控G、M代码格式编程，X、Y、Z方向进给使用混合式步进电机驱动，配有多工位自动刀库或根据工艺要求选用组合排刀或单刀头铣刀头，主轴可选用变频器，实现无级变速。具有自动化程度高，编程简单、人机对话、精度高、抗变形能力强等特点。适用复杂型面的木质材料表面或曲面立体切削加工。

（1）控制机床运动的坐标特征。为了把工件上各种复杂的形状轮廓铣削出来，就必须控制刀具沿设定的直线、圆弧轨迹运动。这就要求数控铣床的伺服拖动系统能多坐标协调动作，并保持预订的相互关系，也就是通常所说的实现多坐标联动。数控铣床要加工平面上的曲线轮廓形状，控制的坐标数至少应是三坐标中两个坐标联动（即2.5坐标），要实现连续加工直线变斜角工件，则需四坐标联动，要实现加工曲面变斜角的工件则需要五坐标联动。

（2）主轴运动特征。数控铣床的主轴开启与停止、正反转与主轴的变速等都可以按程序自动执行。不同机床的变速功能和范围也不同，木材加工中铣床的变速范围大约为1000～1800r/min。现代木材加工用数控铣床多采用变频器调整，将主轴的转速分为几档，编程时可任选一档。在运动中通过控制面板上的旋钮在本档范围内无级调节，有的则不分档，编程可在整个调速范围内任选一值，在主轴运转过程中可无级调节。

五、数控木工铣床的基本功能

不同的铣床上配置的数控系统不同，其功能也不尽相同。一般的数控铣床都具有以下几项一般功能：

（1）点位控制功能。该功能可以使数控铣床只进行点位控制的钻孔加工。

（2）连续轮廓控制功能。数控铣床通过执行直线和圆弧插补可实现对刀具轨迹的连续轮廓控制，加工出直线和圆弧构成的平面曲线轮廓的工件。对非圆曲线的轮廓，在经过直线和圆弧的拟合后也可以加工。

（3）刀具半径的自动补偿功能。利用该功能可以使数控铣床的刀具中心自动偏离工件的加工轮廓一个刀具半径的距离。因而在编程时可以方便地按轮廓的形状合尺寸计算、编程，不必按铣刀的中心轨迹计算编程。

（4）轴对称加工功能。利用该功能只要编制出轴对称两个零件中的一个零件的加工程序，机床就可以自动将两个零件加工出来。对于轴对称的一个零件，利用该功能可以只编写一半的加工程序。

（5）固定循环功能。利用该功能将一些典型化的加工功能，专门设计一段程序（子程序）在需要的时候自由调用，以实现一些固定的加工循环。如点位直线控制、铣削正圆等。