本发明涉及木构件加工，特别是涉及一种支持刀具灵活快接的木构件自由曲面加工系统及方法。
背景技术：
1、异形木结构（如自由曲面、双曲几何、有机形态）的广泛应用，是当代建筑技术革新、新型材料应用、个性化设计需求及审美多元化共同驱动的产物；此类结构通过复杂的几何形态实现建筑的功能性与艺术性融合，但其加工技术仍面临显著挑战。目前，复杂自由曲面木构件的制造主要依赖cnc数控加工与人工雕刻两种方式。
2、一方面，cnc技术凭借高精度、高刚性及自动化编程优势，可通过分层铣削策略（如等高线法或等残留高度法）实现复杂曲面的逐层加工；然而，其应用受限于设备物理边界：大型或异形构件（如整体弯曲木梁、双曲木表皮）常因机床工作台尺寸与旋转轴活动范围不足，需分段加工，导致接缝精度下降；超大工件加工对cnc设备行程要求严苛，购置与运维成本极高；此外，针对自由曲面的高效无碰撞刀具路径（cam）编程复杂度高、耗时长，对技术人员专业能力提出极高要求；另外，重点需要说明的是，目前cnc中的带锯设备都是与动力源进行集成的，这种带锯的拆装难度非常大，无法做到快拆快装，而面对复杂木构件的定制化加工需求，往往需要进行刀具的切换，因此现有方案存在很大的不便性。
3、另一方面，人工加工虽能适应非标曲面造型，但依赖工匠经验与手工操作，存在多重痛点：双曲面木梁等构件需以拱形顶点或底点为支撑点固定，工件稳定性差，频繁翻转易引发安全隐患，尤其曲率过大时需高空作业，风险加剧；加工流程需将复杂曲面离散为厘米级局部单曲面单元，通过反复打磨逼近目标形态，效率低下且精度难以控制；传统手工雕刻或cnc分段加工难以实现复杂曲线断面的一次性成型，导致上下表面贴合度差，加工周期长、成本高。
4、具体而言，曲线构件为实现上下表面贴合，需对矩形断面进行非等距削切，形成异形四边形；传统工艺依赖雕刻模具手工修整或cnc多轴联动分段加工，前者精度低、一致性差，后者因刀具路径规划复杂、加工效率低，难以满足复杂曲线造型需求。上述技术瓶颈制约了异形木结构在建筑领域的大规模应用，亟待通过工艺革新与设备优化突破效率、精度与安全性的综合限制。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，针对现有技术中的上述问题，提供一种支持刀具灵活快接的木构件自由曲面加工系统及方法，进而解决现有技术中所存在的上述所有问题或问题之一。
2、为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
3、一方面，本发明提供一种支持刀具灵活快接的木构件自由曲面加工系统系统，包括：
4、机械臂位移平台、木料加工平台、多轴机械臂以及可快换带锯模块；
5、所述多轴机械臂设置于所述机械臂位移平台上，所述机械臂位移平台用于控制所述多轴机械臂在水平方向上的位移；所述木料加工平台靠近所述机械臂位移平台且对应所述多轴机械臂设置，所述木料加工平台用于固定待加工木构件；
6、所述多轴机械臂上设有电主轴，所述可快换带锯模块可拆卸的连接于所述电主轴端部；所述多轴机械臂用于控制所述电主轴进行多角度前进或回退，所述电主轴用于夹取或放下所述可快换带锯模块；所述电主轴夹取所述可快换带锯模块时，在所述多轴机械臂的控制下进行所述待加工木构件的自由曲面加工动作。
7、作为一种改进的方案，所述电主轴端部设有快接口；
8、所述可快换带锯模块，包括：带锯模组和设置于所述带锯模组上的快接座；
9、所述带锯模组对应所述电主轴的所述快接口下方设置，所述快接座竖直设置于所述带锯模组一侧且对应所述快接口设置；
10、所述快接座内部中空设计，且所述快接座内部嵌设有转轴套，所述转轴套中安装有与所述电主轴同轴设置的第一传动轴；
11、所述带锯模组一侧与所述电主轴一侧的所述多轴机械臂快接，所述第一传动轴上端可拆卸的传动连接于所述电主轴的端部，所述第一传动轴下端与所述带锯模组的驱动轮传动连接。
12、作为一种改进的方案，所述带锯模组，包括：带锯框架、锯条以及两个带锯轮；
13、所述带锯框架竖直设置，两个所述带锯轮分别可转动设置于所述带锯框架的两端，所述锯条套设于两个所述带锯轮上；
14、所述带锯框架底部开口设置，该开口处裸露的所述锯条为对应的切割区域；
15、所述快接座设置于所述带锯框架一侧且对应所述电主轴的位置。
16、作为一种改进的方案，所述快接口与所述电主轴端部集成，且所述快接口与所述电主轴的传动轴同轴传动连接；
17、所述快接口，包括：hsk接口，所述hsk接口用于夹取或放下所述第一传动轴上端，所述电主轴用于驱动所述第一传动轴转动。
18、作为一种改进的方案，所述带锯框架底部开口处两侧的位置分别设有限位件；
19、每个所述限位件由一对限位轮组成，一对所述限位轮相互对称设置于所述锯条的上下两侧位置；
20、一对所述限位轮用于对所述锯条进行限位，使所述锯条保持紧张状态。
21、作为一种改进的方案，所述带锯框架上靠近一侧所述带锯轮的位置处设有与所述带锯轮平行的第二传动轴，所述第二传动轴在所述带锯框架上可转动设置；
22、所述第一传动轴下端延伸至对应所述带锯轮的位置，所述第二传动轴一端与所述第一传动轴下端之间通过第一传动皮带传动连接，所述第二传动轴另一端与所述带锯轮的轮轴之间通过第二传动皮带传动连接；
23、所述第一传动轴用于带动所述第二传动轴转动；所述第二传动轴用于带动所述带锯轮转动。
24、作为一种改进的方案，所述带锯框架一侧顶端设有公磁吸座，所述多轴机械臂上靠近所述电主轴的位置设有与所述公磁吸座对应的母磁吸座；
25、所述hsk接口与所述第一传动轴快装连接后，所述母磁吸座与所述公磁吸座通过电磁方式吸附连接；
26、所述母磁吸座一侧设有螺栓孔位，所述公磁吸座一侧设有对应所述螺栓孔位的快拧螺栓，所述快拧螺栓用于与所述螺栓孔位连接，对所述母磁吸座与所述公磁吸座之间进行加固连接。
27、作为一种改进的方案，所述多轴机械臂采用六轴工业机械臂，所述六轴工业机械臂的第六轴位置用于安装所述电主轴；
28、所述机械臂位移平台为沿长度方向布置的平台结构，所述机械臂位移平台上表面设有机械臂轨道以及与所述机械臂轨道对应的直线模组；
29、所述机械臂轨道上设有与所述直线模组传动连接的滑块，所述直线模组用于控制所述滑块沿所述机械臂轨道进行水平方向位移；
30、所述滑块上安装有机械臂固定座，所述多轴机械臂安装于所述机械臂固定座上。
31、作为一种改进的方案，所述木料加工平台，包括：水平设置于地面的底架以及竖直安装于所述底架上的固定架，所述待加工古建木构件固定于所述固定架顶部对应所述六轴工业机械臂的位置。
32、另一方面，本发明还提供一种支持刀具灵活快接的木构件自由曲面加工系统的加工方法，包括以下步骤：
33、初始化步骤：将待加工木构件固定至木料加工平台；
34、扫描步骤：以多轴机械臂为基准建立机械臂基坐标系，将多轴机械臂在俯视和平视两个固定视角下对所述待加工木构件进行扫描，得到所述待加工木构件的原料模型；
35、加工程序匹配步骤：将所述原料模型导入加工程序，选择所述加工程序中与所述原料模型匹配的最优加工程序，基于所述最优加工程序启动所述多轴机械臂；
36、带锯快装步骤：所述多轴机械臂启动后，调用所述多轴机械臂移动至刀架库，通过hsk接口自动夹取带锯模组；
37、自由曲面加工步骤：基于所述最优加工程序调用所述多轴机械臂控制带锯模组对木构件进行双曲切削；每次切削第一深度后，多轴机械臂回退第一距离进行移动排屑；沿所述最优加工程序对应的加工轨迹方向反复切削直至双曲面切削完成。
38、本发明技术方案的有益效果是：
39、1、本系统整合定制化带锯、驱动电主轴、六轴机械臂及可扩展轨道系统，构建软硬件协同的智能化加工方案，显著提升曲线构件加工的灵活性与效率；通过定制化快换带锯与驱动电主轴集成于机械臂第六轴，结合轨道移动系统，实现高灵活度的自动化加工模式，避免工件多次翻动导致的定位误差与安全隐患，尤其适用于长尺寸构件的连续切割；重要的是，本系统的带锯无需独立电机，与电主轴共用动力驱动系统，支持切削工具快速切换，兼容转铣复合工艺，提升加工效率与工具适应性；机械臂搭载定制长度轨道，突破传统设备行程限制，结合六轴自由度实现复杂曲面任意角度、位置的精准切割，解决异形构件加工难题，在保证精度的同时显著提升非标构件的生产效能，为建筑工业化与定制化需求提供高效、柔性的技术解决方案。
40、2、本发明所述的支持刀具灵活快接的木构件自由曲面加工方法，可以对系统模块进行有序调用，进而实现本发明所述的支持刀具灵活快接的木构件自由曲面加工系统的系统逻辑。