夏巖

摘要：隨著現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)的發(fā)展，對切割的質(zhì)量、精度要求的不斷提高，對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、具有高智能化的自動切割系統(tǒng)的要求也在提升。數(shù)控切割機(jī)的發(fā)展必須要適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)發(fā)展的要求。文章對數(shù)控切割機(jī)在機(jī)械制造系統(tǒng)中的主要應(yīng)用進(jìn)行了探討，對提高數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)效率進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控切割機(jī)；機(jī)械制造；系統(tǒng)應(yīng)用

數(shù)控切割機(jī)（CNC Cutting Machine）就是用數(shù)字程序驅(qū)動機(jī)床運動，隨著機(jī)床運動時，隨機(jī)配帶的切割工具對物體進(jìn)行切割。這種機(jī)電一體化的切割機(jī)就稱之為數(shù)控切割機(jī)。當(dāng)前，數(shù)控切割機(jī)主要以火焰、等離子、鐳射數(shù)控切割機(jī)為主。數(shù)控切割機(jī)在機(jī)械制造系統(tǒng)中主要用于工程項目的下料作業(yè)工序。不同類型的機(jī)器可用于不同材料的切割作業(yè)，如對型材進(jìn)行復(fù)雜截面的裁斷、開槽；對板材進(jìn)行任意形狀的切割、開孔、開坡口；還可用于非金屬材質(zhì)的切割，鐳射數(shù)控甚至可以進(jìn)行薄板的無縫對接焊。不同的材質(zhì)由于其自身具備手動和智能化工作兩種工作方式，因此在機(jī)械自動化制造系統(tǒng)中具有較大的優(yōu)勢，不但可以用于小型零部件的生產(chǎn)制造，而且可以用于大型設(shè)備的加工制造。

一、關(guān)于數(shù)控切割機(jī)的具體加工程序

首先是制圖，在利用Auto CAD或其它制圖軟件對加工對象制圖。然后，對圖形進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)處理，在處理過程中要求仔細(xì)，考慮到加工對象的實際加工需求與材料屬性。例如，對零部件的加工公差、工序等要予以重視，保證圖紙滿足實際的加工需求之后，將格式為dwg的文件轉(zhuǎn)換成為格式為dxf的文件，為后續(xù)的加工編程做好準(zhǔn)備。最后，進(jìn)行工序設(shè)計、編程、生成機(jī)器代碼等操作，確定加工程序之后在設(shè)備控制器中輸入程序。當(dāng)前，這些操作一般都由機(jī)械設(shè)備來完成最后，對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行初始化運行，檢查管理系統(tǒng)的輸入、輸出狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)值計算。因為采用了圖形交互式編程方式，大部分的節(jié)點、基點坐標(biāo)數(shù)值都是由計算機(jī)直接算出的，操作者只需要在對應(yīng)的對話框中輸入對應(yīng)的參數(shù)或稍作修改即可進(jìn)行加工生產(chǎn)。在機(jī)械制造系統(tǒng)中，相對于早期的手工切割，數(shù)控切割的應(yīng)用具有操作編程便捷、高效、切割質(zhì)量高、適用面廣等許多優(yōu)點。

二、提高機(jī)械制造系統(tǒng)中數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)效率的策略

（一）改講切割工藝，提高生產(chǎn)效率。數(shù)控切割是一個人、機(jī)、料三方協(xié)調(diào)配合的過程。

（1）合理進(jìn)行作業(yè)人員的操作時段分配，是提高生產(chǎn)效率的方式之一：當(dāng)在某區(qū)域進(jìn)行切割時，可以在另外一個區(qū)域進(jìn)行上料、下料操作，從而減少切割設(shè)備的待機(jī)時間，通過提高設(shè)備的使用效率來提高生產(chǎn)效率。

（2）合理確定引割點位置在切割操作過程中可以用來控制熱變形引起的廢損率。確定引割點位置時要考慮周到：其一，要求盡量減少工件變形；其二，多個工件套料切割過程中要考慮每個工件的引割位置經(jīng)及對相鄰工件的影響，以達(dá)到減少空程時間的目的；其三，在切割中厚板材時，尤其是切割厚度超過60mm的工件時，最好從板材或割縫邊緣開始引割，這樣不但可以省去穿孔程序，而且可以降低割嘴的損耗。

（3）考慮熱應(yīng)力和熱變形對切割順序的影響，因為數(shù)控切割與其他非自動切割方式不同，不能夠根據(jù)變形情況實時調(diào)整切割軌跡。其是嚴(yán)格按照所設(shè)定的圖形坐標(biāo)進(jìn)行切割的。所以，切割過程中必須注意切割順序，否則將會造成工件熱應(yīng)力變形，直到出現(xiàn)工件加工公差超出范圍。切割路徑的順序在指定過程中，可以遵循下列原則：其一，在靠邊切割時，可以先切割靠邊長的一側(cè)；其二，首先切割短邊，然后再切割長邊；其三，在小塊板上進(jìn)行切割操作時，最好采用斷點穿孔切割的方式。另外，為控制切割件位移，可用楔子楔入割縫的方式來減少熱應(yīng)力對工件的影響。

（4）優(yōu)先采用連續(xù)切割方式用于多工件的套料切割。在進(jìn)行內(nèi)框切割操作而不對外形工件切割時，可以根據(jù)工件的不同采用連續(xù)切割方式，連續(xù)切割方式尤其適合中厚型板材的下料和切割，而且只需要進(jìn)行一次穿孔、或者靠邊切割，能夠不間斷的完成連續(xù)切割任務(wù)，顯著提高切割生產(chǎn)效率，而且能夠節(jié)省割嘴使用數(shù)量。

（5）其他注意事項。工件的切割不能過小，因為數(shù)控切割機(jī)慣性較大，在切割小工件過程中可能會出現(xiàn)抖動的現(xiàn)象，導(dǎo)致切割的工件不能滿足圖紙設(shè)計要求。因此，需要根據(jù)工件的形狀尺寸、厚度等合理確定參數(shù)。例如，當(dāng)工件板厚不同時，所進(jìn)行的預(yù)熱時間就不同、切割過程中自動反映高度也不同、形狀過渡處的停留時間也不同。

（二）提高編程軟件水平

數(shù)控切割機(jī)主要用于復(fù)雜件以及多工件的切割作業(yè)，其軟件水平直接影響到整個切割工藝水平。因此，設(shè)備除了要具有較好的機(jī)械精度外，還需購進(jìn)高水平軟件對保證復(fù)雜工件切割精確度提供保證。

在復(fù)雜工件的切割過程中，僅僅只依靠設(shè)備上的計算機(jī)語言進(jìn)行相對坐標(biāo)的編程，很難對所有的復(fù)雜工件進(jìn)行加工，有時甚至不可能。由于工件的很多具體坐標(biāo)都不易確定，這時就可以采用編程套料軟件予以解決。而在多零件的切割同材質(zhì)，同規(guī)格同材料的多個不同工件進(jìn)行批量加工時，可以使用先進(jìn)的軟件在一張板上精確確定工件尺寸，之后對各個工件的引弧點、共邊等進(jìn)行修改，最終確定連割工件所需要的切割順序，整個過程可以都由軟件完成。軟件要有強(qiáng)大的處理功能外，編程人員對套料軟件的了解、運用水平的提高也是影響生產(chǎn)效率的一個關(guān)鍵因素。只有編程人員把切割理論與實際操作中的問題結(jié)合起來考慮，才能在實際應(yīng)用中真正達(dá)到高效高質(zhì)量的生產(chǎn)。另外，數(shù)控切割設(shè)備最好帶有自動中斷保護(hù)記憶功能。在進(jìn)行多工件的批量加工時，若設(shè)備沒有自動中斷保護(hù)功能，發(fā)生數(shù)控系統(tǒng)故障、中斷以及微機(jī)死機(jī)等情況下進(jìn)行二次或多次重復(fù)的對位操作時，一旦對位精度超出標(biāo)準(zhǔn)，將會導(dǎo)致報廢、超差等問題。當(dāng)設(shè)備有自動中斷保護(hù)功能之后就具有自動復(fù)位的功能。

三、結(jié)語

綜上，本文對數(shù)控切割機(jī)在機(jī)械制造系統(tǒng)中的主要應(yīng)用進(jìn)行了探討，對提高數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)效率進(jìn)行了分析。

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