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数控机床切割程序优化

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：苏莲海1 何鹏飞2

[导读] 摘要：数控等离子切割中厚板的方法是单个工件切割，这样容易造成原材料的浪费；效率过低；浪费电极、喷嘴等消耗品；生产成本过高。

        1.身份证号：14020219760320xxxx
        2. 身份证号：14022719860121xxxx
        摘要：数控等离子切割中厚板的方法是单个工件切割，这样容易造成原材料的浪费；效率过低；浪费电极、喷嘴等消耗品；生产成本过高。因此针对上述问题，同时结合数控切割机的工作原理及功能，我采取了共边切割的方法，来克服切割产生的缺陷、提高板材利用率以及生产效率。利用不同补偿方式的共边切割优化程序，能够保证板材的利用率，能够提高生产效率，能够节省各种消耗品；操作者提高自身素质，切割时保证切割面的垂直度，有效避免引弧点的烧伤，有效控制切割缝的宽度。
        关键词：共边切割；切割效率；火焰切割
        数控等离子切割中厚板的方法是单个工件切割，这样容易造成原材料的浪费；效率过低；浪费电极、喷嘴等消耗品；生产成本过高。如何改善以上缺点和不足值得我们每个人去深思熟虑。因此我决心从数控机床优化程序切割立项攻关，着手解决该类问题。
        数控等离子承担中厚板（钢板厚度12-25mm）的下料工作，种类繁多且有非常多的小尺寸工件，现阶段的生产为逐个引弧切割，如图1所示，采用单割炬封闭式编程下料，即按生产数量及台份集中套排下料，零件与零件之间需留有10～15mm间隔，互不关联，即，沿被切割工件的周边进行一次切割，完成一个工件的切割。这种数控等离子切割机切割工件的方法容易造成原材料的浪费，切割时间过长，效率过低，起弧次数多造成浪费电极、喷嘴等消耗品。

                      图1
        由于板材的限制和等离子切割头每次穿孔耗时长以及切割过程中存在变形等问题，保证不了产品质量。因此针对上述问题，同时结合数控切割机的工作原理及功能，我采取了共边切割的方法，来克服切割产生的缺陷、提高板材利用率以及生产效率。利用不同补偿方式的共边切割优化程序，能够保证板材的利用率，能够提高生产效率，能够节省各种消耗品；操作者提高自身素质，切割时保证切割面的垂直度，有效避免引弧点的烧伤，有效控制切割缝的宽度。这样就能有效实现优化切割。具体措施如下：

                     图2
        (1)利用如图2所示的切割方法进行切割，按照图中“穿孔点-1-2-3-4-5-6-7-1-2-3-……-结束收弧”的顺序进行切割，以此往复下去。这样的切割方法工件变形小，板材利用率高，切割喷嘴、气体耗能等都用量都能减少，符合节能降耗的思想。这种方法一次能够切割2件工件。这种共边优化程序切割的板材套料情况如图3所示。利用此种套料方法切割能有效提高工件精度。
        (2)但往往很多时候受切割场地与板材来料情况的制约，一次共边切割出2件工件不能很好的满足车间生产需求，这就需要重新考虑其他补偿类型的共边切割，根据实践证明，一次切割出4件工件的共边切割程序切实可行，而且更加节省原材料，切割效率相比较图3又能提高25%，因此共边切割程序套料再次衍生出了图4的程序进行切割。

                             图3                              图4
        (3)针对以上两种不同的共边切割，最主要受板材原材料以及切割气体压力、割嘴、电极等消耗品的影响。因此在能满足最大经济利益的情况下，可以采用不同的共边优化程序进行切割。
        使用数控等离子切割机共边切割的方法，大大提高了材料利用率、产品合格率，而且节省了原材料、切割喷嘴、气体耗能等，关键提高了生产效率。以单张板材t20X1800X8000计算，节约原材料25%，减少喷嘴数量至少1个，气体耗能20%，完全实现了此前设定的目标。综合来讲，具体效果为：
        1.部分原材料利用率由67%提高到86%左右；
        2.切割时间能缩短约10%；
        3.提高了生产效率；
        4.提升了产品质量；
        5.节约了设备的消耗品。（其中电极与割嘴利用率由50%提高到了82%）
        为了更好地切割出完美的工件，生产效率与产品质量更加精益求精，特制定详细的数控设备操作教程，制定详细的各切割参数值，对机床进行不定期的补偿核实与检查，不断探索新的切割方法（比如借边切割等），进一步站上新的高度。
        参考文献
        [1]梁桂芳主编.《切割技术手册》.北京：机械工业出版社，1997.
        [2]李亚江等编著.《切割技术及应用》.北京：化学工业出版社，2004.