計算機輔助家具設計與制造（FCAD/CAM－Furniture Computer Aided Design/Manufacturing）是運用計算機技術完成家具設計及制造的通稱。FCAD/CAM有廣義和狹義之分，廣義FCAD/CAM是指運用計算機輔助完成從家具原材料選配到制造出產(chǎn)品的全部制造活動，包括了直接制造活動和間接制造活動，涉及工藝準備、生產(chǎn)計劃、物料計劃、生產(chǎn)控制和質量保證等多項內容。狹義FCAD/CAM是計算機輔助數(shù)控加工，是將家具零部件加工的工藝路線和工序內容等信息輸入計算機，計算機輸出刀具加工的運動軌跡（刀位文件）和數(shù)控程序，用以控制數(shù)控機床完成家具某一零部件的加工。FCAD/CAM已成為先進設計與制造技術的重要組成部分，也是提高家具設計與制造水平的重要舉措。
　　FCAD/CAM是現(xiàn)代設計制造技術發(fā)展最為活躍的領域，已直接影響產(chǎn)品更新、生產(chǎn)發(fā)展和競爭能力。進入21世紀，意味著一個大批量生產(chǎn)時代的結束，剛性流水線已逐漸成為過去。對于家具制造業(yè)面臨的是一種具有高度柔性的、擁有高技術和能對市場需求作出迅速反應的設計與制造模式。這種新的制造模式的基礎就是FCAD/CAM，即計算機輔助家具設計和輔助家具制造技術。
　　面對家具市場激烈競爭，能否根據(jù)市場需求作出快速響應和決策是一個企業(yè)能否贏得市場的關鍵。而這種能力的基礎取決于企業(yè)設計與制造的技術水平，以FCAD/CAM為基礎的設計與制造技術可以用最快的速度向市場推出全新的產(chǎn)品，從而在市場競爭中處于主動。
　　國內家具企業(yè)雖取得了很大的進步，但整體的設計與制造水平和發(fā)達國家相比還存在相當距離，有些家具企業(yè)對FCAD/CAM沒有認識，筆者就實際應用的情況為例說明狹義FCAD/CAM工藝過程和加工特點。
　　1家具CAD/CAM的工藝過程

　　不同的產(chǎn)品有不同的加工工藝流程，其基本工藝流程如圖1。由以下核心加工步驟組成：
　　1.1輸入文件
　　運用CAD建立實體模型，繪制刀具的走刀路徑，也可以文件形式輸入，但輸入文件的數(shù)據(jù)結構、格式相同或兼容。
　　1.2定義刀具資訊
　　定義刀具資訊（如刀具直徑、加工刀片數(shù)、刀具形狀等），選擇進刀、走刀、退刀方式等。
　　1.3設置加工參數(shù)
　　設置加工的參數(shù)（進刀速度、刀具轉速、切削速度、切削形式等）及機械或刀具的補償?shù)取?
　　1.4生成刀具軌跡
　　生成刀具加工軌跡，并對刀具加工軌跡進行即時動態(tài)虛擬，并記錄加工工藝卡。對有問題的程序返回重新進行修改。
　　1.5輸出NC碼
　　根據(jù)加工的CNC控制系統(tǒng)輸出NC碼。
　　1.6數(shù)據(jù)傳輸
　　計算機與CNC之間進行數(shù)據(jù)傳輸（可以通過網(wǎng)絡、NCN、驅動器等）。
　　2家具CAD/CAM加工特點
　　家具的加工主要以木質材料為主，由于木質材料質地比較軟，切削方式主要采用高速銑、刨、鉆、鋸、車、砂、雕刻等方式，目前市場上的CNC加工設備也多種多樣，其加工刀具有各種銑刀、刨刀、雕刻刀，單頭鉆、多頭鉆，32mm系列排鉆等，其加工方式不但考慮CAM系統(tǒng)刀具路徑，而且還結合CNC加工設備所用刀具的特點，以完成各種不同形式的加工。
　　2.1加工精度高
　　CNC加工設備的結構決定，其設備精度都比較高，CNC設備的定位精度為±0.01mm，重復定位精度為±0.005mm。
　　在加工過程中不需要操作人員作中間修正，工件的加工精度全部由機床保證，消除了操作人員的人為誤差。因而加工出來的工件精度高，尺寸穩(wěn)定。其形狀和尺寸精度能滿足各種家具對精度的要求。
　　2.2能加工復雜的型面

　　CNC加工設備的刀具運動軌跡是由加工程序決定的，因此只要能編制出程序，同時選用合適的CNC加工設備及相應的刀具，無論工件的型面多么復雜都能加工。選用圖2所示的CNC設備，可以加工家具零部件的復雜曲面、各種線型；長期依賴手工方式的雕刻工藝，CNC加工設備也能完成，CNC加工設備使家具制造向數(shù)字化生產(chǎn)方式發(fā)展。

　　隨著數(shù)控CNC技術的發(fā)展，CAD/CAM用途也不斷地擴大，能刨削大面積的曲面，能車削復雜的回轉體的零件，并能鋸切曲線零件，如圖3所示。
　　2.3能加工各種結構的家具零部件
　　在CNC加工設備上配置不同的刀具及其附件，就可以完成各種定位孔、結構孔、32mm系列化、指接榫、各種榫頭、槽榫，能滿足實木和板式家具基本加工需要。圖4所示的刀具與附件是CNC加工設備附件的一部分。

　　2.4生產(chǎn)效率高
　　CNC加工設備的主軸轉速達25000rpm甚至更高，實現(xiàn)高速切削。X、Y定位速度已達到24m/min，Z軸定位速度9m/min，實現(xiàn)快速定位。通過合理選擇切削參數(shù)，充分發(fā)揮刀具的切削性能，減少切削時間，而且加工過程穩(wěn)定。不需要在加工過程中進行中間測量就能連續(xù)完成整個加工過程，減少了輔助動作時間和停機時間。CNC的加工軸已從早期的單軸向多軸發(fā)展，自動換刀也由單軸向多軸自動換刀發(fā)展，工作臺由單個向兩個發(fā)展，增加一次加工工件的數(shù)量，加工從單頭向多頭多軸聯(lián)動發(fā)展，一次定位，實現(xiàn)銑、刨、鉆等各種加工方式，大大提高生產(chǎn)效率，如圖6所示。

　　2.5能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)
　　CNC加工設備的加工范圍也不斷擴大，不但能滿足小批量多品種，而且已能滿足多品種大批量生產(chǎn)。如圖5是出口美國的餐椅椅背部件大批量生產(chǎn)刀具路徑及工件加工定位圖，用一臺8軸CNC分4軸一組聯(lián)動生產(chǎn)，正常情況下可生產(chǎn)480件/小時。一些認為CNC加工設備只能用于小批量，多品種的認識是錯誤的。筆者實踐發(fā)現(xiàn)，若設計與制造復雜零部件且批量很少，由于需要技術專業(yè)人員CAD/CAM編寫NC碼的工作量相當大，并不經(jīng)濟。

　　2.6調度簡單
　　操作安全、可一人多機操作CNC加工設備出第一個合格工件后，工人只需要進行工件的裝夾和啟動機床，減輕了工人的勞動強度?，F(xiàn)在家具有的CNC加工設備可靠性高，保護功能齊全，并且數(shù)控系統(tǒng)有自診斷和自停機功能，因此當一個工件的加工時間超出工件的裝夾時間時，就能實現(xiàn)一人多機操作。
　　CNC加工設備對操作者的技術水平雖然較普遍設備高，但是現(xiàn)代數(shù)控設備換刀方便，定位一般用相對坐標，刀具的參數(shù)、位置可以通過程序或機械進行數(shù)字化自動修正，多軸聯(lián)動加工定位可以運用加工程序進行調刀。
　　2.7經(jīng)濟效益明顯
　　雖然數(shù)控機床相對單臺普遍機床投資高，一次投資及日常維護保養(yǎng)費用較普通機床也要高很多，但能避免采購大量專用設備，減少勞動力成本，。通過發(fā)揮CNC加工設備的加工能力，提高設備的利用率，節(jié)省企業(yè)大量購買專用設備的資金。CNC加工設備不僅生產(chǎn)效率高、加工質量高、加工質量好、廢品少、生產(chǎn)周期短，而且能發(fā)揮新產(chǎn)品開發(fā)快的優(yōu)勢，從而提高經(jīng)濟效益。
　　2.8可運用現(xiàn)代管理技術
　　在數(shù)控機床上，加工所需要的時間是可以精確預計的，并且相同工件所用時間基本一致，因而可以精確估計工時和時費用。這有利于精確編制生產(chǎn)進度表，有利于均衡生產(chǎn)和取得更高的預計產(chǎn)量。
　　用FCAD/CAM可以實現(xiàn)設計與制造即時化、并行化、網(wǎng)絡化、大大縮短產(chǎn)品開發(fā)時間。
　　3家具CAD/CAM缺點
　　3.1人同素質要求高
　　CNC加工設備對操作和設計人員要求高，不但要懂CAD/CAM，還必須熟悉家具生產(chǎn)工藝，二者缺一不可。
　　3.2設備復雜
　　由于設備復雜系數(shù)高，對維護者的技術水平要求相應增高，而且維護費用比普通設備高。
　　3.3小刀具不宜
　　當加工所用的刀具直徑小于5mm時，由于刀具太小，線速度太低，影響加工質量。