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漫谈《极限切割》

在金属板材套料行业的应用

金属板材的套料有三种情况,第一种是剪板机类的,主要用于矩形材料的切割;第二种是基于激光、等离子、火焰等类型的切割设备,主要用于异型材料的切割;第三种主要是针对管材、型材等材料的切割。本文分别介绍《极限切割》在这三个方面的应用和性能分析。

一、金属剪扳机开料与《极限切割》

《极限切割2009专业版》强悍的计算能力本文不再赘述,有兴趣的朋友请参阅“《极限切割2009专业版》功能完全剖析”。本小节专门介绍《极限切割2009专业版》在金属板材切割工艺方面提供的专用优化功能。由于《极限切割2009专业版》针对金属板材切割作了必要的优化,该软件可以用于机械、钢结构等生产开料过程中。

(1)走刀路线优化

通常,金属剪板机开料对走刀路线会有要求,以便提高切割效率。《极限切割2009专业版》为此专门提供了刀路优化处理。主要体现在以下几个方面:

一刀切:道路必须为直线,而且每次切割需要把原材料板一分为二。参见下图:

平行切割模式:减少变换走刀方向的频率,可以提高切割速度。比较2006版和2009版的走刀路线,可以看到2009版在这方面的优势:

《极限切割2006》排料图 《极限切割2009》排料图

2009年,曾经有家企业派来一位有经验的排料师傅来测试《极限切割2009专业版》排料的智能化程度,上面的排料图就是当时的部分测试案例。在“《极限切割2009专业版》功能完全剖析”一文中,我们给出了更多的测试案例。

刀损:有些剪板设备有刀损(这很出乎意料),《极限切割》提供了刀损设置,在计算排料方案时,会精确计算刀损的影响。参见下图(在极限切割中,“刀损”统称为“刀口宽度”):

刀具长度:常规的剪板机切割刀路长度必须小于刀具长度,否则无法实施切割。《极限切割》对此给予支持,以产生符合切割工要求的排料方案。参见下面图例:

如果不做刀路优化,不设置刀具长度(《极限切割》把刀具长度统称为“刀口长度”),我们可能得到如下结果:(实际上,正常情况下《极限切割》仍然会尝试优化刀路,下图是我们故意为解释本参数制作的。)

设置刀具长度为1.5米后,切割方案如下,比上面的方案少加工一个零件。但是,方案符合切割工艺。

最小切割尺寸:有些情况下,如果余料尺寸太小,某些切割设备由于工装夹具的限制,无法实施切割。这时,可以设定最小切割尺寸,确保排料方案不会出现此类问题。

(2)卷板

我们有一家生产锅炉的用户,日常生产需要消耗大量的卷板钢材。为节约开料成本,他们一直用普通的矩形开料优化计算软件。当他们看到《极限切割》所提供的卷板开料计算功能后,非常高兴。事实证明,在卷板开料领域,用专用的卷板开料计算比用传统的矩形开料计算要节省很多。我们这家用户选用《极限切割》卷板计算功能后,产生的脚料比原来要少60%以上。

上面的切割任务如果换成1600mm宽卷板加工,切割方案如下,材料利用据显著提高:

(3)根据加工任务“反算”原材料采购计划

有许多企业在购买金属原板时,可以在一定范围内自己确定采购尺寸和数量。在这种情况下,这类企业非常希望能根据切割任务,由计算机计算金属原板采购方案,而这类排料方案的出材率通常都会很高。《极限切割2009专业版》在这方面提供了很好的支持。

上述切割任务如果采用“反算”技术,出材率可以做到100%。

(4)填充件

一家电梯厂曾经给我们提出要求,要求排料方案尽量不要产生余料,因为他们的生产流程不允许把余料再次送回库存。

如何解决这个问题,他们建议,把多余的余料加工成标准件。

借助这个思路,我们引入了填充件的概念,允许用户定义适当的填充件,用于消耗切割余料。填充件的规格和数量限制,用户可以自行设置。

上图中的第4个零件被定义成填充件,最多可以生产50件。计算结果如下:

填充件可以在不多使用原材料的前提下,尽可能利用切割余料,从而提高整体出材率。

(5)公差

前不久,有排料师傅传真一份他们人工的排料方案,似乎比电脑排得要好很多。电话交流得知,他们允许零件有2mm以内的误差,因此,在很多情况下,能够利用这一特点作出更好的排料方案。他们觉得电脑计算公式比人工要死板,所以,在这种情况下,很难超过人类的大脑。

其实,《极限切割2009专业版》也提供了同样的功能,而且,借助当今神速的计算机硬件,表现比人更胜一筹。

《极限切割2009专业版》不会滥用公差,仅在必要的情况下才会变更零件尺寸,以适应特殊情况。大部分情况下,它是不会轻易在公差范围内变更零件尺寸的。

上图要求在 2440 x 1220 的原板上切割814 x 1220尺寸的三个零件,允许1mm负公差。可以看出,《极限切割》仅仅把其中两块的尺寸修改为813x1220,而第三块则保持零公差。看似简单的处理,实则需要很复杂的算法。

(6)多材质混合计算

如果一次切割任务包含多种材质、厚度的金属板材,《极限切割》可以混合计算,零件与原材料的匹配会自动进行。这一功能给开料计算带来很大的方便。

其它功能参见“《极限切割2009专业版》功能完全剖析”。

二、激光、火焰、等离子金属切割机

与《极限切割(异型版)》

《极限切割(异型版)》是一款功能强大的异型套料优化计算软件,支持任意形状的原材料和任意形状的零部件。软件可以单独使用,也可以与Autocad集成使用。原材料与零部件形状可以从Autocad系统导入,计算结果也可以导入Autocad系统,使用非常方便。

(1)什么是“异型”材料?

传统的开料优化软件只针对“矩形”原材料和“矩形”零件计算。《极限切割(异型版)》(以下简称“异型版”)在开料优化计算领域率先推出了具备实用价值“异型”材料开料优化计算能力。所谓“异型”,指得是用绘图工具能够绘制出来的任意形状的平面物体。

“异型版”允许在“异型”原材料上切割“异型”零部件,能够迅速给出优化计算结果。
《极限切割(异型版)》具有如下特点:

  • 支持AutoCad文件的直接导入,您可以将自定义图形的Dxf文件导入为系统的零件。

  • 计算结果直接生成dxf文件,供您在AutoCad中直接查看。

  • 零件的自动检测,对您自定义的零件在转化时系统进行自动检测,错误的几何图形将无法转化。

  • 精确的排版,可以极大的提高原材料的利用率。

  • 共边切割,可大大提高生产效率和提高原材料的利用率。

  • 自动填充,在您不知道能切割多少个零件的情况下,系统自动计算所需零件个数。

  • 顺序优化,可以根据您定义的零件优先级,对零件进行顺序优化。

  • 余料处理,您可以自定义余料的大小,降低切割成本。

  • 标准报表,计算结果以图形和报表相结合的形式体现,报表显示零件个数,原材料个数,优化率等统计信息,让您对优化方案一目了然。

(2)如何定义原材料

选择“任务管理”菜单项,计算机弹出任务管理对话框(参见下图)。

我们可以选择定义矩形料,也可以选择定义异型料。当选择定义异型料时,需要从dxf文件导入原材料形状。

同时可以原材料毛边。矩形材料可以分别定义四个边,以形材料只能定义一个统一的毛边尺寸。

(3)如何定义部件

选择部件管理可以在部件库里选择开料任务所需部件及数量,部件形状没有限制,可以从dxf文件导入其形状。

(4)自动套料计算

点击“计算”按钮,程序开始计算,很快我们可以看到计算结果:

上面显示的是一个独立的套料程序,如果有必要还可以直接集成到Autocad中,在Autocad环境下生成Autocad格式的套料结果文件。

三、型材开料优化计算与《极限切割2009专业版》

型材开料问题要比矩形材料开料问题简单很多,《极限切割2009专业版》计算这类问题,基本上就是用宰牛刀杀鸡,根本不费力气。

(1)如何录入数据?

在《极限切割》中计算型材排料方案,只需要把相应的原材料和零件的材料类型设置为“线材”就了。

(2)如何显示结果?

当然可以借助《极限切割》漂亮的排料图面板显示型材排料方案。

也可以直接以报表的形式,把计算结果导出之Excel表中。参见下图:

 

极限切割-排料软件 专业版

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