技術干貨 | 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“老大難”問題。許多激光切割從業(yè)者經常遇見零件粘連在板材上，沒有完全分斷；或是剩余廢料整體與零件錯位，而廢料本身龐大，無法移動，導致零件卡在其中（如圖1-圖2所示）。這些情況會給現(xiàn)場人員的分揀工作帶來巨大麻煩，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 沒有裁斷產生的廢料邊框
圖2 傳統(tǒng)廢料方案裁斷產生的廢料邊框
傳統(tǒng)套料方式的弊端
行業(yè)內常見的處理方法是在套料軟件內部，在切割前/切割后規(guī)劃好廢料線刀路，在零件切割時自然破開廢料邊框，但是這種方法較“理想化”：因為廢料線是提前生成好的，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10mm的板材時，該問題尤為明顯。
切割厚板需要更大功率的激光設備，產生的熱量會使得局部區(qū)域發(fā)生明顯的熱變形，切割后周圍區(qū)域的形變量會使得預先或者最后切割的廢料線交錯，導致切割到零件；可以說原有的廢料線方案本身并沒有考慮到實際的生成需求，罔顧形變量、熱效應等在切割過程中帶來的影響，因此無法處理四邊邊框，存在分揀難的問題；再加上因鋼板本身存在彎曲狀態(tài)以及切割過程中零件與板材分離產生的應力釋放，極易出現(xiàn)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，部件損傷會導致切割加工頻繁停止，降低生產效率。
現(xiàn)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法完全分斷板材，且在切割厚板時造成零件損傷的情況。為了保證不切傷零件，同時盡可能破碎邊框，并且確保分揀效率，需要尋求新的技術路徑并且兼容現(xiàn)在的自動化生產流程。
新型套料軟件：提質增效
華工激光自研的HGNEST套料軟件具有完備的套料相關功能，涵蓋零件導入、工藝層分層、工藝參數(shù)設置、引線、切割方向、切割起點修改，自動排版，生成G代碼等方方面面功能。
其獨有的廢料分斷算法通過調整廢料線插入順序，優(yōu)化廢料線切割順序，重構廢料線生成規(guī)則，新創(chuàng)廢料線切割方式，實現(xiàn)廢料線的合理分斷。經過實際測試可達到95%以上分揀率，并且未出現(xiàn)切傷零件的情況（如圖3），滿足絕大多數(shù)自動化項目的分揀要求，從而實現(xiàn)整個環(huán)節(jié)的自動化與智能化。
圖3 HGNEST廢料方案裁斷切割效果
華工激光自主研發(fā)的HGNEST將廢料線定義為兩類，一類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，稱之為定長廢料線，另一類是從零件端點出發(fā)向周圍發(fā)散從而構成的廢料線，稱之為端點廢料線，根據(jù)不同的應用場景，可選擇不同的廢料線，一般定長廢料線設置的間隔為板材尺寸的十分之一。
為確保廢料線切斷時處于剛好切斷又不傷零件的地步，廢料線不能貼合零件邊緣，要留下割縫寬度的間隔，該間隔被稱為廢料線與零件間距，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行邊框廢料線切割，往往不能完全裁斷，所以需要設置板材過切長度，增加過切線保證板材完全分斷。
圖4 HGNEST廢料分斷功能使用流程
結語
如今，“自動化產線”、“智慧工廠”已然成為制造業(yè)趨勢，保證自動化流程的連續(xù)性和穩(wěn)定的生產流程十分關鍵，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的技術和洞察，為客戶提供更全面、高效的服務，持續(xù)走“行業(yè)領先、國產替代、專精特新”的創(chuàng)新研發(fā)之路。
華工法利萊切焊系統(tǒng)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，F(xiàn)ARLEY·LASERLAB是業(yè)界公認的世界切割與焊接技術知名國際品牌。
華工激光智能裝備事業(yè)群致力于為國內外制造業(yè)客戶提供高品質的激光切割機設備、激光焊接設備、激光清洗、白車身激光加工裝備等多個系列工業(yè)激光設備及智能裝備解決方案。產品廣泛應用于汽車制造、工程機械、鈑金加工、橋梁建筑、鋼構建筑、航空航天等行業(yè)。
