数控雕刻技术在家具行业中的应用_黄启邦

Ill学术交流

教控雕刻枚术在家具行业中的应用

东莞轻工业学校黄启邦

【摘要】随着我国家具行业的不断发展，以计算机辅助设计为代表的新技术已经广泛应用于设计领域，进入新世纪之后，为了提高生产效率，家具行业开始引进数控设备, 最具代表性的是数控雕刻技术的应用。数控雕刻技术的应用，极大地提高了生产率，降低了人力成本，降低了产品质量误差，可以说是家具行业生产技术的一次飞跃。

【关键词】数控雕刻技术，家具行业，生产率

—、弓I言

中国家具的生产制造，数千年来均以木匠手工制作的模式存续，但传统的手工艺方式已经不能满足当前家具行业的产能需求。自上世纪七八十年代引进国外的人造板技术，建立起现代化的板式生产线，板式家具抢占了传统实木家具的大部分市场份额。但实木家具并没有因此而消亡，相反近年来国内的实木家具企业，均引进了数控雕刻技术，为传统的实木生产工艺带来了新的生命力。当前家具行业的竞争非常激烈，企业不仅要做出质量，做出规模，还要做出效率，只有提高了生产效率，企业的产品才会有竞争力，因此数控雕刻技术的应用是家具行业发展的必然选择。

二、数控雕刻技术的出现

数控，即数字控制（Numerial Control,简写为NC）。数控技术，即NC技术，是指用数字化信息发出指令并实现自动控制的技术。1952年诞生于美国MIT,是近代发展起来的一种自动控制技术，早年主要应用于军事等高精尖行业。⑴后 来在德国和意大利等传统制造业强国中，率先 将数控技术运用到家具生产中，实现了家具生 产技术的一次飞跃，家具生产从此进入了高科 技时代。国内家具行业对于数控技术的应用， 主要用于实木的雕刻，异形材料的开料，传统 纹样的雕刻等，在使用范畴上与国外的家具行 业有不一样的需求，在内在需求的引导下，逐 渐诞生了一扌比适应国内家具企业需求的软件企 业和设备企业，如北京精雕软件公司、广州圆 方软件公司和山东神绘数控等企业，在相关企 业的共同努力下，数控雕刻机在家具行业的应 用得到了较好推广。

三、数控雕刻技术的分类

家具企业中目前应用的数控技术，按照使用功能分类可分为四大类：

1. 数控加工中心

在众多数控设备中，数控加工中心的技术含量是最高的，可以在一台机器上完成开料、封边、雕刻、打孔等工序，代表了家具制造的最高技术水平。根据不同的使用需求，衍生出众多类型的加工中心，如实木门加工中心、实木楼梯加工中心、板式家具加工中心和实木家具加工中心等，但加工中心的价格极为昂贵，配套软件及人力培训成本高昂，在国内的家具企业中应用并不够广，在大型家具企业中才有所应用。

2. 激光雕刻机

激光雕刻机目前己经国产化，利用聚焦二氧化碳激光管通电后产生的高能量，完成在木材上切割或雕刻的效果，目前广泛应用于工艺品行业，家具行业中也开始使用大型激光雕刻机完成家具纹样的雕刻。⑵

3. 平面雕刻机

平面雕刻机也称为三轴雕刻机，通过电脑绘制灰度图或在电脑中直接生成数据文件，最终生成数控设备可识别的G代码，雕刻机通过读取G代码中的X/Y/Z坐标信息及进给速度，完成平面雕刻。实木家具成产中常会涉及到一些平面化的雕花，板式家具生产中则会有屏风等需要镂空的家具，应用平面雕刻机就能满足生产需要，而且操作简单，设备和生产成本较低。

4. 立体雕刻机

立体雕刻机即数控设备中的四轴雕刻机和五轴雕刻机，通过读取三维扫描或电脑中设计的立体模型文件，根据刀具参数和材料性能，经专用后处理器软件，最终生成数控雕刻机可识别的引弋码。四轴雕刻机的工作轴是指X/Y/Z/ A轴，五轴雕刻机的工作轴是指X/Y/Z/A/F轴，两种雕刻机均能完成木制品的立体雕刻。⑶目 前家具行业较多运用四轴雕刻机完成实木家具 零部件的雕刻，再进行手工修饰，实现了生产 成本和生产效率的平衡。而五轴雕刻机，由于 价格昂贵，特别是专用软件价格甚至达到数 十万元，在国内家具行业中的应用并不广0

四、数控雕刻当前在家具行业的应用

随着生活水平的提高，人们对家具的质量及审美要求也不断提高，很多人选购家具的时候往往更倾向做工精美，能满足个性化需求的家具产品，导致实木和板式材料相结合的板木家具渐成主流。传统样式家具和新中式家具常用雕刻作为点缀，雕刻工艺往往会成为家具产品的一大亮点，目前形成了手工雕刻和数控雕刻并存的局面。

如浙江连天红等大型家具企业，均己将数控雕刻技术应用到生产线中，实现了质量和产量的同步提高。在企业中，雕刻样品的制作会交给经验丰富的雕刻师傅来完成，等标准样品完成后，就可以进行样品的数字化加工。目前常用的方法是利用雕刻专用的三维扫描仪及专用软件，在计算机中生成1:1大小的STL数字模型，在计算机中完成模型的修正后，再置入Powermill或精雕等数控加工软件中，经过专用后处理加工，最终生成G代码。国内目前生产中运用的立体数控雕刻机，主要以四轴为主，较大型的设备通常会具备8个工作轴，可同时进行8个家具零部件的生产。平面雕刻机的使用方面，通常使用大幅面都雕刻机或双头雕刻机，能容纳1220x 2440mm的人造板，极大地提高生产效率，并降低材料损耗。

五、结束语

家具业作为传统制造业，原来的生产效率较低，只有通过现代先进制造技术的升级改造，才能满足当今社会的需要。中国己经是全世界最大的家具生产国，随着人们生活水平的提高，中国也会成为全世界最大的家具消费国，届时家具行业的产量必定会再上一个台阶，因此从企业的角度来说，如何配置数控设备，培养专业人才成为了必须面对的问题，相信通过设备企业、软件企业、家具企业和教育机构的共同努力，一定可以破解这个难题。

参考文献

[1] [美]Michael Fitzpatrick. CNC技术

[2] 神绘激光.激光雕刻机使用手册.2012.

[3] [美]Michael Fitzpatrick.CNC技术

相关的置信度。右上方的红色虚线框中是宫颈癌和乳腺癌死亡率变量的散点图。这两个变量之间的相关系数是为-0.042,表示一个弱的负相关，这表明宫颈癌死亡率较高的郡的乳腺癌的死亡率相对较低。

再观察左下方红色虚线框中对应的等值线地图。紫色表示具有相对较高的乳腺癌死亡率与较低的宫颈癌死亡率的郡，主要集中在宾夕法尼亚州。浅绿色表示具有较高的宫颈癌死亡率和较低的乳腺癌死亡率的郡，主要集中在西弗吉尼亚州和肯塔基州。

如果需要研究局部区域，可以很容易地在散点图中通过拖动虚线框选择区域。选择出来的子区域会同时在其他的工具（如地图）中显示出相应的视图部分，这样就实现了不同工具之间的交互功能。

通过同样的方式可以对其他因素进行分析。根据整体的最终结果，可以修订出一个新的表示癌症死亡率和社会经济地位关系的概念图。最初的概念图是构建在高癌症死亡率与低社会经济地位有关的猜想上的。但是结果显示，虽然宫颈癌死亡率与社会经济因素呈负相关，但是乳腺癌死亡率却与社会经济地位有一定正相关的关系。卫生服务条件也被从危险因素中去除，因为结果显示，医患百分比，医院数量与人口数量的百分比与癌症死亡率并没有明显的关系。

4.结论

从案例研究中可以看到，该系统提供了交互式数据图像和分类方法，来发掘癌症死亡率及其危险因素之间的关系。最初的关系概念可以在数据发掘的过程中逐步被修订。所以说，针对医学数据研究的多维特性，图像集成工具是一个很好的选择，它使研究过程变得明了且高效。

参考文献

[ljDai^X.. ^Visualization based approach for exploration of health data and risk factors^M >In Proc.ofGeoComputation’Ann Arbor Mi>USA>on CD>2005.

[2]Carr,D >WallinJ.>and Carr>D.>2000>T\vo new templates for epidemiology applications Linked micromap plots and conditioned choropleth maps.Statistics in medicine,19,2521-2538.

⑶系统可在以下地址查看

作者简介：

程文静(1983—),女，河南新乡人，硕士，郑州航空工业管理学院助教，研究方向数据知识工程。刘燕美(1986—),女，河南新乡人，硕士，郑州航空工业管理学院助教，研究方向计算机系统结构。

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