技術干貨 | 自研套料軟件為廢料分斷再增效
摘要
“廢料切斷”一直是激光整板切割的一個“老大難”問題。許多激光切割從業者經常遇見零件粘連在板材上，沒有完全分斷；或是剩余廢料整體與零件錯位，而廢料本身龐大，無法移動，導致零件卡在其中（如圖1-圖2所示）。這些情況會給現場人員的分揀工作帶來巨大麻煩，加工效率也受到限制，因此引入合理的廢料分斷手段成為激光加工行業的“燃眉之急”。
圖1 沒有裁斷產生的廢料邊框
圖2 傳統廢料方案裁斷產生的廢料邊框
傳統套料方式的弊端
行業內常見的處理方法是在套料軟件內部，在切割前/切割后規劃好廢料線刀路，在零件切割時自然破開廢料邊框，但是這種方法較“理想化”：因為廢料線是提前生成好的，一旦板材發生形變或者錯位，很容易切壞零件。當加工厚度超過10mm的板材時，該問題尤為明顯。
切割厚板需要更大功率的激光設備，產生的熱量會使得局部區域發生明顯的熱變形，切割后周圍區域的形變量會使得預先或者最后切割的廢料線交錯，導致切割到零件；可以說原有的廢料線方案本身并沒有考慮到實際的生成需求，罔顧形變量、熱效應等在切割過程中帶來的影響，因此無法處理四邊邊框，存在分揀難的問題；再加上因鋼板本身存在彎曲狀態以及切割過程中零件與板材分離產生的應力釋放，極易出現小塊廢料翹起“打”到切割頭的情況，輕則噴嘴、保護鏡報廢，重則切割頭受損，部件損傷會導致切割加工頻繁停止，降低生產效率。
現有的常用套料軟件諸如CNCKAD、LANTE等提供的廢料分斷方案都存在無法完全分斷板材，且在切割厚板時造成零件損傷的情況。為了保證不切傷零件，同時盡可能破碎邊框，并且確保分揀效率，需要尋求新的技術路徑并且兼容現在的自動化生產流程。
新型套料軟件：提質增效
華工激光自研的HGNEST套料軟件具有完備的套料相關功能，涵蓋零件導入、工藝層分層、工藝參數設置、引線、切割方向、切割起點修改，自動排版，生成G代碼等方方面面功能。
其獨有的廢料分斷算法通過調整廢料線插入順序，優化廢料線切割順序，重構廢料線生成規則，新創廢料線切割方式，實現廢料線的合理分斷。經過實際測試可達到95%以上分揀率，并且未出現切傷零件的情況（如圖3），滿足絕大多數自動化項目的分揀要求，從而實現整個環節的自動化與智能化。
圖3 HGNEST廢料方案裁斷切割效果
華工激光自主研發的HGNEST將廢料線定義為兩類，一類是在板材上以固定間隔的形式貫穿整張板材而設定的廢料線，稱之為定長廢料線，另一類是從零件端點出發向周圍發散從而構成的廢料線，稱之為端點廢料線，根據不同的應用場景，可選擇不同的廢料線，一般定長廢料線設置的間隔為板材尺寸的十分之一。
為確保廢料線切斷時處于剛好切斷又不傷零件的地步，廢料線不能貼合零件邊緣，要留下割縫寬度的間隔，該間隔被稱為廢料線與零件間距，一般設置為割縫半徑，即刀補值。因為板材尺寸往往偏大，如果按照設定的板材值進行邊框廢料線切割，往往不能完全裁斷，所以需要設置板材過切長度，增加過切線保證板材完全分斷。
圖4 HGNEST廢料分斷功能使用流程
結語
如今，“自動化產線”、“智慧工廠”已然成為制造業趨勢，保證自動化流程的連續性和穩定的生產流程十分關鍵，合理的廢料分斷算法是其中重要的一環，自研優化后的套料軟件為廢料分斷再增效。華工激光將以更先進的技術和洞察，為客戶提供更全面、高效的服務，持續走“行業領先、國產替代、專精特新”的創新研發之路。
華工法利萊切焊系統工程有限公司是武漢華工激光工程有限責任公司全資子公司，又稱華工激光智能裝備事業群。華工激光智能裝備事業群成立于2003年，是國有控股高科技上市公司華工科技（股票代碼000988）核心子公司，公司前身為澳大利亞FARLEY、LASERLAB公司，FARLEY·LASERLAB是業界公認的世界切割與焊接技術知名國際品牌。
華工激光智能裝備事業群致力于為國內外制造業客戶提供高品質的激光切割機設備、激光焊接設備、激光清洗、白車身激光加工裝備等多個系列工業激光設備及智能裝備解決方案。產品廣泛應用于汽車制造、工程機械、鈑金加工、橋梁建筑、鋼構建筑、航空航天等行業。
