FastCAM軟件數控下料編程優化探討

施秉亮

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明650032）

1 引言

對于能采取共邊切割的部件，若能盡可能多的采取共邊切割，將能大大減少下料時間，本文對兩河口機坑里襯部件的下料程序進行優化設計，在保證下料質量前提下，提高下料效率。

2 實例簡介

兩河口水電站機坑里襯共計分為4個部分：上段、下段、接力器基礎和接力器基礎板，其中下段第31項部件為立肋，材質為δ=12 mm的Q235B鋼板，具體見圖1所示。

圖1 立肋外形圖

該立肋每套機坑里襯下段共計42件，整體形狀為長方形，設有2個R40 mm的串漿孔和2個R60 mm的過縫孔，單件下料的切割長度為2 706.7 mm。

由于該部件數量較多，若每件單獨下料則切割較為費時，功效較低。

3 編程優化分析

3.1 共邊間隙選擇

由于采用數控火焰切割下料，在下料前必須考慮共邊切割余量，根據在以往的工程實踐中，對于δ=12 mm鋼板火焰切割后的割縫寬度約為2～3 mm，本次編程的共邊切割間隙定為3 mm。

3.2 圖形分析

兩河口機坑里襯下段的第31項部件整體為長方形，可先考慮4件為一個整體單元進行分析，預放共邊間隙3 mm，如圖2所示。

圖2 立肋共邊圖示

此單元中共計有4組共邊，在切割時可省去4條邊線的切割量，整個單元的切割量變為2 706.7×4-808×2-140×2=8 930.8 mm。

為保證切割單元的外輪廓為整體，在預留的共邊間隙處用直線連接為整體，并將4條共邊線刪除（圖2中虛線部分），如圖3所示。

圖3虛線即為此切割單元的共邊線，為確保此單元被準確切割完成，虛線與切割外輪廓線減短0.5 mm的余量，此余量即能保證切割的準確性，更重要的是能使此單元在切割過程中始終保持為一個整體，減少因火焰切割導致的熱變形，保證切割質量。

圖3 立肋共邊圖示2

3.3 編程設計

（1）起割點的選擇

起割點選擇的優劣，能保證鋼板定位的精準，是保證下料精準的前提。根據圖4所示，起割點選擇為左下角的兩直邊的交點，此點定位方便，能滿足起割點的選擇要求。

（2）切割的順序

起割點選擇完畢后，就能確定此切割單元的切割順序：為保證切割質量，優先選擇切割立肋中部的串漿孔，若先切割外輪廓，鋼板在外輪廓線切割完成后容易因火焰加熱導致變形，無法保證中部串漿孔的下料尺寸精度要求。

因此應先切割左下部的2個R40 mm的串漿孔，隨后切割左邊部分的虛線共邊線，再切割左上部的兩個R40 mm的串漿孔。

完成左邊部分切割后，就可以切割左右兩部分的虛線共邊線和避縫孔組成的圓，再切割右下部的兩個R40 mm的串漿孔，隨后切割右邊部分的虛線共邊線，最后切割右上部的2個R40 mm的串漿孔。

所有內部輪廓線切割完成后，最后切割整個單元的外輪廓線，進而完成下料。切割順序如圖4所示。

圖4 切割順序圖

（3）編寫下料程序

根據圖4所示的切割順序，使用FastCAM軟件進行下料程序的編制。

由于切割串漿孔時需要預熱打孔后才能進行切割，因此切割串漿孔在編程時在孔內部增加10 mm的引入線和引出線，保證串漿孔切割質量。

切割內部的共邊線時，可增加4～6 mm的引入線，用于預熱打孔進行切割，由于共邊線與外輪廓線已預留0.5 mm的切割間隙（保證切割線不能與外輪廓線連接，確保整個切割單元為一個整體，減少熱變形），因此不能增加引出線。

在內部輪廓線切割完畢后，割嘴位于右上部的串漿孔位置，因此切割外輪廓線就從右上角開始切割，同時增加4～6 mm的引入線和引出線。

編程結束后，可使用FastCAM軟件的FastPLOT對該下料程序進行切割路徑的模擬，通過切割模擬，可對編寫的程序的切割路徑進行檢查，從而保證正式下料的準確性。切割模擬路徑如圖5所示。

圖5 切割路徑模擬

3.4 切割單元的重復編程

切割單元編程完畢后，可對切割單元進行重復，在重復過程中，又可以產生新的共邊，從而進一步提高了切割效率。重復兩次切割單元后，切割圖形如圖6所示。

圖6 重復兩次切割單元

通過圖5和6所示，重復次數越多，共邊條數越多，則切割路徑就越少，如表1所示。

表1 切割路徑統計表

通過表1的對比可知，下料單元重復越多，則切割路徑的減少率就越高，但在實際生產過程中，由于還需要考慮切割鋼板尺寸的因素，不可能出現重復較多的次數，重復5次切割單元已能滿足生產上的要求。因此正式下料考慮重復5次切割單元作為最終的編程選擇，編程完畢后再次進行切割路徑的模擬，如圖7所示，確認無誤后交由生產車間進行實際生產。

圖7 最終切割路徑編程模擬

3.5 實際生產效果

目前，該機坑里襯立肋已進行了生產下料，在實際生產過程中取得了很好的效果，下料部件尺寸經現場實際測量能滿足圖紙要求。

該方法已推廣至兩河口電站機坑里襯所有部件的下料，現已完成6套機坑里襯的下料和3套機坑里襯的制作，下料后的尺寸都能滿足制作質量要求，該優化方案降低了生產成本，取得了一定的經濟效益。

4 結語

使用FastCAM軟件進行下料編程可以提高鋼材套料率，提高編程、套料和切割工作效率，從而在一定程度上達到節省鋼材，降低生產成本，提高生產效率的目的。