中厚板切割的應(yīng)用：連續(xù)切割

文/葛春筍·西閣瑪軟件系統(tǒng)（上海）有限公司

連續(xù)切割是指前后兩個個體（零件，輪廓或者線條）不使用空行程過渡，而是直接相接進行切割。使用連續(xù)切割能夠讓切割效率提升,對火焰切割而言能夠節(jié)約氣體，對等離子切割則能減少耗材損耗，對激光切割可以減少加工成本（穿孔）。能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)切割的工藝有借孔、割縫邊、共邊、串割、搭橋等，這些都可以納入連續(xù)切割的范疇。本文將分享SigmaNEST軟件的設(shè)計思路和幾個有意思的客戶應(yīng)用場景，希望能夠給大家?guī)硪稽c靈感和DIY的應(yīng)用幫助。

首先簡單介紹一下軟件的設(shè)計界面和邏輯，圖1所示界面是主要參數(shù)界面。圖中的最大長度是指將前一個切割個體的引出和下一個個體的引入，這里設(shè)置的就是100mm進行連接（取代空運行），這樣就減少了穿孔，也省去了切割頭的上下動作。通過這樣的設(shè)定，就可以進行基本的連續(xù)切割生產(chǎn)。

圖1 主要參數(shù)界面

圖2所示界面則設(shè)計了幾個可以組合應(yīng)用的工藝，用戶可以依照零件類型進行自由組合，從左到右依次是搭橋和自動連接、快速共邊、借孔邊。這樣就可以盡可能地減少不必要的穿孔，借助軟件在整板套料和余料板套料的基礎(chǔ)上實現(xiàn)切割個體間的搭橋、串割等高效切割編程，有效減少預(yù)熱穿孔，去實現(xiàn)高效切割；同時，結(jié)合內(nèi)置切割工藝和數(shù)據(jù)庫，自動識別材料的割縫補償，進行共邊借邊切割，有效減少預(yù)熱穿孔，實現(xiàn)進階的工藝組合運用。我們所熟悉的火焰和等離子，包括大功率的激光切割，就可以運用連續(xù)切割這一工藝，實現(xiàn)“快”和“省”。對此，有三個實際案例進行說明。

圖2 組合應(yīng)用工藝界面

圖3 切割工藝

第一個案例如圖4、圖5所示。某工程機械客戶用到的耳塊，消耗量大約每月1000件，耳塊厚度為16mm，尺寸105mm×75mm，最大的單件重量可能就要到1kg，客戶激光切割單件時間為12秒左右。2000mm×1500mm的材料可以排306件，三種不同切割方式時間分別為：單切割用時1h2min23s，加共邊用時45min15s，共邊加連割用時31min57s左右。

圖4 案例一軟件界面

圖5 案例一切割模擬界面

可以明顯看到使用連續(xù)切割之后減少了不必要的穿孔，時間上結(jié)合共邊切割，較單件切割效率提高了近一半。

第二個例子如圖6、圖7所示，這個案例也是我們客戶的實際案例。產(chǎn)品使用等離子去切割，所以沒有采用共邊模式，同時出于自動落料的需求，所以希望同類型零件能夠集中落料，故采用了這種繞出連割方式。這里截取了當時的一些方案對比和數(shù)據(jù)。

圖6 軟件界面

圖7 模擬界面

客戶當時的驗收總結(jié)是：此方法能夠做到連續(xù)切割，同時有效減少熱變形。從圖6、圖7我們可以看到零件輪廓邊采用的是“弓”字形切割方式，最右測的輪廓邊最后一次切斷，從而達到這一縱向部分的工件全部落料完成的動作。優(yōu)點是能夠一次性落料完成，并且能夠較好地解決熱變形。工件厚度為10mm，尺寸300mm×100mm，切割單件時間為19秒（包括穿孔）。以200A、3460mm/min的切割速度為基準，縱向10個工件為例，數(shù)據(jù)對比為：單獨穿孔切割用時3min5s，加上此應(yīng)用后僅用時2min26s?？上攵?，運用此工藝后時間的節(jié)約和熱變形的減少。

第三個例子如圖8、圖9所示。這個例子相對來說對于火焰切割比較適用，等離子和激光因為原理不同容易斷弧、斷流。這個方法對于規(guī)則的零件，比如矩形件進行“階梯”切割，也叫“一筆畫”切割。從圖8就可以看到結(jié)合軟件的共邊排版，軟件按照已經(jīng)切割過的輪廓邊和未切割過的輪廓邊進行階梯式漸進切割，從而達到借用割縫進行起槍達到連續(xù)切割的效果，切割時間節(jié)約的同時借用割縫邊直接切割省去了穿孔。

圖8 軟件界面

圖9 模擬界面

要使用好連續(xù)切割，不僅需要編程設(shè)計人員懂得加工工藝和切割機的參數(shù)，還需要編程人員能夠靈活運用CAM軟件的設(shè)計點以及組合，設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的排版圖和NC路徑，進而去提高板材利用率和提高切割效率，這樣用戶才可以節(jié)省成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，從而使企業(yè)獲得最大效益，擴大企業(yè)在制造行業(yè)中的競爭優(yōu)勢。因此筆者認為，編程人員是影響企業(yè)降本增效的重要角色。