近年来,随着生活品位及生活水平的不断提高,人们对家用室内楼梯的需求十分旺盛。木制楼梯扶手以其具有天然的纹理、自然环保、视觉舒适、富亲和力等特点而深受国内外消费者欢迎,在楼梯市场上占绝对的优势。木制楼梯扶手弯头具有丰富的转接曲线,它的加工技术已成为制约木制楼梯业发展的关键技术。传统的设备和手工加工方法存在诸多缺陷,已经不能满足要求;国外多采用多轴联动数控机床或加工中心进行生产,其设备价格十分昂贵,国内的楼梯企业很难承受。因此开发一种价格适宜的,适合我国国情的木制楼梯扶手弯头数控专用加工机床已是我国木材加工行业的当务之急。本文以典型的空间楼梯扶手弯头为加工对象,论述了该数控专用机床的整个设计过程。在本文的设计方案中,主运动系统采用高速电主轴直联成型铣刀的形式,实现铣削运动。进给系统由机床的横向进给(X方向)、纵向进给(Y方向)、垂直进给(Z方向)和三套数控夹具的转动进给(A向)组成。整个加工过程由三步工序组成,每个工序完成后采用换刀换夹具的方式进行下一个工序。通过机床的X、Y、Z三轴联动和三套数控夹具的定时匀速转动,实现工件的成型铣削。本文建立了空间楼梯扶手弯头刀具轨迹参数方程,并在Pro/E环境下建立了弯头的三维模型。本文以弯头的数控加工工序为基础,详细介绍了三套数控成组夹具及机床主运动和进给系统的设计,并简介了机床的机械结构组成及其功能。通过合理的选定德国西门子公司的SINUMERIK 802C base line开放式三轴数控系统,指出了利用软件编程通过系统的I/O接口分别实现三套专用数控夹具的定时匀速转动功能,实现了机床的四轴三联动功能。论文最后在Pro/E环境中建立了系统的运动模型,进行了模型的运动仿真分析,为进行实际生产提供指导。开发该项技术与设备以后,在很大程度上满足了人们对木制楼梯扶手弯头的需求,对提高我国木材加工业的数控化程度具有重要的指导意义。