FastCAM软件数控下料编程优化探讨

2019-10-30施秉亮

水电站机电技术 2019年10期

关键词：虚线边线轮廓线

施秉亮

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装事业部，云南昆明650032）

1 引言

对于能采取共边切割的部件，若能尽可能多的采取共边切割，将能大大减少下料时间，本文对两河口机坑里衬部件的下料程序进行优化设计，在保证下料质量前提下，提高下料效率。

2 实例简介

两河口水电站机坑里衬共计分为4个部分：上段、下段、接力器基础和接力器基础板，其中下段第31项部件为立肋，材质为δ=12 mm的Q235B钢板，具体见图1所示。

图1 立肋外形图

该立肋每套机坑里衬下段共计42件，整体形状为长方形，设有2个R40 mm的串浆孔和2个R60 mm的过缝孔，单件下料的切割长度为2 706.7 mm。

由于该部件数量较多，若每件单独下料则切割较为费时，功效较低。

3 编程优化分析

3.1 共边间隙选择

由于采用数控火焰切割下料，在下料前必须考虑共边切割余量，根据在以往的工程实践中，对于δ=12 mm钢板火焰切割后的割缝宽度约为2～3 mm，本次编程的共边切割间隙定为3 mm。

3.2 图形分析

两河口机坑里衬下段的第31项部件整体为长方形，可先考虑4件为一个整体单元进行分析，预放共边间隙3 mm，如图2所示。

图2 立肋共边图示

此单元中共计有4组共边，在切割时可省去4条边线的切割量，整个单元的切割量变为2 706.7×4-808×2-140×2=8 930.8 mm。

为保证切割单元的外轮廓为整体，在预留的共边间隙处用直线连接为整体，并将4条共边线删除（图2中虚线部分），如图3所示。

图3虚线即为此切割单元的共边线，为确保此单元被准确切割完成，虚线与切割外轮廓线减短0.5 mm的余量，此余量即能保证切割的准确性，更重要的是能使此单元在切割过程中始终保持为一个整体，减少因火焰切割导致的热变形，保证切割质量。

图3 立肋共边图示2

3.3 编程设计

（1）起割点的选择

起割点选择的优劣，能保证钢板定位的精准，是保证下料精准的前提。根据图4所示，起割点选择为左下角的两直边的交点，此点定位方便，能满足起割点的选择要求。

（2）切割的顺序

起割点选择完毕后，就能确定此切割单元的切割顺序：为保证切割质量，优先选择切割立肋中部的串浆孔，若先切割外轮廓，钢板在外轮廓线切割完成后容易因火焰加热导致变形，无法保证中部串浆孔的下料尺寸精度要求。

因此应先切割左下部的2个R40 mm的串浆孔，随后切割左边部分的虚线共边线，再切割左上部的两个R40 mm的串浆孔。

完成左边部分切割后，就可以切割左右两部分的虚线共边线和避缝孔组成的圆，再切割右下部的两个R40 mm的串浆孔，随后切割右边部分的虚线共边线，最后切割右上部的2个R40 mm的串浆孔。

所有内部轮廓线切割完成后，最后切割整个单元的外轮廓线，进而完成下料。切割顺序如图4所示。

图4 切割顺序图

（3）编写下料程序

根据图4所示的切割顺序，使用FastCAM软件进行下料程序的编制。

由于切割串浆孔时需要预热打孔后才能进行切割，因此切割串浆孔在编程时在孔内部增加10 mm的引入线和引出线，保证串浆孔切割质量。

切割内部的共边线时，可增加4～6 mm的引入线，用于预热打孔进行切割，由于共边线与外轮廓线已预留0.5 mm的切割间隙（保证切割线不能与外轮廓线连接，确保整个切割单元为一个整体，减少热变形），因此不能增加引出线。

在内部轮廓线切割完毕后，割嘴位于右上部的串浆孔位置，因此切割外轮廓线就从右上角开始切割，同时增加4～6 mm的引入线和引出线。

编程结束后，可使用FastCAM软件的FastPLOT对该下料程序进行切割路径的模拟，通过切割模拟，可对编写的程序的切割路径进行检查，从而保证正式下料的准确性。切割模拟路径如图5所示。

图5 切割路径模拟

3.4 切割单元的重复编程

切割单元编程完毕后，可对切割单元进行重复，在重复过程中，又可以产生新的共边，从而进一步提高了切割效率。重复两次切割单元后，切割图形如图6所示。

图6 重复两次切割单元

通过图5和6所示，重复次数越多，共边条数越多，则切割路径就越少，如表1所示。

表1 切割路径统计表

通过表1的对比可知，下料单元重复越多，则切割路径的减少率就越高，但在实际生产过程中，由于还需要考虑切割钢板尺寸的因素，不可能出现重复较多的次数，重复5次切割单元已能满足生产上的要求。因此正式下料考虑重复5次切割单元作为最终的编程选择，编程完毕后再次进行切割路径的模拟，如图7所示，确认无误后交由生产车间进行实际生产。