数控雕刻技术在家具行业中的应用

【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

一、引言

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。[1]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，逐渐诞生了一批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

激光雕刻机目前已经国产化，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。[2]

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G代码。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。[3]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。

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，均已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1220 x 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。中国已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 C技术.

[2]神绘激光.激光雕刻机使用手册.2012.

[3][美]Michael C技术.