摘要：現(xiàn)代切割技術(shù)有別于傳統(tǒng)手工切割技術(shù)，她是基于現(xiàn)代計算機信息技術(shù)，針對不同的切割下料設(shè)備，對傳統(tǒng)切割技術(shù)加以改進提高，發(fā)展成為以優(yōu)化套料技術(shù)，鈑金展開技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)為代表的計算機輔助切割生產(chǎn)和管理軟件，以有效提高鋼材綜合利用率，提高切割效率和切割質(zhì)量，加強切割生產(chǎn)管理。{TodayHot}

　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)代切割技術(shù)；套料；切割；鋼材利用率

　　前　言

　　根據(jù)世界銀行鋼鐵統(tǒng)計年鑒資料的介紹，中國、印度等發(fā)展中國家由于缺乏鋼材套料技術(shù)和切割焊接經(jīng)驗，企業(yè)在鋼材切割焊接過程中比美國、日本等發(fā)達國家的企業(yè)多浪費10%的鋼材，也就是說中國企業(yè)的鋼材加工成本要比西方發(fā)達國家企業(yè)高出10%。中國去年的鋼產(chǎn)量和消費量是2.4億噸，其中鋼帶比是40%，也就是說需要切割的板材有1億噸，今年中國預(yù)計鋼產(chǎn)量和消費量將是3億噸，需要切割的鋼材將是1.2億噸。這就意味著在鋼材切割焊接過程中國要比西方國家多浪費的鋼材至少超過1千萬噸。 {HotTag}

　　以一個大中型企業(yè)為例，假如一年切割鋼材的數(shù)量為1萬噸，多浪費10%的鋼材，一年就多浪費1千噸。每噸鋼材平均按照5000元計算，一年浪費的鋼材就是5百萬元。

　　隨著全球資源短缺的加劇，鋼材價格的不斷上漲，導(dǎo)致愈來愈多的企業(yè)陷入經(jīng)營虧損，越來越多的企業(yè)認識到提高鋼材利用率的重要性，但是面對鋼材切割過程的低利用率和堆積如山的剩余鋼材卻束手無策。許多企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，扭虧為盈，采取限制各種開支甚至減少職工福利等辦法，但是收效甚微。一些大中型企業(yè)花費巨資引入ERP管理軟件，希望提高鋼材利用率，解決鋼材浪費問題，卻普遍事與愿違，造成投資浪費。

　　如何能夠在鋼材切割下料過程節(jié)省鋼材？那么只提高2%的鋼材利用率，大中型企業(yè)一年就可節(jié)省上百萬元。

　　下面我們就詳細分析一下鋼材切割下料生產(chǎn)過程，找到鋼材浪費的源頭，給出解決問題的方法。

　　鋼材切割下料生產(chǎn)過程分析

　　鋼材浪費主要發(fā)生在切割下料生產(chǎn)過程。目前，鋼材切割下料過程一般在企業(yè)下料車間或下料中心進行，而鋼材 剩余鋼材堆積浪費的現(xiàn)場

　　切割下料設(shè)備和下料生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要分為：

　�。�1） 鋸床下料；

　�。�2） 剪板機下料；

　　（3） 鈑金氣割下料；

　　（4） 數(shù)控切割機下料；

　　（5） 剩余鋼材的管理與重復(fù)利用。

　　首先，鋸床下料，歷史最悠久，設(shè)備保有量最多，是大量切割各種型材、管材、棒材、鋁合金等的主要下料設(shè)備。剪板機下料，同樣歷史悠久，設(shè)備保有量大，是切割矩形薄板的主要下料設(shè)備。

　　這二種下料設(shè)備，其下料方式相同，都是由工人簡單地按照零件尺寸和數(shù)量順序下料。幾十年如一日，從來沒有改變過。

　　這種傳統(tǒng)的手工下料生產(chǎn)方式看似好像沒有問題，大家已經(jīng)習(xí)以為常。但是，我們要指出這種傳統(tǒng)的下料生產(chǎn)方式由于沒有套料計算，沒有采購預(yù)算，沒有生產(chǎn)的優(yōu)化和管理，單憑工人簡單地按照尺寸和數(shù)量順序切割，不僅造成邊角余料的產(chǎn)生，導(dǎo)致了企業(yè)鋼材浪費，而且造成了企業(yè)鋼材的盲目積壓，資金占用嚴重。

　　其次，鈑金氣割下料。這是一個傳統(tǒng)的手工下料過程，主要依靠熟練的放樣工人和放樣經(jīng)驗，采用紙板、油氈、木型等放樣工具，進行人工放樣和手工切割。許多大中型企業(yè)具有專門的大型鈑金放樣車間，擁有幾十甚至上百位的鈑金放樣工人。但是，手工放樣畢竟效率低，準確性差，再加上缺乏熟練的放樣工人，企業(yè)經(jīng)常發(fā)生放樣錯誤，導(dǎo)致返工，窩工，以至延誤工期，造成被罰款。同時，手工氣割，切割效率低，鋼材套料利用率更低，從而導(dǎo)致鋼材浪費嚴重，嚴重制約了企業(yè)的發(fā)展，成為企業(yè)生產(chǎn)的瓶頸。

　　再次，是數(shù)控切割機，包括火焰、等離子、激光和水射流數(shù)控切割機，主要用于不規(guī)則零件的切割，是近幾年迅速普及的大批量高效率的切割下料生產(chǎn)設(shè)備，已經(jīng)成為企業(yè)最主要的切割下料設(shè)備。但是，目前許多企業(yè)不是沒有套料軟件，就是沒有使用好套料軟件，或是繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的CAD畫圖和手動排料，手工編程，進行單個零件或是局部切割，不能對整板和余料板進行套料切割，鋼材利用率低，剩余鋼材堆積浪費嚴重，不能發(fā)揮數(shù)控切割機大批量高效率的生產(chǎn)特性，使得數(shù)控切割設(shè)備成為鋼材浪費的主要源頭，切的越多，浪費越多。

　　最后，剩余鋼材的管理與重復(fù)利用。這個問題最為嚴重，至關(guān)重要。許多企業(yè)剩余鋼材堆積如山，銹蝕流失不計其數(shù)，而企業(yè)卻束手無策，許多企業(yè)只能眼睜睜地把剩余鋼材當作廢鋼變賣。每賣掉一噸“廢鋼”，企業(yè)就損失2000多元。企業(yè)每年在“廢鋼”上的損失都超過幾十萬甚至上百萬。

　　現(xiàn)代切割技術(shù)在鋼材切割生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

　　上面詳細分析了主要切割下料設(shè)備和下料生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在的問題，以及導(dǎo)致鋼材浪費的原因，下面將詳細介紹現(xiàn)代切割技術(shù)如何運用于各種切割下料設(shè)備和下料方式，改變傳統(tǒng)的切割下料方式，達到減少鋼材浪費，提高鋼材利用率，加強企業(yè)的切割生產(chǎn)管理。

　　現(xiàn)代切割技術(shù)有別于傳統(tǒng)的手工切割技術(shù)，她是基于現(xiàn)代計算機信息技術(shù)，針對不同的切割下料設(shè)備，對傳統(tǒng)切割技術(shù)加以改進提升，發(fā)展成為以優(yōu)化套料技術(shù)，鈑金展開技術(shù)，以及余料數(shù)據(jù)庫管理為核心的計算機輔助切割生產(chǎn)和管理軟件，以有效提高鋼材綜合利用率，提高切割效率和切割質(zhì)量，強化企業(yè)的切割生產(chǎn)管理。然而，現(xiàn)代切割技術(shù)又是簡單實用的適用技術(shù)，投資少，見效快。下面就逐一予以介紹。

　　1、鋸床和剪床下料——FastCUT® 套料軟件

　　前面已經(jīng)詳細分析了鋸床和剪板機傳統(tǒng)的手工下料方式，由于沒有計算機套料計算，導(dǎo)致大量邊角料的產(chǎn)生，鋼材浪費，以及鋼材積壓和資金占用。

　　我們看到在國外發(fā)達國家的下料中心，則是普遍使用FastCUT套料軟件，對鋸床和剪板機切割下料進行套料計算和全面的生產(chǎn)管理。FastCUT套料軟件的核心技術(shù)是計算機優(yōu)化套料計算，她的切割技術(shù)是鋸床和剪板機的切割特性和要求，主要功能：首先是采購預(yù)算，避免了企業(yè)盲目采購和資金占用的問題。其次是套料切割，工人是按照計算機的套料計算結(jié)果進行切割，改變了傳統(tǒng)的簡單按順序切割的下料方式，有效減少了邊角余料，提高了鋼材利用率。最后是生產(chǎn)管理，企業(yè)各生產(chǎn)和管理部門依據(jù)計算機的套料切割圖，有序地進行采購，取料，切割，以及余料管理，提高了企業(yè)的管理水平。

　　此外，F(xiàn)astCUT®套料軟件的投資回報非常高：一個月就可收回軟件的投資。

　　計算依據(jù)：假設(shè)企業(yè)平均每個月使用剪板機或鋸床切割下料鋼材50噸，使用FastCUT套料軟件提高鋼材利用率僅按2%計算，一個月就可節(jié)省1噸鋼材，每噸鋼板平均按5000元計算，正好是一套FastCUT®套料軟件的投資。所以，使用FastCUT套料軟件一個月所節(jié)省的鋼材成本就可收回FastCUT套料軟件的投資。

　　2、 鈑金氣割下料——FastSHAPES® 鈑金展開軟件

　　前面詳細分析了手工鈑金放樣和氣割下料方式，由于生產(chǎn)效率低，再加上經(jīng)驗和準確性不夠，經(jīng)常造成返工，窩工現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼材浪費嚴重，制約企業(yè)發(fā)展。

　　然而，在國外的下料中心，則是普遍使用FastSHAPES鈑金展開軟件，使上述問題得到了有效解決。FastSHAPES鈑金展開軟件的核心技術(shù)是把美國、歐洲、澳洲等國家的焊接標準和多種切割焊接方式寫入鈑金展開軟件，把幾何的空間展開與切割焊接工藝相結(jié)合，使鈑金展開不再是簡單的幾何展開，而是根據(jù)焊接標準和切割焊接工藝計算展開，使沒有鈑金展開經(jīng)驗的年輕工人都可以從事復(fù)雜的鈑金展開工作，而且效率極高，幾分鐘就可完成各種復(fù)雜形狀的放樣展開。軟件的主要功能是輸出DXF文件或是打印出展開圖直接鋪在鋼板上用于手工氣割，或是輸出CAM或NC文件直接用于切割機的數(shù)控切割，完全避免了費時費力制作木型或紙樣的工作。FastSHAPES鈑金軟件的突出優(yōu)點就是集成了國外先進的焊接標準和切割焊接工藝，軟件效率和精確度極高，不論有經(jīng)驗的放樣工人還是沒有經(jīng)驗的學(xué)徒工人都可以方便的使用這個軟件。其缺點是該軟件效率太高，會造成一些放樣工人的失業(yè)，因為，一套FastSHAPES鈑金展開軟件可以替代十幾個甚至幾十個工人的工作。

　　由此可見，F(xiàn)astSHAPES®鈑金展開軟件的投資回報非常高，十幾個工人一個月的工資就可以購買一套完整的FastSHAPES鈑金展開軟件，而十幾個工人一個月的工作量使用FastSHAPES鈑金展開軟件一～二天就可以完成。

　　總之，F(xiàn)astSHAPES鈑金展開軟件的推廣普及不僅可以改變傳統(tǒng)手工鈑金放樣和氣割下料生產(chǎn)方式，而且可以培養(yǎng)訓(xùn)練年輕的鈑金工人。

　　3、 數(shù)控切割——FastCAM®套料軟件

　　前面詳細分析了火焰、等離子等數(shù)控切割機在使用中，由于沒有套料軟件或是沒有使用好套料軟件，造成切割機切得越多，鋼材浪費越多的現(xiàn)象。下面就以FastCAM套料軟件為例，介紹套料軟件的正確使用方法，以提高鋼材利用率和切割機的切割效率，真正使切割機“切得快，切得好，切得省”。

　　首先是畫圖，熟練使用AutoCAD的用戶還可以繼續(xù)使用AutoCAD畫圖，不熟練使用AutoCAD的用戶，建議你們學(xué)習(xí)使用FastCAM畫圖，要比AutoCAD簡單快捷。這里對使用AutoCAD畫圖的用戶提出一點建議或忠告，AutoCAD是優(yōu)秀的三維設(shè)計軟件，不是專業(yè)的二維切割軟件，在使用DXF/DWG文件進行編程或套料之前，建議在FastCAM軟件中使用CAD清除壓縮功能，對DXF/DWG文件進行優(yōu)化處理，清除多余或重疊的點，線，壓縮擬合小的弧線，確保切割機“切得快，切得好”，避免在切割過程中切割機發(fā)生抖動或反復(fù)加減速。

　　其次是套料，可以使用經(jīng)過清除壓縮處理后的DXF/DWG或是轉(zhuǎn)存的CAM文件，也可以使用FastCAM繪制的CAM文件或是生成的NC文件在FastNEST套料軟件中進行套料。為提高鋼材利用率，要盡量使用整板和余料板進行套料，對剩余板材要轉(zhuǎn)存為余料板，以便重復(fù)套料。為提高套料效率，要學(xué)會使用人機交互式套料方法，避免手動排料。為避免熱切割變形，要善于調(diào)整切割順序和引入引出點位置。為提高切割效率，要學(xué)會使用共邊切割和連續(xù)切割功能，以減少和避免預(yù)熱和穿孔。

　　再次是編程，使用FastPATH自動編程功能，要特別注意并使用好割縫補償，共邊切割，連續(xù)切割，中心穿孔，預(yù)穿孔，墊縫切割等許多切割功能和切割工藝，確保切割機“切得快，切得好，切得省”。

　　最后是校驗，使用FastPLOT切割模擬與校驗功能，檢驗生成的NC文件是否正確，以保證切割機不發(fā)生切割碰撞，保證鋼板和零件不被切壞。

　　此外，還有套料軟件的設(shè)置，切割機和控制器的設(shè)置，NC代碼的轉(zhuǎn)換，使一套FastCAM套料軟件同時支持多臺不同NC代碼的切割機。

　　4、剩余鋼材的管理與利用——FastTRACK余料數(shù)據(jù)庫管理軟件

　　面對每天產(chǎn)生的剩余鋼材和過去大量堆積的剩余鋼材，企業(yè)應(yīng)該怎么辦？是繼續(xù)向過去一樣按照廢鋼賣掉？還是積極地加以管理和利用？

　　我這里介紹一下國外的下料中心是如何使用FastTRACK余料數(shù)據(jù)庫管理軟件，對剩余鋼材進行管理和重新套料利用的。首先，F(xiàn)astTRACK余料數(shù)據(jù)庫管理軟件把剩余鋼材以圖形方式進行存儲，便于統(tǒng)計和查詢，其次，下料中心把剩余鋼材按照品種和板厚進行分類編號，有序放置，并將存放位置存入FastTRACK余料數(shù)據(jù)庫，最后，F(xiàn)astCAM套料軟件從FastTRACK余料數(shù)據(jù)庫中直接檢索并提取余料進行套料，使剩余鋼材得到有效的管理和充分利用。

　　FastTRACK余料數(shù)據(jù)庫管理軟件是一個多用戶管理軟件，在下料中心一般是由多個部門協(xié)調(diào)管理和利用剩余鋼材。該軟件成功使用的關(guān)鍵是對鋼材余料庫進行合理的規(guī)劃和管理，將剩余鋼材有序地放置好，然后，把余料存入數(shù)據(jù)庫，再通過FastCAM套料軟件加以套料利用。

　　由此可見，余料管理方法簡單，可操作性強，經(jīng)濟效益更為顯著。因為，每回收利用一噸剩余鋼材，就為企業(yè)節(jié)省2000多元。如果一個月把10噸剩余鋼材裝入FastTRACK數(shù)據(jù)庫并加以套料利用，那么一個月節(jié)省的鋼材成本就可收回FastTRACK數(shù)據(jù)庫軟件的投資。

　　總　結(jié)

　　通過上面的分析，大家不難看出，下料車間的切割下料設(shè)備和生產(chǎn)流程非常簡單，管理工作也不復(fù)雜。造成鋼材浪費的主要原因是切割下料技術(shù)和下料方式過于陳舊落后，基本上還處于傳統(tǒng)的手工切割生產(chǎn)方式。因此，要提高鋼材切割利用率，提高切割生產(chǎn)效率，方法簡單，潛力巨大，經(jīng)濟效益可觀。

　　上面介紹的這四套軟件，是典型的實用性、適用性的現(xiàn)代切割技術(shù)，作用是把每臺切割下料設(shè)備和每個切割生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)分別管理好，并有序有機地相互聯(lián)系起來。這些軟件是下料車間或下料中心提高切割效率、提高切割質(zhì)量、提高鋼材綜合利用率的核心關(guān)鍵技術(shù)，是企業(yè)實施ERP或企業(yè)信息化的基礎(chǔ)和前提。