合理規(guī)劃套料 控制構(gòu)件切割精度的分析

朱以清

（中海工業(yè)〈江蘇〉有限公司 江蘇 揚(yáng)州 225200）

0 引言

船舶生產(chǎn)過程中，通常認(rèn)為數(shù)控下料的切割質(zhì)量和精度，主要在于切割機(jī)的質(zhì)量，總在數(shù)控切割機(jī)上尋找原因、改進(jìn)措施，從而忽視了編程套料軟件的重要性。實(shí)踐證明，編程套料軟件也是影響零件切割質(zhì)量和精度的一個(gè)重要因素。因此合理規(guī)劃套料，一定程度上可以起到避免零件缺陷，提供高合格率的零件給下道工序安裝制作。

表1

1 船舶船體結(jié)構(gòu)零件數(shù)控切割精度控制的概念與意義

造船中的切割精度控制是以船體建造標(biāo)準(zhǔn)為基本原則，通過科學(xué)管理的方法和相應(yīng)的工藝手段對套料、切割的全過程進(jìn)行尺寸精度分析與控制。它的目的是最大限度地減少現(xiàn)場修整工作量，提高工作效率，降低建造成本，保證零件質(zhì)量。

表2 mm

合理的精度要求不僅能保證產(chǎn)品質(zhì)量的需要，而且直接關(guān)系到船舶建造成本的高低。對于一般零件來說，降低切割下料精度往往能使生產(chǎn)成本也隨之減少。但是在船臺裝配精度要求不變的情況下，切割精度過低，勢必增加下道工序的修整工作量，使得生產(chǎn)成本增加，得不償失。因此，保證零件的切割精度是必須的。

2 結(jié)構(gòu)零件套料對切割精度的影響因素分析

在切割的零件精度缺陷超標(biāo)的數(shù)量中，經(jīng)統(tǒng)計(jì)約有20%左右的不合格量，是由于上道工序，套料人員編排套料不合理、參數(shù)設(shè)置有誤造成的，如表1示。

3 改進(jìn)措施，合理規(guī)劃套料

中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對切割精度偏差做了如下規(guī)定，如表2示：結(jié)合上述分析的影響因素，對超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求的不合格零件，在上道工序套料排板時(shí)，采取改進(jìn)措施，合理規(guī)劃套料。

3.1 在選擇引割點(diǎn)、切割方向時(shí)，一定要做到讓零件一直受大鋼板的牽制

在套料過程中多采用共邊切割。對于形狀不太規(guī)則的窄長零件，在套料編排時(shí)應(yīng)使零件相對應(yīng)部位的切割線保留30mm左右，使零件有一定的牽制，由此來限制零件變形過大。

3.2 對自由邊緣有缺口的零件，在設(shè)置引割線長度時(shí)，選擇系統(tǒng)推薦值，通常為1cm，引割線選擇切點(diǎn)介入切割，盡量避免帶角度

3.3 共邊引起的誤差，如果使用共邊，補(bǔ)償量、實(shí)際割縫寬度、工件共邊處的間距必須一致，如果不一致會造成零件尺寸一個(gè)大一個(gè)小的情況

3.4 繪圖或套料過程中存在著忽略形成圖形尺寸錯(cuò)誤，這時(shí)能夠經(jīng)過檢驗(yàn)尺寸找出緣由，修改圖形重新讀入零件庫套料

3.5 折邊肘板開裂與套料板紋理有關(guān)

鋼板紋理指鋼板軋制后在內(nèi)部和表面留下與壓延方向相同的“結(jié)晶紋理”，鋼板在此方向上的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、沖擊韌性最佳，折邊零件在套料時(shí)的排列方向需考慮此鋼板紋理。套料軟件系統(tǒng)可通過紋理約束對其排列方向進(jìn)行定義。使用紋理指零件因其形狀或內(nèi)部特性的不同，必須與材料的紋理形式相對齊，套料旋轉(zhuǎn)角定義只允許0度或180度。

3.6 數(shù)控代碼的正確性和代碼的優(yōu)化是切割質(zhì)量好精度高的基本要求

代碼不正確后續(xù)工作做得再好也不能割出好的零件，比如生成的代碼尺寸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或補(bǔ)償方向錯(cuò)誤；或者代碼存在累積誤差，造成小范圍尺寸無問題，線段很多時(shí)存在較大誤差，形成切入點(diǎn)引入與引出存在錯(cuò)位的現(xiàn)象，會造成鋼板套料時(shí)零件間距偏差，因此編程套料軟件的穩(wěn)定性、代碼優(yōu)化的合理性非常重要。軟件穩(wěn)定性好，自動(dòng)修正切割機(jī)累積誤差，優(yōu)化樣條線防抖動(dòng)，智能防變形，支持不封閉圖形可以實(shí)現(xiàn)任意共邊和連割等功能。

3.7 增加刀嘴路徑補(bǔ)償后的尖角過渡處理

防止在零件圖形在進(jìn)行刀具路徑補(bǔ)償后出現(xiàn)的輪廓線斷線、失真等問題。

3.8 套料中選擇合理的引割線，常用的有直線段和園弧段引割，在tribon系統(tǒng)中可選擇園弧段，零度角切點(diǎn)切割，零件邊緣光滑、零件外觀質(zhì)量好

3.9 套料軟件自動(dòng)生成的切割指令里，取消切割補(bǔ)償語句，改由切割機(jī)本身添加，針對每臺切割機(jī)本身的特點(diǎn)，切割補(bǔ)償值應(yīng)個(gè)性化設(shè)置

4 結(jié)語

影響零件切割質(zhì)量和精度的原因很多，如切割機(jī)本身的因素：受導(dǎo)軌平行度、直線度，齒輪或鋼帶等的傳動(dòng)精度影響，切割平臺的程度度也影響零件精度；受運(yùn)動(dòng)控制卡、脈沖當(dāng)量、伺服及伺服驅(qū)動(dòng)等影響，脈沖當(dāng)量假如調(diào)不準(zhǔn)確，會形成切割圓不圓、大零件尺寸不對等Issue(問題)。另外還有外界因素：等離子電源功率不同、切割速度、氣體流量、切割電流等等。套料排板因素也是其中一部分，如果合理規(guī)劃好套料，就能很好的規(guī)避這部分的不利因素，對做好造船精度控制是有利的，也是必須的。

［1］中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.