科学技术在我国林业木工机械中的应用

黄治锦 方展

摘要：科学技术做为社会发展的第一生产力，高新技术应用到林业木工机械中，不仅极大地促进了林业木工机械的信息化建设，而且促使了林业木工机械生产加工由松散型向集约型、高效型发展。文章阐述了我国林业木工机械技术的现状及基本概况，着重分析了参数化技术、传感器技术、数控技术、宏-微机器人技术等科学技术在我国林业木工机械中的应用，希望对我国林业木工机械今后的发展有所帮助。

关键词：科学技术；林业；木工机械；应用

一、绪论

二十一世纪之后，中国的木工机械行业伴随着国内社会经济以超过7%的增速实现了跨越式的快速发展，截至2014年，我国木工机械行业实现的GDP产值从第5的世界排名一跃上升到世界第2。我国之所以取得如此巨大的进步，得益于将现代科学技术广泛应用到我国的林业木工机械行业中。科学技术做为社会发展的第一生产力，推动了经济社会的发展，而通过高新技术应用到林业木工机械中，不仅极大地促进了我国林业木工机械的信息化建设，而且促使了我国林业木工机械生产加工由松散型向集约型、高效型发展。

二、林业木工机械基本概况

木工机械是木材加工机械的简称，一般指的是在木材的加工工艺当中，把是半成品的木材再经加工之后变成成品的木制品的一种机械。在我国上个世纪的计划经济时代，因为林业部是以林业做为根本，再加上林业部主管着国内的木材工业，所以很长一段时期一直将木材加工机械做为我国林业机械的一个重要组成部分。截至目前，国内外关于木工机械的种类的划分还名目繁多，但是一般认为包括有门窗机械、地板机械、干燥设备、制材机械以及其它木制品机械等种类。因为木制品跟人类的日常生活息息相关，所以支撑木制品生产加工的木工机械做为一种专用机械具有非常重要而且不可代替的作用。

三、科学技术在我国林业木工机械中的应用

（一）参数化技术在我国林业木材机械设计中的应用。

参数化设计（Parametric）也称为尺寸驱动（Dimension-Driven），即借助CAD计算机辅助设计技术进行自动绘图。将参数化设计技术应用到林业木工机械中，不仅能够为林业木材加工机械搭建一个能快速设计的平台，而且可以精准、快速的获取所需设计的机械的数学模型，然后获得参数化的三维实体模型，进而运用到诸如ADAMS动力学仿真软件中对动力学进行分析，运用到ANSYS有限元软件中对模型中的动力学以及静力学等进行分析，最终为获得最佳的结构参数提供可能。因此，将参数化设计技术运用到林业木工机械当中，不仅快速准确的为集成产品提供了三维实体模型在设计、加工、绘图等环节完整的CAD/CAM/CAE方案，而且参数化设计能够自动化的给零部件中特征间的相对位置尺寸与形状。通过这一方法，大大提高了我国林业木材机械设计的效率。

（1）Pro/Engineer操作软件以参数化著称并且是集CAD/CAM/CAE于一体的三维软件，所以在参数化设计技术中应用非常广泛。该软件作为模型和零部件得以自动化设计的有效工具，对每一组模型或者每一个零部件均有一个设计步骤。设计者可以采用该软件进行设计，借助人机交换的方法去控制系统中诸如特征是否出现、特征尺寸的大小以及零部件和组件是否出现、个数多少等参数。通过该软件还能够把一些须要常常改动的尺寸或者步骤以语句的形式写人，让每一个使用该零部件的人都能简易的明白怎样进行操作就可以生成零件。

（2）Pro/Engineer參数化技术在我国林业木工机械设计当中的运用。当前，参数化技术在我国林业木工加工机械设备的研发设计过程中得到了广泛的体现，具体表现为：一是建立初始的林业木工槽铣刀三维模型，并通过相切、平行、垂直的约束以及尺寸的标注来约束初始模型。二是建立参数间的关联关系，通过初始建模的时侯系统默认的内部参数以及轴和铣刀、刀体的厚度、刀具的半径、木工槽铣刀的齿数等装配的要求，刀具的性能等方面建立起参数间的关联关系。

（二）传感器技术在我国林业精确木工机械中的应用。

传感器指的是通过敏感元件感受到被测量的物体，然后通过转换元件将其转换成特殊的信号，是测量生产领域与自然领域中信息的重要方式。该传感器技术对提升我国当前的林业机器系统的功能与生产效率有极大帮助。尤其GPS传感技术运用到林业生产加工当中，使生产技术从粗放型向集成型转化，大大的提高了生产效率。由于林业生产系统在我国以往还是一个复杂、多分组的系统，当引进计算机集成系统以后，可以将RS数据、GIS数据、GPS数据实现有效的融合，很好地解决了我国林业技术加工信息在点数据、栅格数据、地理统计数据等方面类型的多样性。

（三）数控技术在我国林业木工制榫机械上的应用。

数控是控制机械的一种有效形式，只要机床采用的是数字模式来控制信号那么就可以将它称为数控机床，也就是说，数控木工机械指的是采用数字模式来控制与显示输出的控制结果的木工机械。一般情况下，人们较为常见的榫头包含腰圆榫、圆榫和方榫等，这些形态各异的木榫以往大多采取的开榫模式为手工开榫为主，简易的机械开榫为辅，这种传统的开榫模式不仅需要大量的工具，而且效率非常低。为了改变传统型开榫模式的缺陷，提高加工效率，有必要把数控技术引入到当前的林业木工机械中来。

数控系统的在木工制榫机械上的应用。数控系统采用中文液晶显示来控制精度，确保加工速度达到最大限度，并通过文字提示与图像显示来了解加工的信息。负责操作的人员仅仅需把木榫相关的形态特征参数输进到数控系统内后，再进行简易的选择，就能够让机械自动加工出各种不同形状、不同尺寸、不同组合的木榫。

（四）宏-微机器人技术在我国林业木工机械中的应用。

宏-微机器人指的是将一个小的机械手附在一个大的机械手的末端，大的机械手以地面做为参考，而小的机械手以大的机械手为参考。虽然宏-微机器人技术在我国林业木工机械中的应用才刚起步，但是应用前景十分广阔。在林业木工加工过程中，上木定心操作是旋切单板生产过程中的关键工艺，尤其在小径级原木更要求定心工艺过程定心精度高、速度快。宏-微机器人技术打破了以往传统要求3点定心、4点定心、6点定心的定心要求，大大弥补了传统定心操作在精确度存在的误差，借助宏-微机器人技术可以快速、准确的通过机械手进行定心检测，保证了精确定心的可靠性，大大的提高了工作效率。

四、结语

科学技术是提升我国林业木工机械市场竞争力的最有效的方法，木材加工技术的进步依赖于科学技术的进步。为此，文章分析了参数化技术、传感器技术、数控技术、宏-微机器人技术等科学技术在我国林业木工机械中的应用。此外，木工机械数控化在我国当前的林业发展中具有重要作用，应当以数控技术的普及做为切入口，重点做好家具产品批量生产线全套设备的开发、建材工业新产品生产线的开发、批量木工机械的数控化改造、高速智能宽带砂光和砂辊砂光设备的开发、引进国外木工机械的先进技术等，只有这样才能够不断提升我国林业木工机械的数控化水平，促使木工机械的生产加工效率实现质的突破。

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