木工机械行业现状范文1
木工机械种类的定义
我国在计划经济时代，由林业部掌控木材工业，林业部以林业为主，一直把木材加工机械作为林业机械的一部分，这个划分是不科学的，也不符合国际惯例。我国在木材加工机械中，又分出木工机械和人造板机械，而木工机械再划分为实木家具机械、板式家具机械、制材机械、干燥机械等，这也不是十分科学，特别是实木家具机械和板式家具机械的定义比较模糊。笔者曾按我国行业对应划分法将木工及人造板机械、家具机械、林业机械并列划分，将木工机械行业与相对下游产业相对应，但这种划分方法是纯学术的，实际应用较难。所以我国木工机械种类划分一直比较混乱。按照木工机床编号标准进行分类应该是最符合中国国情的分类方法，该标准把木工机械的种类分为锯、刨铣、钻、车、砂磨等几类。作为标准，它具有权威性。但这种划分太粗，致使国内许多新产品难寻编号和分类，有些新机器连种类都没有，而行业内部划分更粗，大部分是空白表格，让企业无从入手，从而导致国内木工机械编号五花八门，多数企业生产的木工机床编号不规范，而板式家具机械却另有新的编号标准，使企业更加无所适从。
德国木工机械的分类方法
德国木工机械的分类方法是全世界通用的，其整个体系都与我国不同，一旦采用，我国整个分类体系就会混乱，但从我国木工机械走向世界的长远目标来看，我国向德国标准看齐是大势所趋。德国木工机械的分类是按木材加工的工艺划分，把木工机械分成 20 大类，分别是：林业机械，制材与备料加工（半成品生产）机械，木工与人造板机械，表面抛光机械及砂光设备，组装、包装用机械，物料输送、仓库管理及调试装备，机器人技术与装备，木工专用加工机械，特殊木制品专用机械，木工机械辅助装备、夹具及专用器具，木材及塑料加工用手提机械，木工刀具及刀具辅助用具，刀具维护及制造专用机械，木工机械专用配套产品，废材（锯屑、木片、薪炭材、树皮）利用设备，生物质能源生产设备及生物质燃料加工专用设备，木材加工的节能、环保、职业安全、防火及空调专用设备，木工机械数显及数控专用设备，木工计测、试验及控制系统装备，木制品整厂设计、经济分析及木工机械租赁技术，木工机械专用计算机软件（计算机辅助设计、ERP、生产计划及控制等），木工机械的销售与售后服务技术与装备。德国木工机械分类标准中包括了我国定义的木工机械、林业机械、人造板机械、家具机械等，囊括了全行业所有技术，而我国标准定义的木工机械仅占德国标准中的几类。我国木工机械的分类标准仅仅把木工机械限制在传统的锯刨钻砂等几大类，标准编号的余地也有限，这给我们探讨木工机械数控化率带来了很大的麻烦。虽然我国的分类体系有许多弊病，但为了讨论方便，本文仍然以中国的木工机械编号体系为基础与德国相应的设备进行比较，以确定我国木工机械数控化的比率。
我国数控木工机械数控化率的估算
根据我国木工机械编号标准，现阶段，我国将有234 种木工机床可以开发成为数控木工机床，在这 234种数控木工机床中，有 99 种已经开发成为产品或者有图2 具有自主知识产权的南兴裁板锯能力开发成为产品。这样，我国木工机械数控化率已达到42%。由于笔者掌握的资料有限，实际数控化率要高于这个数据。
我国数控木工机械的发展现状
我国数控木工机械在最近 5 年有了飞速的发展，其中具有代表性的数控技术体现在以下几个方面。1我国木工机械软件的发展现状我国木工机械的数控软件产业是发展最慢的产业，木工机械的主体软件技术基本被德国、意大利和我国台湾所掌握。绝大多数木工机械生产厂家都在买这些软件生产数控木工机械，我国木工机械生产厂家所用的软件绝大多数没有自主知识产权，也没有掌控源代码，因此在数控木工机械升级换代时必须依赖软件源代码所有的发达国家和地区。据笔者所知，我国中低档数控镂铣机的数控软件已经完全国产化，北京铭龙木工机械有限公司控股的文泰科技发展有限公司（以下简称北京文泰）每年销售二维半数控镂铣机软件近万套（实际需求数量还要多一些）。国内近 50 多家企业生产中低档数控镂铣机，年产千台以上的专业厂家超过 10 家，文泰正版数控软件的价格还不到1000 元人民币。2011年，南兴家具制造装备有限公司推出了数控往复式裁板锯的数控软件，该软件具有实时仿真、裁板优化、上下位机控制、自学习和帮助系统、人机对话界面、全中文系统、后台修改与修复系统、手控和数控灵活系统、自动生成和记录数据文件、自动形成和输出条码、下料方案无限量存储等功能。该软件具有自主知识产权并申请了软件著作权，在整体水平上超过欧洲主力裁板锯的数控软件水平。国内其他数控软件的技术水平和规模都没有引起行业的注视，有些属于克隆国外企业的软件，没有自主知识产权。个别企业购买我国台湾的数控软件，然后委托软件厂家在界面写上自己公司的名字，由于公司没有源代码，这样的数控软件不能算自主开发。2我国木工机械的硬件发展现状我国木工机械的硬件根本没有形成体系，中低档数控镂铣机的硬件基本被北京文泰所垄断。北京文泰在出售软件的同时，配套销售步进电机、控制器、液晶屏幕、手动控制器、行程开关等数控镂铣机需要的全套硬件。他们以步进电机为主，故对使用伺服电机的数控镂铣机配套不完善，在高档数控镂铣机的硬件供应上也有一定的差异。我国大陆的高档数控镂铣机数控软件基本都被台湾所控制，台湾恩德的软件和硬件，甚至数控镂铣机的设计均对大陆有很深的影响。台湾的硬件往往是与数控软件配套销售，而且大陆的台资企业也在控制着大陆的高档数控镂铣机市场。台湾的高档数控木工机械软硬件的配套销售在大陆已形成垄断局面。意大利的木工机械数控软件在我国大陆虽然也有一定的市场，但远不如台湾。德国的软硬件太贵，我国大陆应用的极少。我国大陆主要的数控软件生产公司一直希望进军木工机械行业，其与我们行业的龙头企业合作了 5年，希望打进木工机械市场。但木工机械与金属加工机床的差异使他们举步维艰，尝试几年后便退出了木工机械行业，我们的龙头企业也很无奈，只好转选台湾的数控软件。3 数控带锯机技术的发展现状我国数控带锯机的研发是最早的，早在 20 世纪 80年代，我国首台数控带锯机即研制成功。90 年代，信阳木工机械厂和沈阳带锯机厂就开始销售数控带锯机。但那个年代的数控技术与现在的数控技术不能相比，数控硬件还处于分立元件的原始数控硬件阶段，数控性能极不稳定，很难推广。改革开放以后，我国制材工业发生了根本转变，大型带锯机逐步淡出了市场，数控带锯机也销声匿迹。但最近几年数控曲线带锯机却悄然进入我们视野，数控曲线带锯机属于细木工带锯机系列，在家具工业有广泛的需求，国内已经有几家生产数控曲线带锯机的厂家，市场也相对稳定。跑车带锯机的数控化研发工作已经开始，国内有几家企业都与高校合作研制数控跑车带锯机，但由于开发费用太高，至今没有实质性进展。4 数控截段锯切设备的发展现状数控截段锯切设备分为纵向截段锯和横向裁分锯，德国的威力公司在这项技术上已经处于垄断地位。数控纵向优化截段锯的发展动力主要是集成材生产必须使用这种设备，国内的主要生产企业是江佳木工机械有限公司，他们生产的数控纵截锯已基本成型，且在国内市场已形成规模，但其技术水平与威力公司的截段锯还有相当大的差距，主要是国内没有数控计算机自动识别缺陷的设备，截段的速率与进料的速度相差较大。数控优化裁分锯的整体数控系统是由德国威力公司在 2011 年才全部配套完成的，国内江佳和青城都已经开始研究这项技术，但均处于试制阶段，还没有形成批量产品。国际上已有数控优化裁分锯向数控往复式裁板锯过渡的趋势。数控往复式裁板锯的精度要远远高于多锯片圆锯机，在数控的基础上，数控优化往复式裁板锯的生产效率较高，这个发展趋势是国际上数控锯切的新动向，国内还没有开发。5 数控刨切机床的发展现状刨床是应用最广泛的木工机械设备，但我国数控刨床的技术水平较低，基本停留在低档次阶段。青城和富豪的四面刨床均处于这个档次，青城的双面刨床也处于这个技术水平。而国外的四面刨床已经具备了加工中心的功能，可以刨切出花纹。所以我国数控刨床的研发工作任重而道远。6数控车床的发展现状数控车床在我国还处于研究阶段，笔者所在的工程中心5年前就已完成了对数控车床的研究。但我国真正的数控车床产品还没有走向市场，只在低档数控雕刻机上把车床夹盘和尾座附加在其台面上，形成铣车复合机床的模式。在多头雕刻机上利用车床夹盘和尾座同时加工多件产品的铣车加工模式也是数控车床的雏形。由于这两种加工形式都没有旋转车削模式，所以都不能将其定义为数控车床。7 数控砂光机的发展现状我国是世界上最大的砂光机生产国，并且已经垄断了中低端砂光机的国际市场。我国砂光机已经实现了低档次的数控化，而且在这个档次上的数控技术已经开始普及，其中千川的琴键式数控砂光机在国际上已经具有了一定的竞争力。我国数控砂光机的档次亟待提高，让数控砂光机软件具备实时仿真、厚度调整优化、上下位机控制、自学习和帮助系统、人机对话界面、全中文系统、后台修改与修复系统、手控和数控灵活转换、自动生成数据文件、自动形成条码、下料方案无限量存储等功能并不难，开发具有自主知识产权的数控软件对砂光机生产具有划时代意义。
我国木工机械自动化技术的研发意义与步骤
木工机械的自动化是行业亟待开发的先进技术，自动化是木工机械开发的永恒主题，是数控技术的延续和终结目标。1 木工机械自动化技术的内涵自动化的概念非常广，特别是自动化本身所包含的现代木工机械的制造技术。综合起来，木工机械的自动化技术应包括自动上下料技术、自动分料技术、板材自动转向技术、板材自动翻转技术、板材自动回料技术、程序化自动进给技术、在线自动磨刀技术、刀具自动补偿第 1 期马 岩：我国数控木工机械的发展现状及自动化技术的研发方向 7技术、产品质量在线自动检测技术、原料上料前尺寸自动检测技术、自动除尘清洗技术、工况异常自动报警和过载安全停车技术、工序自动转换排序技术、加工过程原料自动编码技术、工件随动自动调控技术、工件自动定位技术、工件自动夹紧技术、产品自动包装技术、产品自动打包技术、自动化仓库成套技术、工时自动化核定技术、自动化装配技术、装配过程的自动化检测技术、产品指标自动化检测技术、自动化生产线连线技术等。2木工机械自动化的开发意义随着企业工人工资日趋上涨，企业提高劳动生产率的唯一出路就是提高设备的自动化程度。提高企业效益的方法之一是减少工人的数量，而且这个趋势会持续很长时间。因此，开发数控自动化木工机械具有重大的现实意义。自动化是一个国家工业化水平的集中体现，我国家具工业、木制品加工工业、人造板工业的自动化依赖于木工机械行业。除进口人造板生产线以外，其他木工产业基本处于传统的通用设备单件小批量生产模式阶段，根本谈不上自动化加工。我国木材工业生产的自动化将大幅度提高木材工业在国际上的地位和国际竞争力，具有重大的战略意义。3 木工机械自动化的开发步骤木工机械的发展完全遵循下游企业工业化的发展规律，在我国木材工业刚刚起步阶段，各种手动和低廉的木工机械充斥市场。这种档次的木工机械曾经造就了木工机械的航空母舰，直至最近 3 年，生产低档木工机械的企业一直是行业的龙头。近 10 年来，木材工业手工作坊的时代已经过去，低档木工机械市场逐年萎缩。在木材工业处于单件小批量作坊式生产的年代根本谈不上数控化和自动化。近10 年来，我国木材工业有了飞速发展，多数木材加工企业开始进入批量生产阶段，对设备的需求出现了根本性的变化。我国家具工业的高端企业一直采购德国和意大利的数控木工机械，只有中低档企业才采购国产设备。但近年来这些高端企业都开始采购国内的名牌产品，如数控设备及流水线生产的必备设备。现阶段，我们木工机械生产企业开发的产品应该是数控、可以配套流水线的先进木工机械。现在的上料-封边-钻孔生产线即是这个阶段的典型自动化生产线的代表。木材工业流水线需求的木工机械是过渡阶段使用的设备，而且这个阶段不会太长。我国木材加工工业将会出现跨越式的发展，木工机械的专业化生产将促使木工机械逐步向专业化生产线的阶段发展。木工机械通用设备构成的流水线将会被专用设备构成的流水线所替代。为此木工机械行业将很快开始这个阶段的设计开发，并将推出各种门、窗、地板等专业化生产线。这种生产线将是木工机械自动化的真正定型产品，木工机械生产企业也将与人造板生产企业一样转变成为生产线的生产企业。国外制材、门、地板等生产线已经实现了这个水平的自动化。自动化的最高阶段是柔性自动化生产线，在流水线成组技术的基础上，以多台（种）数控木工机床或数组木工机床柔性制造单元为核心，通过自动化物流系统将其连接，统一由主控计算机和相关软件进行控制和管理，组成木制品多品种、变批量和混流方式生产的自动化制造系统。木制品的柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，其为可以适应加工对象变换的木工机械自动化机械制造系统（Wooding FlexibleManufacturing System，英文缩写为WFMS）。伊玛的柜门生产线就属于这个档次的自动化生产线。我国定制家具的飞速发展将推动柔性自动化生产线技术的发展。
我国木工机械自动化的研发方向
我国木工机械的自动化任重而道远，但我国已经具备实现木工机械自动化的基础，具备了迫切需要木工机械自动化的市场，因此，只要把握好我国木工机械的自动化研发方向，我国木工机械的自动化一定可以很快实现。1迅速提高我国木工机械的数控化水平木工机械的数控化是木工机械自动化的基础，没有数控化就没有自动化，但我国木工机械的数控化空白点还很多。我国木工机械的生产企业应按本文提出的基本概念认真核对本企业的数控化率，迅速填补数控木工机械的空白点，开发全系列木工机械的数控设备，并将开发的数控产品通告行业协会和东北林业大学林业与木工机械工程技术中心，为笔者统计我国木工机械数控化率提供真实的数据。其实，按照本文的定义，数控木工机械很简单，我们给压刨床加上 PLC，安装一个触摸屏，这台压刨床就是数控压刨，而且这项改造并不难。按照这个思路，各木工机械生产企业都可以进行数控改造，这样我国木工机械的数控化率就可以大幅度提高。2 重点研发通用单机的上下料自动化技术当前急需研发通用木工机床的单机自动化上下料技术、自动分料技术、板材自动转向技术、板材自动翻转技术、板材自动回料技术、程序化自动进给技术、原料上料前尺寸自动检测技术等。这些技术完善后，所有的通用木工机械即可以实现单机的自动化生产，使产品的质量完全取决于设备的精度和自动化程度，而不是依赖熟练工人的操作技术；使产品的产量完全取决于设备的机械化和自动化程度，而不是依赖工人的劳动态度。让我们的通用木工机械就单机单元来讲，形成一个完善的自动化系统，工人仅仅负责把原料拉过来，把生产出来的产品拉走即可。这些设备的操作人员可以不经过复杂的技术培训，自动化技术可以改变我们下游企业操作人员的结构。3迅速完善通用木工机械的单机自动化技术在每台木工机械实现数控化后，木工机械具体功能的自动化将成为下一步研发的重要方向，这些技术包括在线自动磨刀技术、刀具自动补偿技术、产品质量在线自动检测技术、自动除尘技术、工况异常自动报警和过载安全停车技术、工序自动转换技术、加工过程原料自动编码技术、工件随动自动调控技术、工件自动定位技术、工件自动夹紧技术等。在这些技术完善以后，木工机械的单机操作过程将实现自动化，整个加工过程也将实现全自动。这些技术对木工机械实现自动化是极其重要的，也是最难的。许多人工可以简单、随手完成或略加判断即可确定的动作，一旦要求计算机自动完成则可能相当困难。4 产品后续的自动化处理技术任重而道远木工机械在实现自动上料、自动加工后，完成产品的后续处理仍有大量的工作要做，其中包括自动包装技术、自动打包技术、自动化仓库技术、工时自动化核定技术、自动化装配技术、装配过程的自动化检测技术、自动化产品指标检测技术、自动化生产线连线技术等。这些自动化技术多数情况下是由专业厂家完成的，德国的木工机械生产企业都在花大力气做这件事。在2011年德国汉诺威木工机械展览会上，德国伊玛占用大面积场地展示和推出他们的自动化仓库技术，这项技术对于家具生产企业是急需的。在达到生产过程全部自动化以后，进行产品后续的自动化处理也非常重要。我国的木工机械生产企业可以从简单的做起，逐步提高这个领域的研发能力。5开展木工机械柔性自动化生产线的理论研究我国木工机械自动化的最终目标是实现木工机械的柔性自动化生产线，随着定制家具的普及和大规模生产，木工机械的柔性自动化生产势在必行，这个最高阶段的生产线开发时间不会太长。在单机自动化、流水线成组技术自动化、数控木工机床上下料自动化全部完成后，对木工机床柔性制造单元和自动化物流系统连接的生产线进行开发势在必行，木制品柔性制造系统的理论研究应该现在就开始。我国的高等院校要完成数控木工机械统一的信息控制系统、物料储运系统和数字控制加工设备组线技术的理论研究，开发能适应家具工业和木制品加工工业的自动化机械制造系统。
木工机械行业现状范文2
关键词 机械化种植；木薯；生长；土壤；理性化状
中图分类号 S-3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）95-0111-02
0引言
木薯，是我国广西一带非常重要的经济农作物。木薯这一产业在广西区域经济的发展过程中，占据着重要的地位，是广西省在发展过程中重要的支柱产业之一。就目前我国木薯的种植范围、产量、面积来看，广西省是我国木薯种植中最大的种植区域，全年的生产总量占据我国木薯种植整体水平的百分之七十。我国在种植木薯这一块，大部分木薯种植基地还是采取的传统手工种植方式，导致在种植木薯的过程中，花费成资金成本非常高，种植木薯时所需要消耗的劳作力强度大，而且对于木薯的种植效率低、质量差，这些因素都直接导致木薯在种植过程中，经济效益无法达到预期的目标，严重的阻碍了木薯这一产业的发展。所以，各个地区在种植木薯的过程中，传统的手工种植方式已经无法满足木薯产业在发展中的要求。
1机械化种植方式在种植木薯中存在的问题
1.1土地资源的利用有限，无法进行大面积的种植
就我国目前种植木薯的区域来看，不把广西省各个市县中已经有一定规模的木薯种植基地算入在内，其他地区木薯种植基地都是一些面积小、散乱的木薯种植，例如：海南、福建、广州等一系列区域。这些区域中的木薯，大多都是种植在山坡、荒地等一些无人开垦的地方，对于木薯种植的土地资源比较匮乏，无法实施大面积有效的播种，极大的影响了机械化种植方式在木薯种植这一方面的作用发挥。
1.2木薯品种的质量差，新品种的宣传力度不够
我国木薯产业在发展的过程中，对于木薯种植的品种一直都没有一个行之有效的改良方法，品种的质量得不到很好的保证，木薯的产量无法满足木薯产业在发展过程中对经济效益的需求，严重的影响种植木薯的农民对于木薯的信心与热情，种植木薯不能够达到自己赚钱的目标，这不仅仅阻碍了木薯产业的发展，还在很大程度上制约了机械化种植方式在木薯种植中的应用。虽然我国相关部门在木薯品种的培育上进行了一系列的创新，但是对于新品种的宣传力度还不够，还需要加大宣传的力度，对新品种的木薯进行进一步的推广。
1.3木薯种植过程中相关管理不到位，没有相应的技术支持与工具
传统的木薯种植方式，是以一种不施肥、不撒药、不耕作，将种子洒去土壤后就由它自然的生长，所以木薯种植中的经济效益非常的低，若是不能改变其种植方式，木薯产业将很难持续的发展下去。机械化这一种木薯种植方式，在应用到木薯产业中时，相关的部门没有对其的作用效果有一个充分的重视，对机械化种植方式的投入力度小，在科研这一方面的资金投入非常的少，直接造成木薯产业中机械化种植方式相关的设备工具，先进的科学技术都相对的处于一个空白的状态。木薯种植过程中，对于相关的管理也没有一个明确的规定，工作人员在对木薯进行种植时，操作行为的规范管理也没有做到位，导致机械化种植方式在木薯种植过程中的实际效用，无法得到充分的施展。
2 分析机械化种植，对于木薯的生长与土壤理化性状的影响
2.1机械化种植方式，对木薯在种植过程中农艺性状的影响
木薯在生长的过程中，自身的发芽率对于木薯的成长有着非常重要的关系，发芽率是木薯产量得以有效提高的基础。木薯品种中植株的大小关系着木薯中块根的形成，可以在木薯生长的过程中为其提高丰富的养分，使木薯中的块根生长得非常的粗壮。将机械化种植应用于木薯种植过程中的时候，将挖沟渠、施肥料、播撒种子、翻土覆土这一系列工序进行一个完整统一的解决，挖掘沟渠中的深度与翻土覆土的厚度之间相互的平衡，这对于木薯的生长有着极大的促进作用，能够很好的保护木薯中苗子的茁壮成长。
2.2机械化种植方式，对木薯在种植过程中生理生化这一特性的影响
木薯在生长的过程中，生理生化这一特性对于木薯种子的成长发育以及种植所获得的产量，有着非常重要的作用。木薯在生长的阶段，叶绿素能够很好的使木薯进行光合作用，可以将木薯在进行光合作用过程中所吸收的能量，有效的将其转化为碳水化合物，极大的提高了木薯的生产产量。碳水化合物中的可溶性糖，是其储藏、代谢的重要表现形式，能够在木薯进行光合作用时将所产生的能量合理的运输到木薯中的块根部分，使木薯中的块根充分的吸收营养，可溶性蛋白质是碳水化合物中非常重要的一个部分，木薯中可溶性蛋白质分量的多少，直接关系了木薯在生长发育阶段的成效。
2.3机械化种植方式，对木薯在种植过程中土壤物理性状的影响
木薯在生长的过程中，土壤物理性状对木薯的生长有着非常重要的作用。土壤孔隙度、土壤容积重量这两个重要的土壤物理性状，影响着木薯中的块根与植株的生产状况，木薯中块根的大小，决定了木薯块根在收获过程中的难度。土壤中容积重量与孔隙度的大小，决定了土壤中透水性与透气性的好坏，土壤中的容积重量越小、孔隙度之间的距离越大，其透水性与透气性也就越好，土壤中的这些因素决定着木薯在生长过程中的发育情况。机械化种植这一种方式，能够很好的将土壤中的容积重量进行适当的降低，扩宽土壤中孔隙度之间的距离，能有有效的改善土壤中的物理性状。土壤的良好结构形态性能，能够为木薯中块根、植株的生长发育提供一个优质的环境，加快木薯生长的速度，提高木薯种植的效率，促进木薯行业的发展。
3 结论
机械化这一种新型的种植方式，能够有效的改变传统手工种植中无法适应木薯产业发展的这一现实状况，能够提升木薯的生长速度，改善种植木薯土壤理化性状，是木薯产业在发展过程中的必然采用的一种种植方式，能够有效的推进木薯产业的发展。
参考文献
[1]吴建华，徐汇丰，沈海鸣.甘薯生长过程中可溶性糖含量与淀粉积累的关系[J].浙江农业大学学报，2009（17）.
木工机械行业现状范文3
关键词：教学改革；木材加工装备；创新；教学方法
The teaching reform and practice of wood processing equipment based on innovation quality cultivation of education
Wu Liangkui, Tu Daowu
Anhui agricultural university, Hefei, 230036, China
Abstract: By analyzing the problems existing in the teaching of wood processing equipment, this paper put forward a series of reforming programs in order to meet the requirement of wood industry. According to wood science and engineering specialty, teachers make the teaching contents modularity, and teaching modes, teaching methods and evaluation system of the course are also changed. By using open teaching methods and simulating practical environment etc, the paper attempts to explore teaching methods of mechanical courses for non-mechanical engineering specialty. Through the teaching reform, the students’ interests and enthusiasm in study are improved, and students’ abilities to work are also improved.
Key words: teaching reform; wood processing equipment; innovation; teaching method
木材科学与工程专业承担着培养木材工业创新型人才的重任，木材工业的发展离不开加工装备的发展，木材加工装备类课程对于培养木材工业创新型人才起着重要作用。各相关院校都把木材加工装备类课程如木工机械、人造板机械、木材切削原理与刀具等课程列为木材科学与工程专业重要的专业基础课程，它是学好后续专业课程如木制品生产工艺学、人造板工艺学、制材学、家具制造工艺学等所必需的基础性课程。
1教学现状
我校木材科学与工程专业开设的加工装备类课程主要有液压与气压传动、木工机械、木材切削原理与刀具等，各门课程独立开设。教学方法上，由于客观条件限制，目前主要以理论课教学为主，主要讲授各类机床的结构、性能及工作原理等。木材科学与工程专业属于非机械类专业，在前期的学习中，机械类基础知识涉及较少，学生对于机械结构图的理解有困难，部分学生连一些最基本的机械零件图如齿轮、轴等也看不懂，这在很大程度上影响了后续机械类课程的学习。学生对于抽象的机械结构的理解和把握有一定的困难，导致部分学生学习兴趣下降，影响了教学效果。因此必须要对教学方法及教学模式进行改革，以激发学生的学习热情。目前在课程教学方法和手段上已经进行了一些改革尝试，采用多媒体课件教学，增加了各类机床的实物照片和部分机床的工作视频，使教学效果有了明显改善。另外通过和专业实习相结合，利用到企业实习的机会，在生产车间进行讲解，使学生对设备的性能、结构、使用维护等有了感性认识。目前已经建立了一批稳定的生产实习基地，能部分满足教学实践要求。但由于木材加工装备类型较多，已有的实习基地不能完全满足教学要求，尤其是人造板机械方面。
2木材工业发展对课程教学新要求
现代木材工业中各种新技术广泛应用，使木材加工装备的内涵及外延较传统的木材加工装备有了较大变化。从设备的加工对象来看，由于家具及木制品的材料类型不断扩展，使木工机械的外延发生了变化，不仅包含传统以木材及木质复合材料为加工对象的设备，还包括一些以非木质原料为加工对象的设备，如竹材加工设备，另外由于金属家具应用越来越广泛，木材加工装备也应该向金属加工延伸。从设备的类型结构来看，木工机械的内涵也有了较大变化，传统的木工机械更注重于通用木工机械设备，包括锯机、刨床、铣床、车床等。现代制造业发展水平越来越高，从近几年国内外举办的木工机械展览会的情况来看，设备的加工精度、自动化程度、柔性等日益提高，数控机床和加工中心已成为现代家具生产的主要设备。目前一些先进制造技术在木材加工中也逐渐得到了应用，如高压水切削、激光切削等，这些都使现代木工机械的结构原理与传统的相比有了很大的变化。现代人造板机械与传统的人造板机械相比也变化较大，人造板机械逐渐向大型化、高速化、节能环保等方向发展。人造板生产的机械化、自动化程度越来越高，各种新高技术广泛应用，单机和生产线正在向完全自动化方向发展，特别是计算机的普遍应用，实现了自动检测、自动调节、自动控制、自动信号连锁、自动保护和自动化管理，从而提高了劳动生产率、设备利用率和产品质量。另外一些非木质人造板如石膏刨花板、水泥刨花板、竹材人造板等的应用也使人造板机械的外延不断扩展。
现代木工机械和人造板机械在类型、性能、结构原理等方面与传统的相比有了较大变化，木材加工装备类课程的教学必须跟上木材工业及木工机械和人造板机械等的发展步伐，对教学内容进行改革势在必行。课程内容应立足国内木材工业及相关行业现状，同时也应瞄准国际木材工业及木材加工装备业的现状及发展趋势，拓宽学生知识面。
3教学改革内容
3.1 教学内容改革
木材加工装备涉及的内容很多，包括木工机床、人造板机械、液压传动等。由于机床种类很多，内容很杂，学生学起来很吃力，本次教改中对教学内容进行整合，将教学内容模块化，以方便学生理解和掌握。在教学内容的设计上，由于现代木材工业中高新技术广泛应用，如CAD，CAM，CAPP等，数控机床和加工中心在木材加工业中所占的份额日益增大，所以应增加数控机床和加工中心模块。另外由于各种先进制造技术如高压水切削、激光切削、超高速切削等已经开始应用于木材加工业，所以在实际教学中需要开设这方面的专题讲座拓宽学生的知识面，具体教学内容如图1所示。
3.2 教学方法改革
木材科学与工程专业属于非机械类专业，机械基础知识相对较薄弱，学生对于一些机械结构的理解很困难，这在一定程度上影响了教学效果。在传统教学方法的基础上，为激发学生的学习兴趣，有效培养学生的能力和素质，针对课程教学内容特点和人才培养要求，对教学方法进行了改革。
(1)开放式课堂教学法：在教学过程中，实施开放式的课堂教学方法，引导学生自主学习。教师在加强前期基本知识和基本技能传授的同时，加强学生学习方法指导和学习能力的培养，将课堂上枯燥的知识讲解变为设疑、提问、会话商讨，课堂辩论、教师点评，学生上台讲解分析问题，组织学生自己备课、讲课并接受其他同学的提问、打分等。这种开放式的课堂教学方法生动活泼，利于师生互动，能极大地提高学生的学习兴趣，有效地开发学生的思维创新潜能，并为学生的逻辑思维能力、语言表达能力以及良好心理素质的培养提供了一个宽松、愉悦的环境和尽情展示的平台。
(2)视频模拟教学法：将木材加工生产过程通过视频、动画等手段引进课堂。通过视频向学生全面展示实木家具、板式家具的生产过程及胶合板、刨花板、纤维板等人造板的生产过程，让学生对木材加工工艺及所用到的设备有了全面的了解；另外还自制了一些典型木工设备如锯机、刨床、铣床等的工作视频和动画，加深了学生对这些设备的工作原理、结构、应用特点等的理解。通过视频模拟教学法激发了学生学习兴趣，提高了学习效率。
(3)企业车间实境教学法：将课堂教学延伸到生产实际中，结合专业实习，到生产车间进行现场讲解，让学生体会真实的环境、设备和工作要求，培养学生的岗位针对性和适应性，培养学生的职业素质。充分利用学校木工厂的现有条件，将部分课程内容放到木工厂进行教学。
(4)模拟实践教学法：“重知轻行”是我国高等教育中长期存在的弊病，木材加工装备类课程是实践性很强的课程，学生不仅要掌握基础理论知识，更重要的是能把所学的基础理论知识应用于生产实践中。传统的教学方式将理论教学与实践教学分开，会导致理论和实践脱钩，影响教学效果。为了提高理论课教学效果，在教学过程中，尝试将实践教学环节融入到理论教学中。如在教学过程中，带领学生到木工机械市场进行调研，使学生对一些常规设备的应用情况有初步的了解；鼓励学生参加各种木工机械展览会，使学生及时掌握本学科的发展动态，对各种新型设备进行全面的了解，增强学生的专业信心，提高学习兴趣。针对实验课和课程设计等实践性教学内容的特点，对学生进行分组，以6～8人为一小组，引导学生通过小组学习、研究讨论，去发现问题、思考问题并寻找解决问题的方法，培养学生的团队意识和自学能力。
(5)网络教学法：利用网络平台进行网络化教学，将课程资料包括课程大纲、课程教案、课程内容、教材、参考文献、习题、案例库等挂在网络教学平台上，师生可通过网络进行指导和学习，弥补课程学时有限的不足。
3.3 课程考核方式改革
传统的考核评价方式重视终结性评价，而忽略形成性评价，重视学生的学习结果而忽视其学习过程和方法，考核方式以所谓的标准答案来衡量学生的学习情况，不利于创新型人才的培养，对课程考核方式进行改革，把考试分成2部分：知识型或理论型的闭卷考试与智力型或实践型的开卷考试。闭卷考试安排在期末进行，对闭卷考试的题型也进行相应的调整，减少填空、选择题的分值，增加综合问答题和论述题的分值，闭卷考试侧重于对理论知识的理解和掌握；开卷考试安排在平时，由任课教师掌握，侧重于考核学生利用所学知识分析解决实际问题的能力，如给定家具产品，要求学生根据其特点选择合适的加工设备和加工方法。开卷考试成绩占30%，闭卷考试成绩占70%，随着课程教学改革的推进，逐步提高侧重于智力和实践型的开卷考试所占的比例。
4教学改革效果
为了了解课程改革的效果，笔者与木材科学与工程专业部分在校学生进行了交流，就课程教学过程和教学方法进行了深入探讨，学生普遍认为这种新型的教学方式能提高对课程学习的兴趣和对整个专业的认识，由被动学习变为主动学习。笔者也与部分已毕业的学生进行了沟通，他们都认为木材加工装备课程新型的教学模式使其获益匪浅，使他们不仅掌握了一些基础理论和基础知识，更重要的是理论联系实际，通过课程学习对各类设备的性能、应用特点、选择、使用维护等有了全面的理解，在工作时涉及与设备相关问题时更能得心应手；另外通过开放式教学法锻炼了他们的逻辑思维能力和语言表达能力。通过在校学生和已毕业学生反馈的信息表明课程教学改革是有效的，今后应进一步深化课程教学改革，不断适应木材工业飞速发展对教学的要求。
参考文献
[1] 李凯夫.木材科学与工程专业教学改革探讨[J].中国林业教育，2007，1：61～63
[2] 张亚池，孙光瑞.木材科学与技术家具方向研究生课程教学改革[J].家具与室内装饰，2010，12：94～95
[3] 车威，李凯.机械制图课程教学探索[J].中国现代教育装备，2010，95(7)：107～108
木工机械行业现状范文4
【关键词】林业机械装备；重点发展；方向
木材作为基本建设三大材之一，在国民经济建设中发挥着重要作用。新中国成立后，全国掀起轰轰烈烈的社会主义建设热潮，为了合理高效开采木材、利用木材，全国掀起了生产机械化、自动化发展热潮，通过引进国外先进林业机械装备，并逐步吸收创新，林业技术装备，在林业生产中发挥着重大作用，大大提高了劳动生产率，保障了全国营林和木材生产任务的完成，为国家经济建设做出了重要贡献。
1.林业机械装备现状
随着我国林业机械装备制造企业迅速崛起，进一步增强了林业装备制造业的发展活力，有力地推动了林业机械装备制造业的发展。可提供成套的营造林装备、人工林培育和生产技术装备、采伐运输机械技术装备、木材加工技术装 备、人造板生产技术装备、家具制造技术装备、森林火灾防御技术装备、林业有害生物防治技术装备、林业生物质资源利用技术装备，从生产企业、从业人员及所提供的产品品种来说，已成为世界上林业技术装备的生产大国。但是一些地区由于丘陵地形特点，集体林区的木材生产、营造林生产及其他作业的机械化程度本来就发展较慢，还处于逐渐向作业机械化方向发展的过程中。随着林业政策的进一步结构性调整，给林业技术装备发展带来了较大的困难，出现了较大的滑坡，除与木材利用相关的林业产业领域的机械装备得到合理发展外，营林作业、一些林农的木材生产作业等领域还停留在原始的人工作业状态中，这与现代化建设目标和现代林业发展很不相符。
2.林业技术装备存在的问题
（1）开发品种结构与需求结构不协调。林业机械装备企业在产品开发上从企业经济效益出发，注重大型技术装备、工业生产线技术装备、大规模经营技术装备、经济效益好的机械的开发，而对小型机械、应用面窄小的机械、经济效益不显著但社会效益好的机械的开发缺乏积极性。
（2）品种单一。在南方城区，园林机械的使用仅局限于绿篱修剪机、草坪修剪机、割灌机、油锯、水泵、打药机（车）等，而打孔机、疏草机、微耕机、挖坑机、移植机、切根机等机械确很少见。
（3）林业行业生产技术装备发展不平衡。我国的林业机械加工起步较晚，林业机械装备的开发及生产能力基础薄弱；林业机械装备的开发缺乏系统性，专业之间发展很不平衡，长期受经济政策的影响，以木材生产和利用为目的，重视木材资源开发和综合利用技术装备的发展，忽视了营造林及相关专业机械的发展；重视大规模经营的国营企业林业生产机械装备的发展，忽视了小规模经营集体企业和林农的林业生产机械装备的发展。
（4）普及率低。目前在园林养护中使用园林机械的地方也不少，可使用量少，普及率太低。机械只能作为特殊情况下的一种配套设备，主要工作还是通过手工劳动完成，其效果与效率都受到一定的影响。
（5）利用效率低。有的机械虽然投入使用了，但使用情况不容乐观，不是操作者水平有限，没有合理利用好机械或损坏了机械，就是机械使用效率太低，大量消耗资源，提高维修费用，非但达不到减员增效，反而浪费资源，增加了管理成本，得不偿失，严重阻碍了部分 企业对园林机械方面使用的投入。
（6）政策扶持力度不够。由于林业行业所处的特殊环境和山区林农经营作业分散、经营成本高、影响因素多、经济效益差的特殊性，林业生产所采用的机械装备要求结构简易、携带方便、价格低廉，这样的技术装备对开发企业来说显然是无利可图的，生产企业做的越多就亏的越多，这就需要政府出面给予扶持，目前政府对林业机械装备行业的支持扶助是不够的，国家相关部门已认识到这一问题，但落实管理工作还很薄弱，协调服务不足，不利于林业机械装备的发展。
3.林业机械装备发展重点
针对目前使用的林业机械与未来机械化程度的需要，要想使林业机械在园林绿化养彷中得到广泛应用，林业机械应具有的特点是：高效、节能、寿命长、功能全、轻量便捷、环保安全，即专业的超酷设计，少占有存放空间，轻松的启动装置，卓越的操作手感，低噪音的工作环境，高效率的节能，清洁的废气排放，无烟和无刺激气味。（1）高效与节能要紧密联系在一起的，目标是单位时间内完成相同工作量耗用的油量最少。能源问题始终是热门话题，同样成本问题也是大家所关心的，追求物美介廉这是我们的目标。（2）生产功能全、轻量便捷的机械设备。针对不同的养护工作希望可以发挥不同的作用，如园艺拖拉机，即可以当保洁运输车，也可以喷水打药，还能吸水灌溉、排涝等。
4.林业机械装备发展政策
（1）职能部门要出台林业机械装备的技术。机械总是要出故障的，出了故障得不到及时维修，维修技术不过关，都会影响机械的正常使用。针对这一方面，需要有明确的园林机械行业技术要求与操作规程出台，以此指导专业人员开展工作。
（2）科学规划。各种园林机械随着生产力的发展，劳动力的紧缺，养成护标准的不断提高，高品质的园林产品将占据市场主导，按照目前的这种养护操作模式将不能满足社会的要求，必须在使用工具与操作技术上有所提高。小型园林机械将越来越盛行，并会全面取代手工操作。各种轻便快捷的小型园林机械将越来越受大众青睐，取代手动工具只是一个时间问题，同时其发挥的作用也会越来越明显。
（3）落实林业机械设备的生产政策。认真落实国家《林业机械设备生产政策要点》对影响林业产业发展全局的财政、税收、金融和市场准入等政策，要逐一明确并落到实处。完善林业贴息贷款管理办法，解决林业融资难问题。二是加强服务能力建设。加强林业机械设备行政管理体系建设，支持专业协会等社会中介组织发展。推进林业机械管理系统建设，完善林业机械预测预警机制。三是完善林业机械管理和服务。加强林业机械管理机构建设，使机械管理落实到人，为发展林业机械产品的加工争取相应的政策。
5.结束语
林业机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。 [科]
【参考文献】
[1]赵奇，赵小茜，徐克生.国内外林业装备主要技术水平和发展趋势[J].林业机械与木工设备，2005，（02）.
木工机械行业现状范文5
关键词：园林苗圃；机械化；移树机；优缺点
Abstract: as China's urbanization process unceasingly promoted, garden nursery got unprecedented development. But with rising labor and other reasons, to the nursery brought many difficult work of production, the mechanization level to be improved. This paper introduces some brand introducing foreign move tree the actual use of the machine.
Keywords: garden nursery; Mechanization; Move tree machine; Advantages and disadvantages
中图分类号：S688文献标识码：A文章编号：
随着我国城镇化进程不断的推进，园林绿化行业也随之进入加速发展的黄金期，作为城市景观主材料的供应者，园林苗圃得到了空前发展。而苗圃发展的同时也遇到了一些问题，如苗木出圃工作：苗圃一直以来都是靠人工刨苗，机械化水平低，这几年人工费又不断上涨，人员紧张，甚至有时会出现有钱也雇不到民工的现象。随着单位每年苗木出圃量的不断加大，出圃时间相对集中，如春秋栽植季节、特别是工程用苗，栽植数量多、时间短而又劳力不足的现状，仅依靠人工刨苗难以满足需求。为了缓解单位苗木出圃压力，经过多次考察，我单位引进了好马克HZC38根球式树木移植机（简称刨苗机）。“现代工业理念”的核心就是行业的专业化生产、标准化管理、规模化发展、社会化分工，其中以机械化为主的产业自动化程度不断提高是一个重要指标。如何科学有效地缩短目标与现实之间的距离，值得业界认真的思考。
一、HZC38根球式树木移植机基本性能
1、技术参数
发动机：久保田（KUBOTA）直列4缸4冲程液冷柴油机，型号V2203-E，排气量2197cc
最大功率：40马力
最大扭矩：145牛顿米（1600转/分钟）
最大平均燃油消耗：190克/小时马力（约9升/小时）
使用工具（移植工具）：下列规格的移植刀具能配置到HZC38上使用，直径：600、650、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500毫米
2、容量与标准：
燃油箱最大容量：40.0升，最少余量：5.0升
冷却液容量：6.0升
发动机机油容量：8.0升
液压油箱容量：50.0升
振荡器油：规格 SAE15W40 容量 12.0升
3、尺寸：
宽度：1040mm 最大宽度：1430mm
长度：2650mm 最大高度：2300mm
二、使用HZC38根球式树木移植机优缺点：
1、HZC38移树机优点：
HZC38根球式树木移植机其工作原理是通过刀头的高速振动，圆幅形刀片切断树根下方土层及树根，从而完成挖掘树木的过程。该机器具有多规格、适应性强、效率高、使用方便等特点。
⑴适应苗圃多样化现状。刀具规格全，土球直径从600-1500毫米
⑵挖掘速度快，效率高。挖掘一棵树根土球直径1米的树仅用3分钟～5分钟，减少挖树过程中对树本身的伤害，完整的树根土球还有助于提高树木移植后的成活率。
⑶适合多种土质。特别是胶性、粘土地使用，土整性高，可以不打络，节省工时。
⑷机器灵巧。履带宽度可以伸缩: 窄轮状态，可以在狭窄的行距树林间穿行与进行中等土球的切割作业；宽轮距状态，机器有很好的侧向稳定性，适应多突起或不平坦的地面
⑸具有多种配件可以选配。包括后平铲、伸缩起重臂、前挖掘铲。本圃使用机器装备一只伸缩起重臂后，很容易的移动切割好的带根球的数目，能提高随后的捆绑树球和装载的工作。
⑹操作不复杂，上手快，易于掌握。
⑺省工省时，全部工序只需8人，苗木日出圃量高。
⑻随起随运随栽，提高苗木成活率，特别是反季节栽植，夏季高温，蒸发量大时，缩短时间，提高栽植成活率。
2、HZC38移树机缺点：
⑴经销商少，售后维修、配件刀片的更换工作不方便。积极协商解决
⑵土整度高，因此出苗后坑穴回填土少。
⑶使用过刨苗机的地号，土质被压实，需进行翻整土地、修葺沟渠等后续工作
三、刨苗机的实际操作过程（图片）
以上图片显示了移树机在出圃一株7-8cm白蜡的整个操作过程，平均每株用时2-3分钟，操作简单，省时、省力，而且土球完整。
四、使用移树机与人工操作实际费用对比
案例1：以**苗圃出圃白蜡（胸径8 -10cm）为例：要求土球80cm，二者费用对比如表1所示：
人工刨苗：每人每天可刨4株，人工费100元，后期工作平均每株需用1元，如此计算，人工刨苗平均26元/株。机械刨苗：需用8个人工协助，人工费800元，油费300元，小挖掘机费用800元，每天完成150株，后期清地费用平均每株6元，如此计算，机械刨苗平均19元/株。对比每株费用，机械刨苗比人工刨苗单株节省26.9%。
案例2：以**基地清地腾空为例，移植香花槐（胸径7cm），要求裸根，二者费用对比如表2所示：
人工刨苗每人每天可刨70株，平均每株1.5元；机械刨苗，每天可刨800株，平均每株0.5元。对比每株费用，使用机械刨苗比人工单株节省66.7%。
综上所述，HZC38根球式树木移植机具有工作效率高，单株出圃成本低的特点，可在短时间内完成大批量苗木的出圃、苗木移植工作，值得在各苗圃内加大推广使用。
作者简介：
木工机械行业现状范文6
关键词：林木联合采伐机；现代设计方法；Pro／E；ADAMS；Ansys
中图分类号：S776．31 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）05－1014-03
Design of the Wood Harvester Based on Modern Design Method
PAN Hai－bing1，LIU Jin－hao2，ZHAO Wen－rui3，WEI Zhan－guo2
（1． College of Engineering， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China；2． School of Technology， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China；3． Department of Mechanical and Electronic Engineering， Beijing Modern Vocational and Technical College，
Beijing 101300， China）
Abstract： The modern design methods， such as the establishing mathematic model and simulation design， optimizing design， concurrence design， finite element method， were widely used in the design of the modern machinery． The wood harvester was designed by the use of the modern design software， such as Pro／E， ADAMS， Ansys and so on． It could not only save the cost， but also improve the comprehensive performance by the use of the modern design method．
Key words： wood harvester； modern design method； Pro／E； ADAMS； Ansys
现代设计方法是应用现代科学知识，考虑自然科学、社会科学、经济科学等诸多因素，经过设计人员创造性思维、规划和决策，制定可以用于制造的方案，从而获得质高、价廉、有创新的产品，它是以理论为指导，以计算机为设计手段的设计方法。它具有系统性、智能性、创新性、优化性、动态、CAD化等特点［1］。现代设计方法包括的内容很多，有优化设计、可靠性设计、建模与仿真设计、并行设计、有限元法等。
现代设计方法在现代机械设备的设计中广泛应用，它能够缩短设计周期，降低设计成本，提高设计质量，满足现代机械设备的研制和生产需要［2］。林木联合采伐机是一种集伐木、打枝、造材、截梢、归楞、装车多种功能于一体，适用于多种林地作业的大型林木采伐机械。在林木联合采伐机的设计和研制过程中采用了大量的现代设计方法，缩短了研发时间，降低了研发成本，并且保证了设计质量。
1 林木联合采伐机总体结构设计
我国大型林业装备的研制一直落后于发达国家，大部分技术与产品都停留在20世纪七八十年代的水平，而国外联合采伐机价格昂贵，且不适用于我国林地立地条件。为了适应我国缓坡地带人工林的集约化作业，林木联合采伐机在林地中进行抚育或采伐作业时须满足行动灵活，穿梭自如，行进过程中不能碰撞树木等要求。因此，要求林木联合采伐机结构紧凑，驾驶视野开阔，底盘转弯半径小，具有良好的灵活性和通过性。根据我国林地立地条件以及国外先进的联合采伐机的结构特点，课题组设计了适合我国林业木材生产的林木联合采伐机，其总体结构如图1。
林木联合采伐机主要由底盘、机械臂和伐木头三大部分组成。底盘为整机提供支撑和动力，机械臂安装在底盘的前车架上，能够将伐木头灵活自如地送至目标地，伐木头则通过液压马达连接在机械臂前端，完成伐木、打枝、量材、造材一系列工序。
林木联合采伐机的技术参数为：整车全长6 740 mm、宽2 800 mm、高3 639 mm（可调整）， 最大高度（带臂行驶）4 200 mm，轴距3 520 mm，轮距2 200 mm，整车重量18 t，最大行驶速度25 km／h，最大作业距离10 m，采伐径级200～500 mm。结合设计方案和技术参数，设计时在计算机中用三维设计软件Pro／E构造出了方案的实体模型（图2）。在后续的结构设计中，以此方案为基础，各部分内部结构在满足技术要求时进行详细设计。为了提高效率，各部分的结构均采用Pro／E设计，多组设计人员并行进行，保持各部分接口一致，完成后进行组装。最后将模型转化成CAD图纸，供加工制造以及装配用。
2 林木联合采伐机底盘的设计
底盘为林木联合采伐机所有部件提供支承，为林木联合采伐机的行驶、机械臂和伐木头的运动提供动力。在运行过程中，底盘还吸收来自地面的不平度的激励和伐木头在工作过程中产生的振动冲击。综合考虑林木联合采伐机的性能以及车架与各部位的连接因素，车架设计如图3。它由前车架、后车架和副车架等组成，前后车架通过铰销连接，左右两边各一个油缸可使车架绕铰销相对偏转±40°。前车架直接与前桥相连，后车架则通过副车架与后桥相连，在副车架的带动下可绕水平销轴转动±11°，以适应林地起伏的地形。机械臂则是通过连接耳板与前车架连接。
车架是底盘中的主要受力部件，根据技术要求和安装要求在Pro／E中进行三维构型后，需对车架进行动力学分析和有限元分析，保障其承载能力，优化结构。ADAMS是一款目前广泛应用的动力学分析软件，但ADAMS的建模功能较弱，对于复杂机械的造型比较困难，而Pro／E的造型功能强，仿真功能相对较弱，因此可以借助Pro／E模型完成林木联合采伐机虚拟样机的设计［3］。利用Pro／E和ADAMS之间的接口，直接将林木联合采伐机的三维模型导入ADAMS环境中，经过适当地简化，在构件间加入约束，转化为可进行动力学分析的虚拟样机（图4）。在ADAMS中对林木联合采伐机虚拟样机进行动力仿真，可以得到各部分的受力情况，这为后续的结构优化提供了可靠的技术参数。通过模拟仿真，车架能够满足±40°的偏转，副车架能够完成±11°摆动，找出了在极限位置时各零件的干涉情况，并完善了相关零件的优化工作。
为了保证林木联合采伐机在工作时车架不会产生过大的变形而影响整机的性能，须对车架进行有限元分析和结构优化。Ansys是研究人员普遍使用的一款有限元分析软件，但本身的造型功能相对较弱，可以利用其他软件进行三维建模，然后转化成可使用的模型。将车架的Pro／E模型导入Ansys后，赋予材料属性，划分网格，加载作用力，得到前车架应力分布图［4］。为了改善前车架受力情况，优化车架结构，重新进行有限元分析，得到应力对比图如图5。可见优化后前车架应力集中区域转移，连接耳板处应力得到明显改善，符合设计要求。同样后车架也得到了优化。
3 林木联合采伐机机械臂的设计
机械臂是林木联合采伐机重要的组成部分，它决定了林木联合采伐机的作业能力和作业范围。林木联合采伐机机械臂设计最大伸长量为10 m，回转角为150°，倾角为20°。机械臂（图6）从下至上主要由底座、旋转台、连杆、主臂、小臂和伸缩臂组成，小臂和伸缩臂合成副臂。底座与车架以铰接形式连接，油缸可控制底座在20°内摆动。底座上的4个回转油缸控制旋转台带动整个机械臂可在150°内回转。各个油缸联合动作保证机械臂在10 m扇形区域内灵活作业。
为了验证上述参数建造出小型样机再进行试验，显然既耗时又会增加成本。利用虚拟样机技术对机械臂进行模拟仿真，既可得到验证结果，亦可对机械臂结构参数进行优化。
林木联合采伐机进行伐木作业时，机械臂须保证伐木头底部的轨迹为直线或接近直线。如果采用数学方法计算点的轨迹和各杆件尺寸，方程不但难解，计算量也相当大，用ADAMS可以较容易解决这个问题［5，6］。根据经验先设计出机械臂，将Pro／E模型导入ADAMS中，然后进行运动学分析，调整各杆件参数直至轨迹满足要求。为了保障机械臂的工作性能，还需要对其进行有限元分析。将主臂和副臂的三维模型导入Ansys中进行有限元分析，优化后结果与优化前对比图如图7、图8所示。经过优化后机械臂应力分布大大改善。
4 林木联合采伐机伐木头的设计
伐木头是林木联合采伐机的核心工作装置，林木联合采伐机所有的功能都由它来完成。作业时伐木头须抱紧树干，采伐树木，根据测量的材长按规定进行造材，因此伐木头有夹抱树干、锯切树木、测量材长、打枝、造材等功能。伐木头（图9）通过回转马达与机械臂顶端相连，在重力的作用下，一般情况伐木头保持竖直状态，只有在造材时才会改变状态。伐木头主要由回转马达、打枝刀、测距辊、驱动辊、链锯和夹抱机构等组成。
伐木头的自重以及伐倒木的重量均由回转马达承担，因此铰接点处必须保证足够的强度和刚度，以及抗冲击性能。设计时铰接处需进行严格计算，根据前面在ADAMS中虚拟样机的动力学分析可以获得铰接点的受力，再进入Ansys对铰接处构件进行有限元分析，对其结构进行校核与优化。伐木头的打枝刀、测距辊、驱动辊、链锯和夹抱机构在作业时需联合完成一系列复杂的动作，因此需要对伐木头的运动进行仿真，以保证其动作准确性。将建立完成的伐木头Pro／E模型导入ADAMS中，对各构件之间的连接进行定义，模拟作业时伐木头的一系列动作，对伐木的结构尺寸进行分析和优化。仿真后伐木头各构件受力已经获得，关键构件如打枝刀、夹抱机构等均需进行强度刚度校核并进行结构优化。
5 小结
现代设计方法在现代机械设计中的应用越来越广泛，不仅可以提高产品的科技含量，优化产品的综合性能，提高产品的质量和可靠性，而且可以降低成本。本文将实体建模、仿真设计、优化设计、并行设计等现代设计方法融入林木联合采伐机的整个设计过程，充分发挥现代设计方法的优点，缩短了林木联合采伐机的研发时间，降低了成本，提高研究效率的同时也保证了质量，提高了林木联合采伐机的综合性能。由于目前设计过程中对某些参数的设置进行了简化，因此后期设计及优化只有建立在更详实的实验数据基础上才能获得更高性能的林木联合采伐机。
参考文献：
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