我國是一個家具出口大國，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，我國家具的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)檔次需繼續(xù)提高。從未來幾年的行業(yè)發(fā)展態(tài)勢上看，我國的低成本勞動力將不再是優(yōu)勢，改良產(chǎn)品工藝及提高技術(shù)含量，應(yīng)是企業(yè)發(fā)展的應(yīng)對策略。另外國內(nèi)市場需求層次的提高，使得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)層次也需相應(yīng)提高，實(shí)木類家具及傳統(tǒng)紅木家具所占的市場份額也會加大，所以對家具生產(chǎn)中的木刻雕花工藝也需進(jìn)行改進(jìn)。而雕刻工藝的數(shù)控自動化生產(chǎn)”將是一個必須的階段，這就是當(dāng)前家具行業(yè)的“當(dāng)務(wù)之急”。下面筆者粗略介紹一下“數(shù)控自動化生產(chǎn)”工藝目前本公司已成功應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中)。

1 工藝基本流程

　　雕刻工藝數(shù)控自動化生產(chǎn)”流程如圖1所示。

圖1雕刻工藝數(shù)控自動化生產(chǎn)流程

2 原始資料

　　家具的原始資料，可以是實(shí)物類，也可以是印刷品、文件類。實(shí)物包括家具原件、歷史遺留的破殘片、模型、石膏泥塑樣品等;文件類包括照片、畫朋、印刷品、手繪稿、電腦圖片文件等。這兩類資料一般在業(yè)內(nèi)都可以方便地獲得，所以對于“來樣設(shè)計(jì)”“來樣加工”都是一件相對容易的事，另外互聯(lián)網(wǎng)的普及，使得資料的查閱更為便捷。

3 數(shù)字化三維建模

　　有了原始資料后，需要對這些資料做數(shù)字化處理，使之能在電腦中進(jìn)行編輯。數(shù)控機(jī)床要加工出我們想要的雕花產(chǎn)品，必須給它三維結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，讓機(jī)器的刀頭在空間做運(yùn)動切割，所以電腦三維建模是必須的一個步驟，它完全不同于傳統(tǒng)的仿型機(jī)”。

　　3.1 實(shí)物類樣品的三維處理

　�、儆靡延械牡窨虡悠饭ぜ�，在三維掃描儀上掃描成型。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡捷、制作周期斌一般僅需兒小時);缺點(diǎn)是三維掃描設(shè)備比較昂貴，而且國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備比較少，人員配備及設(shè)備維護(hù)的成本較高;另外從技術(shù)角度上講，某些物體的特征點(diǎn)會丟火由于掃描的等距間隔決定了設(shè)備不可能太過細(xì)致)，這樣雕刻出的工件會與原件有出入，尤其是細(xì)部會有些模糊不清，造成加工的品質(zhì)下降。

　�、谝詫�(shí)物做參照，用相機(jī)拍攝三視圖，然后進(jìn)行電腦三維建模。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投入少，雕刻出的產(chǎn)品精細(xì)，另外，電腦處理的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)小于上面的掃描法”，而且工件的特征點(diǎn)不會丟失;缺點(diǎn)是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期稍長一些(一般在1~3天)。

　　比較這兩種方法，筆者更傾向于后一種方法(本公司應(yīng)用的也正是這種方法)，因?yàn)橄鄬τ谝粋�產(chǎn)品的開發(fā)周期，花兒天時間將三維模型做得更精細(xì)一些，還是值得的。

　　3.2 文件類樣品的三維處理

　　對于照片、畫朋、印刷品、手繪稿的數(shù)字化處理，最簡單的辦法就是使用平板掃描儀掃描輸入電腦，然后根據(jù)圖片參照建模。

　　三維建模的優(yōu)勢在于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)“虛擬化”，可以不用加工樣品，直接在電腦上觀看效果，任意修改，縮短設(shè)計(jì)周期，避免了一些人為差錯。另外其設(shè)計(jì)思路更為廣闊，設(shè)計(jì)人員可發(fā)抨的隨意性增大，產(chǎn)品造型的方案也更加多樣化，這對于家具企業(yè)增值增效來說，無疑是一件利器。

4 數(shù)控機(jī)器編程

　　現(xiàn)在市面上國內(nèi)外開發(fā)的數(shù)控浮雕軟件很多，而且設(shè)計(jì)都朝人性化”方面發(fā)展，大多數(shù)都能在PC機(jī)上運(yùn)行。下面以英國DELCAM公司的ArtCAM為例，適當(dāng)做一下介級綜合比較了其他兒個軟件，筆者認(rèn)為ArtCAM是一款比較優(yōu)秀的雕刻軟件)。

　　經(jīng)過上面的三維造型步驟后，我們將模型輸入到ArtCAM軟件中(當(dāng)然ArtCAM也自帶了三維造型功能模塊，但筆者更傾向于獨(dú)立的三維造型軟件)，適當(dāng)調(diào)整比俄調(diào)整到我們需要的尺寸)，然后檢查視圖中的實(shí)體模型，如有一些不太適合的地方，可以在ArtCAM“浮雕修整”模塊中進(jìn)行修絮比如光滑、厚薄、對稱、填紋理等等)調(diào)至合適;下一步進(jìn)入“刀路模塊”，設(shè)置刀具庫，選取我們所需要的刀具，然后讓電腦來分析如何安排產(chǎn)生行刀路徑，進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，得出一個用時最省的雕刻方案。在分析運(yùn)算過程中，設(shè)計(jì)者可實(shí)時觀看運(yùn)算的結(jié)果，如有不合適的地方，可以改換刀具重新運(yùn)算。另外這個軟件的最大優(yōu)點(diǎn)是可以選分區(qū)域雕刻，根據(jù)框選區(qū)域的不同，可以選用不同的刀具進(jìn)行作業(yè)，這樣可以成倍節(jié)省工時。比如在雕銑較大平面時，用大直徑的立銑刀要比用小尺寸的尖頭雕刻刀省時得多，而且平面的平整性效果更好。

　　另外，運(yùn)用區(qū)域雕刻的方法，可解決二軸半數(shù)控機(jī)床無法實(shí)現(xiàn)的三軸聯(lián)動的功能，這樣就可以使得低成本的二軸半數(shù)控機(jī)床能夠走空間曲線，使加工雕刻工件的三維特征線更為清晰。這樣，工件大部分可用粗刀加工，細(xì)部用尖刀加工，極大地提高了加工效率且不失真。

5 雕刻產(chǎn)品生產(chǎn)

　　現(xiàn)在國產(chǎn)的雕刻機(jī)生產(chǎn)廠商已有幾十家之多，價格從兒萬元到十幾萬元不等，多數(shù)雕刻機(jī)為二軸聯(lián)動，產(chǎn)品的早期用途主要是廣告行業(yè)，隨著三維技術(shù)人才的增加，家具制造領(lǐng)域的應(yīng)用空間應(yīng)該更為廣闊。多數(shù)雕刻機(jī)的控制系統(tǒng)可以直接調(diào)入G代碼的刀路文件進(jìn)行工作。

　　進(jìn)入雕刻控制系統(tǒng)后，調(diào)入已經(jīng)生成的刀路文件，可以先預(yù)演一下，估算出加工時間，確認(rèn)無誤后，按開始”進(jìn)行加工，雕刻機(jī)即可進(jìn)行工作。雕刻完成后，刀頭會自動歸位，主軸電機(jī)停轉(zhuǎn)，一般需人動手干預(yù)的時候不多，工人的安全性有了極大的保障。

　　雕刻控制系統(tǒng)的操作一般比較簡單，設(shè)計(jì)人性化，操作界面直觀，對于操作工人的要求不高。

　　綜上所述，使用三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用于家具行業(yè)的木刻雕花已經(jīng)走向成熟，未來幾年，家具行業(yè)的技術(shù)提升應(yīng)是大勢所趨，愿業(yè)內(nèi)同仁共同努力，使國內(nèi)家具行業(yè)的加工水平提到一個新的層次。

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本文標(biāo)題：家具木刻雕花的數(shù)控自動化生產(chǎn)工藝

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