2D Резка

1. Способы резания листового металла

Операция 2D резки в SprutCAM позволяет разрабатывать управляющие программы для оборудования резки листовых материалов:

• Кислородная (автогенная) резка (OXY-FUEL cutting)
• Плазменная резка (Plasma cutting)
• Водоструйная резка (WaterJet cutting)
• Лазерная резка (Laser cutting)

Кислородная (автогенная) резка (OXY-FUEL cutting)

Кислородная (автогенная) резка основана на способности металла сгорать в струе технически чистого кислорода с удалением этой струей образующихся продуктов горения. В качестве топливного газа используется ацетилен, пропан или природный газ.

Плазменная резка (Plasma cutting)

Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод-катод, разрезаемый металл - анод). Сущность процесса заключается в местном расплавлении и выдувании расплавленного металла с образованием полости реза при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого металла.

Водоструйная резка (WaterJet cutting)

Инструментом водоструйной резки материалов является определенным образом сформированная струя жидкости, исходящая из специального сопла диаметром 0,08-0,5 мм со сверхзвукой скоростью (1000 и более м/с) и обеспечивающая рабочее давление на заготовку в 400 МПа и более. Поскольку расстояние от среза сопла до поверхности материала составляет несколько миллиметров, давление струи превышает предел прочности материала - за счет этого и осуществляется резка.

SprutCAM поддерживает оба способа водоструйной резки материалов:

• резка водой, или гидрорезка - waterjet cutting;
• гидроабразивная резка (вода плюс абразив) - abrasive waterjet cutting.

Наличие абразива в струе увеличивает ее технологические возможности - жидкостно-абразивной суспензией можно резать твердые и труднообрабатываемые материалы значительной толщины.

Лазерная резка (Laser cutting)

При лазерной резке отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал; сфокусированное лазерное излучение позволяет резать и гравировать практически любой материал независимо от его теплофизических свойств; точность позиционирования лазерной головки составляет 0.08 мм, за счет чего достигается высокая точность взаимного расположения элементов заготовки; применение лазерной резки возможно на легкодеформируемых и нежестких деталях; лазерный луч имеет диаметр около 0.2 мм, это позволяет создать отверстие диаметром от 1 мм.

За счет большой мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса лазерной резки; используя возможности лазерной резки, можно раскроить по сложному контуру практически любой листовой материал.

2. Оборудование

Некоторые производители оборудования для резки: Flow International Corporation; Water Jet Sweden AB; Bystronic; Trumpf; Sato Schneidsysteme (Германия);Aliko (Финляндия), Trenntec (Германия), ESAB Welding & Cutting Productions (Швеция), Digital Control (Франция).

ЗАО "Лазерные комплексы" (г. Шатура), ОАО "Туламашзавод", ОАО ЭНИМС (Москва), белорусское СП ООО "СПожиток".

3. Технологические особенности

С точки зрения разработки управляющих программ для оборудования использующего перечисленные методы способ резания не имеет принципиального значения. Например, в плазменном оборудовании команда на включение плазмы (M53) и команда на включение генератора (М73) в лазерной резке с точки зрения реализации в САМ системе - одно и тоже. Поэтому, разработка управляющих программ для лазерной, автогенной, плазменной и водоабразивной резки может успешно осуществляться в одном и том же модуле CAM системы оснащенной соответствующими постпроцессорами.

4. Требования к CAD

Для формирования профиля вырезаемых деталей и формирования на их основе раскроя листа используют CAD системы. Требования к таким системам определяются в зависимости от номенклатуры вырезаемых деталей, серийности, сложности профиля и т.п. Например, если плазменная машина используется в производстве большого количества деталей разнообразной номенклатуры, на первый план выходит требование к оптимальному размещению деталей на листе, обеспечивая тем самым максимальный коэффициент использования материала.

С другой стороны, когда количество вырезаемых деталей не предполагает заполнения листа целиком, большее значение имеет геометрический редактор а также развитые средства импорта геометрии из систем проектирования (CorelDraw, RhinoCeros).

5. Реализация раскроя в SprutCAD

Геометрический редактор имеет развитые удобные средства построения контуров любой сложности.

Поворот, перенос, симметрия, копирование

Интерактивные средства позволяют, используя курсор мыши, легко манипулировать контурами в процессе их размещения в рабочей зоне листа.

Работа с блоками

Контуры можно объединять в блоки и в дальнейшем манипулировать блоками точно так же как отдельными контурами – переносить, поворачивать, копировать.

Контроль касания

При соприкосновении перемычек контуров (блоков) работает принцип “подлипания”, обеспечивающий соблюдение минимального заданного расстояния между деталями, а так же возможности перемещения одного контура вдоль другого на заданном расстоянии без наложения.

Формирование технологической перемычки

Технологическая перемычка между деталями это минимально допустимое расстояние обусловленное шириной реза и припуском. Контроль за соблюдением этого расстояния, при формировании раскроя, выполняется автоматически.

Расчет коэффициента заполнения листа

Отношение площади листа к общей площади размещенных деталей. Расчет производится автоматически.

6. Формирование УП в SprutCAM

Оптимизация последовательности резки контуров по длине переходов, с учетом вложенности контуров

Последовательность резки контуров определяется автоматически, с учетом вложенности контуров. Это условие необходимо выполнять для предотвращения преждевременного вырезания детали, внутри которой имеются не вырезанные детали. Помимо этого система производит оптимизацию последовательности обработки с учетом длины переходов между деталями.

Автоматическое определение оптимальных точек подхода к контуру детали с одновременным контролем подходов отходов на подрезание соседних деталей

В системе реализован принцип автоматического формирования позиций точек врезания, в зависимости от выбранного способа подхода, исключающий подрез соседних деталей.

Автоматические схемы обката углов

Для предотвращения искажения реза в углах детали, в системе доступен целый ряд способов формирования траектории в углах. Способ обката может устанавливаться как автоматически, так и выбираться вручную, в зависимости от величины обкатываемого угла.

Твердотельная симуляция процесса резания

Проверка управляющей программы производится в среде моделирования процесса обработки. Симуляция процесса резания позволяет визуально проконтролировать качество разрабатываемых управляющих программ.