技術(shù)干貨 | 自研套料軟件為廢料分斷再增效
摘要
“廢料切斷”一直是激光整板切割的一個(gè)“老大難”問(wèn)題。許多激光切割從業(yè)者經(jīng)常遇見(jiàn)零件粘連在板材上，沒(méi)有完全分斷；或是剩余廢料整體與零件錯位，而廢料本身龐大，無(wú)法移動(dòng)，導致零件卡在其中（如圖1-圖2所示）。這些情況會(huì )給現場(chǎng)人員的分揀工作帶來(lái)巨大麻煩，加工效率也受到限制，因此引入合理的廢料分斷手段成為激光加工行業(yè)的“燃眉之急”。
圖1 沒(méi)有裁斷產(chǎn)生的廢料邊框
圖2 傳統廢料方案裁斷產(chǎn)生的廢料邊框
傳統套料方式的弊端
行業(yè)內常見(jiàn)的處理方法是在套料軟件內部，在切割前/切割后規劃好廢料線(xiàn)刀路，在零件切割時(shí)自然破開(kāi)廢料邊框，但是這種方法較“理想化”：因為廢料線(xiàn)是提前生成好的，一旦板材發(fā)生形變或者錯位，很容易切壞零件。當加工厚度超過(guò)10mm的板材時(shí)，該問(wèn)題尤為明顯。
切割厚板需要更大功率的激光設備，產(chǎn)生的熱量會(huì )使得局部區域發(fā)生明顯的熱變形，切割后周?chē)鷧^域的形變量會(huì )使得預先或者最后切割的廢料線(xiàn)交錯，導致切割到零件；可以說(shuō)原有的廢料線(xiàn)方案本身并沒(méi)有考慮到實(shí)際的生成需求，罔顧形變量、熱效應等在切割過(guò)程中帶來(lái)的影響，因此無(wú)法處理四邊邊框，存在分揀難的問(wèn)題；再加上因鋼板本身存在彎曲狀態(tài)以及切割過(guò)程中零件與板材分離產(chǎn)生的應力釋放，極易出現小塊廢料翹起“打”到切割頭的情況，輕則噴嘴、保護鏡報廢，重則切割頭受損，部件損傷會(huì )導致切割加工頻繁停止，降低生產(chǎn)效率。
現有的常用套料軟件諸如CNCKAD、LANTE等提供的廢料分斷方案都存在無(wú)法完全分斷板材，且在切割厚板時(shí)造成零件損傷的情況。為了保證不切傷零件，同時(shí)盡可能破碎邊框，并且確保分揀效率，需要尋求新的技術(shù)路徑并且兼容現在的自動(dòng)化生產(chǎn)流程。
新型套料軟件：提質(zhì)增效
華工激光自研的HGNEST套料軟件具有完備的套料相關(guān)功能，涵蓋零件導入、工藝層分層、工藝參數設置、引線(xiàn)、切割方向、切割起點(diǎn)修改，自動(dòng)排版，生成G代碼等方方面面功能。
其獨有的廢料分斷算法通過(guò)調整廢料線(xiàn)插入順序，優(yōu)化廢料線(xiàn)切割順序，重構廢料線(xiàn)生成規則，新創(chuàng )廢料線(xiàn)切割方式，實(shí)現廢料線(xiàn)的合理分斷。經(jīng)過(guò)實(shí)際測試可達到95%以上分揀率，并且未出現切傷零件的情況（如圖3），滿(mǎn)足絕大多數自動(dòng)化項目的分揀要求，從而實(shí)現整個(gè)環(huán)節的自動(dòng)化與智能化。
圖3 HGNEST廢料方案裁斷切割效果
華工激光自主研發(fā)的HGNEST將廢料線(xiàn)定義為兩類(lèi)，一類(lèi)是在板材上以固定間隔的形式貫穿整張板材而設定的廢料線(xiàn)，稱(chēng)之為定長(cháng)廢料線(xiàn)，另一類(lèi)是從零件端點(diǎn)出發(fā)向周?chē)l(fā)散從而構成的廢料線(xiàn)，稱(chēng)之為端點(diǎn)廢料線(xiàn)，根據不同的應用場(chǎng)景，可選擇不同的廢料線(xiàn)，一般定長(cháng)廢料線(xiàn)設置的間隔為板材尺寸的十分之一。
為確保廢料線(xiàn)切斷時(shí)處于剛好切斷又不傷零件的地步，廢料線(xiàn)不能貼合零件邊緣，要留下割縫寬度的間隔，該間隔被稱(chēng)為廢料線(xiàn)與零件間距，一般設置為割縫半徑，即刀補值。因為板材尺寸往往偏大，如果按照設定的板材值進(jìn)行邊框廢料線(xiàn)切割，往往不能完全裁斷，所以需要設置板材過(guò)切長(cháng)度，增加過(guò)切線(xiàn)保證板材完全分斷。
圖4 HGNEST廢料分斷功能使用流程
結語(yǔ)
如今，“自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)”、“智慧工廠(chǎng)”已然成為制造業(yè)趨勢，保證自動(dòng)化流程的連續性和穩定的生產(chǎn)流程十分關(guān)鍵，合理的廢料分斷算法是其中重要的一環(huán)，自研優(yōu)化后的套料軟件為廢料分斷再增效。華工激光將以更先進(jìn)的技術(shù)和洞察，為客戶(hù)提供更全面、高效的服務(wù)，持續走“行業(yè)領(lǐng)先、國產(chǎn)替代、專(zhuān)精特新”的創(chuàng )新研發(fā)之路。
關(guān)于華工激光智能裝備事業(yè)群
華工法利萊切焊系統工程有限公司是武漢華工激光工程有限責任公司全資子公司，又稱(chēng)華工激光智能裝備事業(yè)群。華工激光智能裝備事業(yè)群成立于2003年，是國有控股高科技上市公司華工科技（股票代碼000988）核心子公司，公司前身為澳大利亞FARLEY、LASERLAB公司，FARLEY·LASERLAB是業(yè)界公認的世界切割與焊接技術(shù)知名國際品牌。
華工激光智能裝備事業(yè)群致力于為國內外制造業(yè)客戶(hù)提供高品質(zhì)的激光切割機設備、激光焊接設備、激光清洗、白車(chē)身激光加工裝備等多個(gè)系列工業(yè)激光設備及智能裝備解決方案。產(chǎn)品廣泛應用于汽車(chē)制造、工程機械、鈑金加工、橋梁建筑、鋼構建筑、航空航天等行業(yè)。
