木工機械研究情況
1研究開發的目的意義 隨著木工機械廣泛應用于建筑、工廠木模具加工、家具行業、家庭裝修業等領域，由于木工機械都具有高速運動的特征，木工機械自動化程度低，木工機械操作人員技能和安全意識不足等多方面原因，其傷害類型主要集中在刀具切割，在發生的木工機械傷害事故比例中占60%以上，刀具崩擊木料、木材反彈等導致的物體打擊傷害和擠壓傷害等其他傷害類型合在一起占約40%。
天然木材的各向異性的力學特性，使其抗拉、壓、彎、剪等機械性能在不同紋理方向有很大差異，加工時受力變化較復雜。木工機械多刀多刃，刀軸轉速很高(圓鋸片可達4000r／min)，木工機械自動化程度低，多為手工進料式敞開作業，當操作者手推壓木料送進時，由于遇到節疤、彎曲或其他缺陷，不自覺地發生手與刃口接觸，造成割傷，甚至斷指。
事故發生時間。機械事故幾乎都是突發花木工作業的正常操作期間。事故發生時，機器處于正常運行狀態，極少發生在機器的故障狀態或輔助作業（如更換刀具、檢修、調整、清潔機器等）階段。
事故波及范圍。刀具的切割傷害一般是個體傷害，只涉及操作者或意外接觸刀具的個人；木料的沖擊或飛出物的打擊傷害有時木僅關系到機器的操作者，還可能波及附近機器和其他人員。
事故加害物。絕大多數事故是由刀具引起的切割傷害；其次是由被加工物引起的，由機床本身問題而導致的事故較少。
事故高發機械種類。我國對木工機械事故缺乏精確統計，基本情況是：占第一位的是平刨床；第二位是鋸機類（主要是圓鋸機和帶鋸機）；第三位是銑床、開榫機類，但后兩者比前兩者事故率要低得多。
事故場所特點：木加工場地內粉塵多、噪聲大、振動大、工人勞動強度大、易煩躁、疲勞、容易造成操作者注意力不集中而容易引起工傷事故。
事故傷害部位：通常是手指，手掌，飛出物擊中頭部的發生率較低。 傷害類型和發生原因：刀具切割傷害。由于木材的天然缺陷（如節疤、蟲道、腐爛等）或加工缺陷（如倒絲紋）引起切削阻力突然改變；木料過于窄、短、薄，缺乏足夠的支承面使夾持固定困難；手工送料的操作姿勢不穩定等原因，木料在加工中受到沖擊、振動，發生彈跳、側倒、開裂，都可能使操作者失去對木料的控制，致使推壓木料的手觸碰刀具造成傷害。零件、刀具及木料飛出物打擊傷害 刀具、鋸條在高速運轉過程中，切割遇到癤疤或木料殘留鐵釘等物質，導致刀具崩濺、亂扎、鋸條“放炮”或斷條、掉鋸、木材崩屑飛出。如果安全防護裝置設置不當，崩落物在慣性作用下飛出傷人。
機床上零件飛出會造成傷害。例如，木工銑床和木工刨床上未夾緊的刀片、磨鋸機上砂輪破裂的碎片等。如果安全防護裝置設置不當，刀片、砂輪碎片在慣性作用下飛出傷人。木料反彈及側倒傷人 由于木材的含水性或疤癤引起夾鋸又突然彈開；由于彎曲木料經加壓處理校直后，在加工過程中彈性復原等多種原因，都有可能造成木材的反彈傷人；由于木料的不規則外形，在鋸切割分后重心位置改變引起側倒；木料發彈和側倒時， 人員站位不當，易導致物體打擊事故。擠壓傷害：木加工機械設計不當、安全防護裝置缺乏、維護保養不當，轉動機械部位外露，如主軸、齒輪、輪輻、皮帶與皮帶輪、鏈條與鏈輪、齒條與齒輪、進給輥與被送進的工件等回轉部位、嚙合部位未設置防護罩，操作人員著裝、站位不當，容易被衣物、手、工件等牽連接觸床的回轉部件而造成擠壓傷害。
綜上可以看出，木工機械傷害事故的直接原因是多方面的: 其一是物的不安全狀態：木工機械設備安全防護裝置配置不合理或安全防護裝置失靈；其二是人的不安全行為：操作者安全意識不足、違章冒險作業、站位不當等。通過事故調查其間接原因往往是：安全管理不到位，設備檢查維護保養不良，從業人員安全教育培訓不足，現場巡查不到位等。 因此我們需要一種能夠保證工作人員安全的自動進料裝置。
人員站位不當，易導致物體打擊事故。 擠壓傷害：木加工機械設計不當、安全防護裝置缺乏、維護保養不當，轉動機械部位外露，如主軸、齒輪、輪輻、皮帶與皮帶輪、鏈條與鏈輪、齒條與齒輪、進給輥與被送進的工件等回轉部位、嚙合部位未設置防護罩，操作人員著裝、站位不當，容易被衣物、手、工件等牽連接觸床的回轉部件而造成擠壓傷害。
綜上可以看出，木工機械傷害事故的直接原因是多方面的:其一是物的不安全狀態：木工機械設備安全防護裝置配置不合理或安全防護裝置失靈；其二是人的不安全行為：操作者安全意識不足、違章冒險作業、站位不當等。通過事故調查其間接原因往往是：安全管理不到位，設備檢查維護保養不良，從業人員安全教育培訓不足，現場巡查不到位等。因此我們需要一種能夠保證工作人員安全的自動進料裝置。
2國內外發展的概況
傳統意義上的木工機械是指以木材為加工對象的機械或設備，一般指制材機械、細木工機械和木工機床。廣義的木工機械還應包括人造板機械和家具機械。
按木工機械所使用的刀具、加工方法以及工藝用途分類，共可分為兩大領域， 即木工機床和人造板機械
（1）木工機床 木工機床是指切削類型的木工機械，包括：木工鋸機（B9D C）、木工刨機（B9EC）、木工車床（B9FC）、木工銑床及開榫機（B9GC）、木工鉆孔及榫槽機（B9HC）、木工磨光機（B99C）、木工刃具修磨機（B9IC）及其他木工機床（B9JC）。
（2）人造板機械 人造板機械是指以木質或非木質材料為原料生產家具用和建筑用板材的機械設備， 包括：刨花板（普通刨花板、輕質刨花板、定向刨花板、竹刨花板、麻屑板、麥秸刨花板、水泥刨花板、石膏刨花板等）設備；纖維板（干法纖維板、濕法纖維板、9K4、7K4 等）設備； 膠合板（普通膠合板、層積板、復合地板）設備；裝飾板（印刷貼面、平壓貼面、異型真空貼面）設備。
2.1國內木工機械現狀與發展趨勢
（1）木工劇機 我國制材工業近年來發展較慢，主要木工機械為帶鋸機、排鋸機和圓鋸機。由于近百年來對天然林的大量采伐，可供制材的原木日趨下降。自1998年起，國家實施天然林保護工程以來，可采資源更是逐步減少，原木直徑減小，可供應優質木料急劇減少。國有大、中型木材加工企業因缺乏原料而紛紛減產，停產，倒閉。而一些小型作坊式木料加工廠數量猛增，市場上鋸材質量下降，原始的落后的鋸機反而得到使用。而長期以來，對制材的科研工作重視不夠， 特別是原木資源發生了變化，對小徑級材（人工林）為原料的高效制材鋸機的研究和利用遠遠落后于原木結構的變化。
（2）木工刨床 木工刨床一般分為平刨、壓刨、邊刨、雙面刨、三面刨、四面刨及精光刨等。目前，我國現行木工刨床有以下特點：①小型化、技術水平低的產品充斥市場。而國外先進的刨床，在木材加工企業中裝備較少。②進給方式還是以人工給料為主，而發達國家，多采用自動化進給。目前國外已經出現了以生產獨立進給裝置為主要產品的專業化企業。③控制方式上，多數采用常規電氣控制，采用數控方式的較少。因此，造成了加工效率低，加工尺寸精度低的現狀。④刀具材料多數采用碳鋼，高速鋼或硬質合金應用較少，與發達國家有一定差距。
（3）木工銑床 木工銑床是木料加工的通用設備，常用于對木材的曲線或直線軌跡進行銑削加工。而且也可用做鋸切、開榫、仿形甚至鏤銑加工。木工銑床，按進給方式可分為手工進給和機械進給銑床；按主軸數目可分為單軸和多軸銑床；按主軸位置可分為上軸、下軸、立式和臥式銑床。數控木工銑床是目前木工銑床發展的主要方向。與其他數控機床一樣，數控鏤銑機和數控加工中心的主要區別在于是否具有刀庫，具有自動換刀功能的稱之為數控加工中心，否則為數控鏤銑機。木工用數控鏤銑采用計算機控制技術，根據不踩加工特點，實現高速、高精度加工木材，并可得到復雜形狀。數控鏤銑機和數控加工中心是數控技術在木工機械上應用的典型產品，是目前木工機械產品的最高境界。在木工數控鏤銑設備的研究方面，日本是最早開始研究并制造出木工數控銑床的國家。目前木工數控銑床研制方面主要有德國IMA公司的BIMA 210/310/410/610/810系列數控加工中心，意大利BIESSE公司的Rover 336/332/23/2015系列數控加工中心以及日本莊田公司的 NC516系列數控鏤銑機。國內木工數控銑床起步較晚，但近20年發展較快，已取得長足進步.
（4）人造板機械工業 人造板機械在木工機械中有著重要地位，也是近三十年來發展最迅速的。人造板機械是指以木質或非木質材料為原料，生產家具用和建筑用板材的機械設備，包括：刨花板設備；纖維板設備；膠合板設備；裝飾板設備。國家林業局發布的2009年全國林業統計年度報告稱，2009年我國人造板產量首次突破1億立方米，達到11546．65萬立方米，比2008年增長22．71％。江蘇、河南、山東和河北四省人造板產量均突破1000萬立方米，廣西、福建、安徽、廣東四省區產量均超過500萬立方米。以上八省區人造板產量占全國的75．30％。2009年我國木地板產量達到3．78億立方米，與2008年基本持平，木地板產量最大的省份是浙江省，產量達到7224萬立方米。2010年1-4月，我國林產品進出口已取明顯的效果,如木材、人造板進口和人造板及木制家具出口都有明顯增長。前四個月，我國原木進口量1056.39萬立方米,比09年同期增長23.89 %。纖維板進口量繼續實現增長6.53 %；膠合板和刨花板進口量比09年同期分別增長17.3 %和37.31%。全國的膠合板、中纖板和刨花板出口量都有明顯增長。
①刨花板生產設備 與國外相比，我國刨花板水平仍存在單線產量小、技術落后、質量不穩定等狀況。特種刨花板和非木質刨花板（人造板）亦有所成就，竹刨花板、麥秸刨花板、水泥刨花板、石膏刨花板等特種人造板設備的研究和開發已經取得突破，并已有小批量投入生產。
②纖維板生產設備我國纖維板生產起步較早，解放初期引進瑞典成套設備，生產硬質纖維板。70年代末MDF生產開始起步，并取得了巨大進步，但在關鍵工序如熱磨機、連續熱壓機及生產規模、自動化程度等方面，與國外先進技術差距還是顯而易見的。
③膠合板生產設備 我國膠合板生產歷史較早，解放前即有數家“合板廠”，目前仍為人造板主導產品，產量接近人造板總量的一半。目前膠合板生產廠家中，絕大多數企業生產規模小、技術裝備落后，年產量低。目前國內膠合板生產設備 主要有單卡旋切機、雙卡旋切機、無卡旋切機、單板干燥機、熱壓機等并已經達到了世界水平。但我國多數生產企業還采用手工作坊式的生產方式，不僅勞動生產率低、浪費原料、膠合板充斥市場，而且直接影響了膠合板設備水平的發展。