随着木结构建筑的快速发展,对木屋加工设备提出了更高的技术要求和市场需求,圆木梁作为木结构建筑的主要原材料,需求量也不断增加。然而我国现有的圆木梁加工设备多为半自动化加工设备,且加工形式单一化,加工精度低,自动化程度低,不能满足现有的市场需求。因此急需开发一台专用于木屋圆木梁加工的综合加工设备,来满足木屋圆木梁的高精度、高效率的加工的需求。本文对木屋圆木梁的加工工艺、加工形式进行深入研究,对国内外现有的木屋圆木梁加工设备的结构及功能进行对比分析,并结合木结构建筑生产厂家对圆木梁加工的需求,最终确定木屋圆木梁加工中心的加工形式及加工顺序。在此基础上,对加工中心的主要技术参数和总体方案布局进行确定,合理的将移动端顶针主轴总成、固定端顶针主轴总成、转塔式主轴结构、移动端夹紧结构、固定端夹紧结构、横向纵向移动总成等部件进行组合,完成整机的结构设计,并对转塔式主轴结构核心部件及加工中心的数控系统进行深入研究。在对转塔式主轴结构各个主轴总成的切削力和切削功率设计计算的基础上,完成各主轴总成的结构设计和转塔式主轴结构的结构设计与研究,并对转塔式主轴结构关键零部件进行ANSYS有限元分析(静力学分析、模态分析与谐响应分析)。通过对铣外圆和铣纵向榫槽主轴总成主轴、转塔进行静力学仿真分析,得出应力、应变、最大变形云图,验证了其强度和刚度满足设计要求。通过转塔进行模态分析、谐响应分析,确定在机器启动过程中,转塔强度、刚度均满足设计要求。设计木屋圆木梁加工中心PLC控制系统,完成整机控制系统的功能描述及资源需求分析,电气原理图设计,硬件的选择及触摸屏等软件设计开发,并以顶针夹紧圆木梁这一动作过程的控制为例,进行控制系统的PLC程序设计。本文研发的木屋圆木梁加工中心及控制系统,满足了木结构建筑厂家对圆木梁加工质量及数量的要求,为我国木屋圆木梁多功能加工设备的创新设计提供了新的思路和依据。