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数控木工加工中心种类繁多,如何选择既需学问也有门道!

导读:
数控木工加工中心越来越普及,但是面对市场上种类繁多的品牌和型号,到底该如何选择呢?

要说现在哪个设备在板式家具生产中“混的风生水起”,“吃的很开”,可能你会有自己的答案,但如果说是“数控加工中心”,应该不会有很多人反对吧。

的确,近些年定制家具发展迅猛,高效率的数控加工中心频繁出现在各大展会,样式繁多,功能也越来越齐全,可谓五花八门,令人眼花缭乱。

但是,我们真的了解它吗?面对市场上的各种产品,又该如何选择呢?在今天的这篇文章里,就来和大家聊一聊“数控加工中心”!

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何为数控木工加工中心

说到数控木工加工中心,就不能不提数控机床。数控机床是在近些年木工及家具机械行业的发展迅猛,以数控木工铣床(包括数控镂铣机、数控雕刻机等)为代表,数控木工加工中心、数控木工车床、数控木工锯床、数控木工钻床等相继问世,正在形成品类齐全、系列繁多的格局,成为促进木工及家具机械行业发展的一支主力军。

数控木工加工中心不仅在技术上更先进,更具人性化,而且加工精度更高,有效降低了工人的劳动强度和对工人操作技能的要求。

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要了解数控加工中心,从字面上来看,“数控”和“加工中心”是两个关键词。如何了解?首先,“数控”即"数字化控制",也就是我们常说的CNC(Computer Numerical Control),该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,通过计算机将其译码,从而使机床执行规定好了的动作。

其次,加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力,通过在刀库上安装不同用途的刀具,可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具,实现多种加工功能。

所以,数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。

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如何选择数控加工中心

精度的选择

机床精度对产品的加工质量有着至关重要的影响。

首先,要考虑机床本身的精度。机床的刚度决定床身是否稳定,然而机床的加工工艺决定机床本身精度。比如床身要经过热处理退火、自然时效和震动时效处理,以消除应力,保证机床的刚度。

其次,要考虑导轨精度。目前市场上有滚轮直线导轨、圆柱直线导轨、滚珠直线导轨三种,前两者速度快精度稍低,后者速度慢精度较高,应根据实际需要进行选择。品牌方面日系和德系是目前最好的,但国内如台湾PMI导轨,性能也十分优越。

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▲台湾原装直线导轨

再次,要考虑丝杆精度。丝杠是机床和精密机械上最常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。比较好的品牌如德国力士乐。

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▲德国力士乐丝杆

机床参数选择

选择加工中心时首先要参考的参数为有效行程范围和最大加工尺寸。

通常来说,应选比加工板材稍大一些的工作台,以便留出固定板材或者安装夹具所需的空间;还应考虑工作台的承载能力,承载能力不足时应考虑加大工作台尺寸,以提高承载能力。

主轴的选择

针对不同的材料,应选择不同的功率。例如加工普通亚克力板则采用3.0KW以下的主轴,功率小的主轴振动幅度平稳,确保加工材料表面光滑,效果比较好;加工实木门等则可使用9.0KW及以上功率,切割力度大,加工效率高。优质品牌如意大利HSD9KW主轴。

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▲意大利HSD9KW主轴

自动换刀装置

自动换刀系统是CNC机床的重要组成部分,主要是将加工所需刀具,从刀库中传送到主轴刀夹上。刀库结构形式及刀具交换的工作方式,则会影响机床的换刀效率。加工中心常用的刀库形式为排式、斗笠式、圆盘式,这三种形式斗笠式刀库换刀速度快、刀位精准。比较先进的是伺服驱动系统,如日本安川,其扭矩大,精度高,速度快。

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▲安川伺服

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▲伺服刀库

控制系统

控制系统是加工中心的“大脑”,对整个加工过程起到调配、指令作用。比如台湾新代控制系统,可兼容多种CADCAM设计制作软件,还可以控制完成多重层面的3D加工。

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▲台湾新代系统

板式家具铣型与数控加工中心

在如何选择数控加工中心的讨论中,有一点在这里单独拿出来说,那就是一定要根据每个工序的特点进行设备类型和功能的选择。

对于板式家具生产而言,柜体板的开料、板件的打孔、门板的铣型往往多见加工中心的使用,但三个工序自有不同,对设备的要求也自然存在差异。虽然加工中心都可以完成开料、打孔、铣型的功能,一揽子活都委以一种设备的做法是缺乏灵活性和针对性的。要让更专业的设备做更专业的事。

还是基于工序的不同,要重视加工中心配件的选择,以达到效率的尽可能最大化。比如板件开料,会配有自动上下料装置,还有的会加上自动贴标签装置;板件铣型,除了上述装置外,还会有自动翻板装置,尽量少人工操作。总之,配件装置的选择使用,要遵守按需配置,以人为本的原则。

下面就通过具体的案例来更直观和深入的了解下数控木工加工中心的选择与配置问题。我们挑选适于板材铣型的数控设备来说,因为它对加工中心性能的要求更高。

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图片来自江苏铭雕智能装备制造(M2500)

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根据我们之前的选购原则,首先看下机床精度,该款设备的机床采用工业级整体焊接技术,同时也进行了回火时效处理,这就增加了床体的刚度,从而保证加工稳定性;再看导轨精度,该设备采用直线导轨,速度快;丝杠精度方面则是采用德国进口丝杆,使得传动精度得以保证。

机床参数方面,该设备的工作行程为1300*2500*280mm,是大于板式家具最大板件长宽尺寸1220*2440mm的,其厚度最大限制为280mm,能够满足大多数板件厚度要求,对于厚度有更高要求的产品来说则无法满足加工。

主轴选择方面,该设备配置的是意大利品牌,功率达到了9kw,是达到实木门基本的铣型需求的。

刀库配置方面,该设备采用的是较先进的斗笠式刀库,具有换刀速度快、刀位准确的特点,刀具数量常规配置有20把,可提供定制需求;控制系统则是采用了台湾新代控制系统,新代是一家专业的PC based 数字控制器厂商,长期深耕于机床控制器的软件及硬件技术研发。

从以上的分析,我们不难看出,这款数控加工中心,无论从系统还是硬件配置上来说,虽然配置不算顶级,但完全可以高效胜任板件(尤其是门板)铣型加工的需要。

看到这里,你可会问,这个设备怎么没有上下料装置呢,还有翻板和贴便签的呢?别着急,上述是数控加工中心的核心,功能性装置属于辅助配件,是为了提高效率、节省人力。数控木工加工中心种类繁多,如何选择既需学问也有门道!

图片来自江苏铭雕智能装备制造

这款设备就是在上述机床M2500z的基础上增加了自动上下料装置,通常做法是利用吸盘把板件吸上加工台,加工完成后,再利用推板装置完成下料。升降台的话一般也作为标配装置,否则吸板动作无法顺利完成。

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这个时候工人往往只需要进行翻板(需双面铣型的板件)和手动贴便签的操作,就目前来说,这部分操作也可以被替代。

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翻板装置与自动贴标签装置

这款设备是典型的组合型数控加工中心,或者说是升级版的加工中心,对于当前板材铣型的自动上下料、自动翻板、自动贴标签等需求都能满足。这个时候设备功率(不含主轴),会相应的增加,比如提高到5kw。

结  语

数控木工加工中心在未来一定是朝着高精度、高效率、高智能、功能全面的方向发展,近些年涌现出的国产品牌,价格更实在,潜力更巨大,服务更健全。所以,如何选择数控加工中心,尤其是专注于板件铣型的设备,笔者认为除了从上述诸多性能和配置加以考虑外,最重要的原则永远是适合与需要。

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