一、概述：

木工数控铣床是基于木工铣床而衍生出来的通用性设备，主要用于板件曲线、凹凸曲线图案的水印铣床、雕刻等加工，由于转速高，铣床精度好，不需要砂磨等优点，是各种木工铣床不可替代的设备，随着人们生活水平的提高，家具设计的改建周期缩短，家具表面图案也越来越复杂、新颖，家具制造厂需要灵活的生产技术，即不改变机器具体设备。

二、发展概况：

国外生产镂铣机的历史悠久，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，数控平面铣床为代数控机床进行了展示发表。1958 年全切数控机床在美国展出后的 10 年，美国、英国、日本开始生产数控雕刻机，至今为止很多都生产木工数控雕刻机，主要生产是德国、意大利、美国、日本、英国、韩国、中国台湾等，由于德国的工业技术比较发达，木工机床行业整体处于世界流的技术水平，特别是在仿造铣床、雕刻机方面，品种多，精度高，意大利从 60 年代中期开始发展迅速，品种、数量增加，制造精度中等水平，美国在高精度数控雕刻机方面还处于世界流的木工技术水平

就木材工业而言，1961 年庄田铁工株式会社开始研究数控机床，1968 年大坂国际展览会上公布了世界上台数控镂铣机床，由于日本工业界的强烈需求，NC 机得到迅猛发展，在出口数量、品种和产量方面均居世界首位。靠近水平，已成为世界上独树一帜的产业。随着数控技术的快速发展，中国数控铣床制造商价格低于进口，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和管理技术达到新水平。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。将木工机床的生产效率、自动化程度、加工精度和操作性能提高到一个新的水平。

三、数控木工铣床的分类

数控铣床主要用于木材加工行业，见图 4-40。很少有水平或其它结构形式的数控铣床。立刀采用悬臂柱式主轴刀头结构，台面纵横向移动，立柱沿滑板作垂直升降运动，多主轴大型数控铣床上的立刀采用龙门式结构。为了增加机床刚性，减少占用空间，采用了龙门刀架结构，龙门刀架在机床工作台上纵向移动，刀架采用了门框式结构。

从机床数控系统控制的坐标数量来区分，目前机床中三坐标控制占绝大多数，一般可以在三坐标联动加工或三坐标同时控制两坐标联动加工，称为三轴联动或三轴联动(2.5 坐标)加工，少数数数控铣床可以实现四坐标或五坐标数控铣床

为了提高数控立铣机的工作效率，一般可采用双工作台或自动更换工作台，减少工件的装卸时间或在龙门数控立铣机上增加主轴数量，同一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 方向由混合式步进电机驱动，配备多站自动刀库，或者根据技术要求选择组合刀或单刀铣刀，主轴可以选择变频器具有自动化程度高，编程简单、人机对话、精度高、抗变形能力强等特点。适用于复杂表面的木材表面或曲面的三维切削。

（1）控制机床运动所需的坐标特性。为实现对工件上各种复杂形状的轮廓进行铣削加工，必须控制刀具的直线轨迹和设定的圆弧轨迹。这就要求数控铣床的伺服拖动系统能够协调多坐标，保持预定的相互关系，即实现多坐标联动。对于数控铣床加工平面上的曲线轮廓形状时，所控制的坐标数至少要在三坐标(即 2.5 坐标)下有两个联动坐标(即四坐标)，若要连续加工变斜角的直线加工，则需要四坐标联动，若要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。CNC 铣床的主轴启停、正反演及主轴调速等均可按程序自动完成。在木材加工中，不同机床的转速调节功能和调节范围不同，铣床的转速调节范围在 1000~1800r/min 之间。现代化木材加工数控铣床多采用变频调速，将主轴转速分成几档，编程时可任意选择。运动中控制面板上的旋钮在本文范围内无级调节，有时无级调节，编程可在整个调节范围内选择值，主轴运行中无级调节。

五、数控木工铣床的基本功能

不同铣床上的数控系统有不同的功能。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。本实用新型可实现数控铣床只点控钻的功能。

（2）持续的轮廓控制功能。CNC 铣床通过实施直线和圆弧插补，可以实现连续的刀具轨迹轮廓控制，加工出由直线和圆弧组成的平面曲线轮廓工件。非圆曲线的轮廓线，经直线与圆弧拟合后也可加工。

（3）刀具半径自动补偿功能。使用此功能可使数控铣床的刀具中心自动偏离加工轮廓刀具半径的距离。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。