数控切割三大技术解析.pdf

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1、数控切割三大技术解析李浩徐玉文（发思特软件（上海）有限公司上海201203）【摘要】本文围绕数控切割三大核心技术，即优化套料技术、数控切割技术和坡口切割技术，简要介绍和分析了我国钢材切割行业的切割生产现状和三大数控切割技术及其应用，为有效节省钢材，建设资源节约型社会，提高数控切割质量和数控切割效率，提供解决方案。【关键词】数控切割，优化套料，数控系统，坡口切割，节省钢材。中国已经发展成为世界钢材生产与消费的第一大国，2005年中国生产和消费钢材3.5亿吨，占世界钢材产量和消费量的25%，然而中国GDP年产值对世界GDP的贡献

2、却只有5%，足以说明我国是一个资源消耗型的国家。根据世界银行钢铁统计年鉴的统计分析，中国、印度等发展中国家与美国、日本等发达国家相比，钢材在切割焊接等加工过程中的损耗和浪费要多10%。中国一年要多浪费3500万吨钢材，价值1700亿元。中国在建设资源节约型社会进程中，应该把节省钢材放在首位。伴随钢材产量和消费量的迅速增长，钢材数控切割设备正在我国迅速普及，从而导致对数控切割人才和数控切割技术需求的迅速增长，突显出数控切割人才的严重短缺和教育培训的严重滞后。长期以来在全国大专院校和焊接行业的各级职业与技能培训机构，只有焊接专业

3、和焊接培训，没有切割专业和切割培训，至今我国没有培养和培训过切割专业的博士、硕士、本科、技师和切割技工。因此，在钢材切割行业，特别是数控切割领域，严重缺乏数控切割的技术工人，很难找到精通数控切割的技术专家和钢材优化套排专家，从而导致切割效率低，切割质量差，造成钢材的严重浪费。本文将围绕数控切割的三大技术问题进行介绍和分析，并提供有针对性的解决方案。1.三大数控切割技术难题1-1.数控坡口切割技术切割是焊接的前道工序，切割为焊接服务。坡口切割就是打好焊接需要的坡口，做好焊接准备，使产品能够焊透、焊牢。目前我国切割焊接企业一般都

4、是使用数控切割机加上刨边机、坡口切割机器人、小车切割机，或是手工加工等方式，经过二次甚至三次加工，才能完成焊接坡口，坡口焊接余量就需要放得很大，因此，坡口切割不仅切割生产效率低，而且钢材浪费严重。数控坡口切割技术就是通过数控坡口编程套料软件在计算机上预先完成零件的坡口设置和带坡口零件的套料和编程，生成带坡口切割命令的NC切割套料文件，然后在数控坡口切割机上一次完成整板零件的坡口及套料切割，从而有效节省钢材，有效提高坡口切割的质量和效率。1-2.数控切割技术数控切割是钢材大批量、高效率、高质量的切割生产方式，数控切割的核心是数

5、控切割机的数控系统即控制器。目前我国切割焊接企业在使用数控切割机切割钢板过程中存在许多质量问题，诸如：零件引割点过烧、零件拐角过烧、切割面倾斜、以及切割圆形零件时圆变形或不能闭合等，直接导致钢材的严重浪费和切割生产效率低下。数控切割技术就是指数控系统的切割控制软件中提供先进的切割工艺和丰富的切割经验，使切割机操作工人通过熟练使用控制系统，达到高质量，高效率的数控切割。1-3.优化套料技术数控切割由于切割效率高，编程套料更加复杂，如果使用不当，就会造成钢材切割越多，切割越快，浪费越多。目前我国切割焊接企业在使用数控切割机切割时

6、，普遍使用简单的NC转换软件，把CAD/DXF零件图转换为NC切割文件，然后在切割机控制器上进行人工排料，在钢板上进行局部切割，不能做到整板优化套料切割，从而产生大量边角余料，造成钢材的严重浪费。同时，由于在切割机控制器上进行编程排料，造成数控切割机大部分的时间处于等待编程的闲置状态。优化套料技术就是使用优化套料软件在计算机上预先进行画图、套料、编程，生成整板的零件套料图和NC切割程序，然后在数控切割机上进行整板连续切割。优化套料技术和优化套料软件是实现数控切割机大批量、高效率、高质量切割生产的基础和前提条件。2.数控坡口切

7、割技术坡口切割包括管材的坡口切割和平板的坡口切割。在管材坡口切割中，需要使火焰或等离子割枪按照马鞍形相贯线进行连续变化的坡口切割，而在平板坡口切割中，除了简单的火焰三割炬坡口切割外，最常用的是V型坡口的连续切割，一次完成带坡口零件的套料切割，以及多个切割面不同V形角度坡口的连续切割。最复杂的是包括V、X、Y、K形坡口在内，需要进行二次甚至三次切割，一次完成带坡口零件的套料切割，以及不同坡口形式的连续切割。2-1.坡口切割现状：目前我国钢材切割企业，对于平板坡口切割一般都是采用数控切割机先把零件切割下来，再使用刨边机、坡口切割

8、机器人、小车切割机，或是手工打磨方式，经过二次甚至三次加工，才能加工完成焊接坡口，加工工序复杂，劳动强度大，钢材浪费严重。对于管材的坡口切割，企业也是先把管材切割下来，再手工打磨坡口。但是对于马鞍形相贯线的管材及坡口切割，使用手工切割和打磨方式，切割质量就很难保证了。这种传统的手工和机械坡