激光切割机取代大型平板绘图仪可行性分析-【新闻】

发布时间：2021-09-13 19:20:49 阅读：次来源：炉头厂家

选用大型平板绘图仪的背景及存在的问题1.1前期选用大型平板绘图仪的原因我厂木样板、样箱的传统制作过程为。根据设计单位提供的已进行了三向光顺的肋骨线型图和型值表由人工按1：1的比例绘制在型线放样台上，并标注上结构线、板缝线等相关线，再由木工根据型线放样样台上的线型用样条过到木板上，人工锯出线型并制作出各种木制样板和样箱。其制作过程完全由人工操作，重复劳动多，制造周期长，中间环节多，制作误差较大，且容易出差错。这种传统的加工方式耗费了大量的人力物力，生产效率低，质量也得不到保证。

计算机三维模型构造方面我们有较强的实力，在船体线型光顺，船体外板展开，船体结构放样下料，样板、样箱设计构模，以及在某型艇上的三维技术应用等方面的研究工作，均处于国内领先水平。

加快推广计算机和数控加工设备的应用是确保按时、高质量地完成某型艇的建造任务，同时也是为了增强工厂面对市场竞争力的十分有效而重要的手段。因此，改变传统的加工工艺，取消放样楼，实现样板、样箱的加工依据取自计算机的三维模型，由计算机控制其终端设备直接绘出船体型线，这对减少人工放样的中间环节，减少差错，加快造船周期是十分必要的。

将大型平板绘图仪作为计算机设计信息的终端设备，由大型平板绘图仪将计算机的图形信息绘制在白纸上，在设计阶段为设计人员提供正确性检验依据，在生产阶段为施工人员提供加工依据，这在其他船厂已有应用经验。相对于传统加工方式而言，这种改变不能不说是——种进步，这也就是工厂当初为什么选用大型平板绘图仪作为计算机设计信息终端设备方案的原因所在。

1.2选用大型平板绘图仪存在的问题1大型平板绘图仪由国外进口，十分娇气，对环境条件要求高，极易出故障，大型平板绘图仪是将计算机的图形倍E绘制在白纸上，再将白图应用于设计和生产之中，白阁易撕破，受潮易起皱变形，不利于使用和保存。

大型平板绘图仪虽有较高的精度，但在木制样板、样箱的制作过程中，是将白图上的线型由人工剪出，再画在木板上，然后由人工在木板上锯出线型，其中间环节多，人工多次干涉导至积累误差较大。

大型平板绘图仪将计算机的图形倍总绘制在白纸上，只能绘制二维图，无法表达计算机的三维倍总。

大型平板绘图仪用途单，利用率低。

基于上述原因，我们希望计算机的终端设备最好是将计算机的图形倍总S接输出到三维数控加工设名：上，即由计算机ES接控制三维控加工设备来切割木板和在木夹板上绘制船体线塑，这样可减少中间环节，减少人工重复劳动，提高产品的制造精度，加快制造周期。

数拧激光切割机是大型平板绘图仪的琅佳替代设备2.1对大型平板绘阁仪替代设备的选择就切割木制样板而言，通过向国内主要木工加工设备厂商的了解，适合于切割曲线木板的木工加工设备有曲线锯床、木工铣床、镂铣加工中心以及激光切割机。曲线锯床不能进行数控，其锯条在加工过程中易损坏，不适合加工大尺寸的工件，加工速度慢，切割质量差。

木工铣床以及镂铣加1：中心的加工速度较快，切割质量好，可进行数控，但均存在着切口宽，耗材大的问题，并且船厂适用的大型木工铣床以及镂铣加工中心尚在研制之中，N前还不成熟，现有成熟型号的木工铣床以及镂铣加工中心均不能加工我们所需耍的大尺寸工件。再者曲线锯床、木工铣床以及镂铣加工中心都没有在木夹板上绘制船体线型图的能力。因此，曲线锯床、木工铣床以及镂铣加工中心均不能满足工厂的使用要求。

我们在功率为3000W的大型数控激光切割机上进行了切割木板、合金钢板、碳钢薄板、+锈钢薄板，以及在九夹板上绘制4800HP平台供应船酋部线型图的试验。试验结果表明，数控激光切割机+仅能满足制作木样板、样筘和在木夹板上绘制船体线形的各项要求，还具W对碳钢薄板、不锈钢薄板进行精密切割的功能。由此可知，数控激光切割机不仅可以取代火型平板绘阁仪，而且还具比大型肀板绘阁仪更为广泛的用途。

数控激光切割机的切割原理、特点及应用范围2.2.1数控激光切割机的切割原理激光经聚焦形成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度，这时由光束所输入的热量远远超过材料的反射、传导或扩散部分，材料很快被加热至气化温度，蒸发形成孔洞，随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成很窄的切缝。

激光切割机通过计算机控制系统，输入加工图纸信总，进行各种信息处理，并快速自动生成优化的数控加工程序，实现激光切割机的各项控制功能。由图纸信息到加工，中间可不需人工参与，其操作界而为Windows中文界面，可以很方便地对其进行操作、管理、诊断和维护。

数控激光切割机的特点激光切割采用的是非接触式加工法，适用于切割各种软、硬、脆材料，无刀具磨损的问题，对加工件只需定位而不需夹紧、划线等工序。通过有效地控制激光器输出功率的方式和大小，可以很方便地切割金属和非金属材料，还可使之具有雕刻图型文字的功能。

数控激光切割机的自动化程度高，可切割任意形状的工件，与排板软件结合可整张板材排料，节省材料。激光切割技术作为“光、机、电体化”的高科技加工手段，是当代板材加工的先进的技术之，是柔性加工，敏捷制造技术的重要组成部分。激光切割具有柔性好、精度尚、速度快、割缝窄、热影响区小等显著特点，具有其他传统加工方法所无法比拟的优势。

数控激光切割机的应用范围2.2.3.1数控激光切割机的应用范围极其广泛，对金属材料言，可切割碳钢板、不锈钢板、钛钢板、铝板等高硬度、高熔点、高导热型的材料；对非金属材料而言，可切割木板、层压板、木柄‘板、有机玻璃以及各种软、脆材料，如陶瓷、皮革、石材等。

特是在切割不锈钢薄板、碳钢薄板方而，激光切割有着极其独特的优势。

利用其雕刻功能，在木制九夹板上绘制船体型线图，具有图型文字精确美观、不变形、易保管、可反复使用以及使用时间长等优点；在木板上划定位线，便于木样板的装配；在工件上打上标记，可对工件的物理流动进行自动化管理。

利用其柔性好的特点，由计算机点接控制数控激光切割机来切割任意形状的工件，无需人工划线，减少了中间环节，可消除在这些环节中的人为错误，加快造船周利用其切割精度高、切缝细小的特点，再与排板软件相结合可进行优化排板，可对工件一次切割成功，无需留加工余量，切割质量篼，节省材料。

2.2.3.5激光切割机加相应的工装可以切割管子。

2.2.3.6激光切割机装上焊接头喷嘴，就是一台激光焊接机。

激光焊接热量集中，焊件变形小。不锈钢焊件焊缝缺陷检测符合B4730-94（压力容器无损检测）RT类型中的I级（共分4个等级，I级为焊缝内不允许裂纹、未溶合、未焊透和条状夹渣存在）；并按B4708-2000标准（钢制压力容器焊接工艺评定）进行抗拉、抗弯强度试验，检验结论合格。该设备引进可以焊接金属围壁，解决困扰我厂薄板焊接部分变形问题。

2.3激光、等离子切割机切割成本测算对比分析激光切割机等离子切割机电消耗气体消耗易损件消耗设备折旧合计表1激光切割机切割薄板无毛刺，等离子切割机切割薄板有毛刺。

应用于数控激光切割机的接口软件3.1三维设计对数控激光切割的应用软件用数控激光切割机制备木样板，这在国内还是第一次。以往放样工和木工根据加工和安装的需要，依照放样楼上的船体线型人工加工制作样板、样箱、装配样板及分段线型检查样板，现在这些工作绝大部份由计算机辅助设计和数控激光切割机来完成。首先由设计人员在计算机上建立三维模型，再在计算机上转换成二维的装配图，并生成相应的零件图和木板切割套料图，根据套料图转换成激光机切割指令；由激光切割机切割成——个个木样板段；木工根据装配图，将切割好的样板零件装配成样板或样箱。具体流程如下图所示：由于取消了放样楼，设计人员为对型线进行三向光顺（或由设计单位提供三向光顺型值）需要使用光顺软件，需要型线查询程序和相应的网络查询系统，还需要分区域绘制型线的程序。型线查询程序和相应的网络查询系统具有防火墙的作用，既能方便查询型线，又具有保密功能。具体流程如下图所示：综上所述，三维设计对数控激光切割机的应用软件有：⑴样板/样箱建模程序⑵样板数据计算及与套料程序的接口程序⑶样板/样箱装配图生成程序⑷样板库管理程序分区绘制型线图程序及型线查询程序木样板套料切割程序3.2木样板数控激光切割流程某型潜艇的木样板的三维设计需在工作站上完成，木样板套料切割程序需在微机上完成，两者之间的数据传递由接口程序完成。木样板套料切割程序转换成激光切割指令后，传递到船体零件数据加工中心，再传递到激光切割机，具体流程如下图所示：激光切割机具有打标功能，需将打标的内容与切割的内容区分开。图上-根线，也可能是切割线，也可能是切割引线，也可能是空定线，也可能是打标线，软件编制人K应将其区分开来。其程序组成如下图所示。

太板奄料w序切割程序打标程序应用数控激光切割机加工木样板/样箱的工艺方案如何应用数控激光切割机加工样板、样箱，我们在工艺方而进行了研究，：有专文论述。

激光切割机的主要技术参数的确定5.1激光切割机的类型为H维数控高功率激光切割机，其激光器为电光转换效率较高的轴快流式二氧化碳气体激光器。

5.2由于激光切割机不仅用来切割木板，还需利用其雕刻功能绘制船舶的线型图，因此建议激光切割机的功率为2000Wr可调），其最低稳定功率应小于60W. 5.3其加工范围（长X宽）为8000X1800 5、4采用国际上先进的“飞行”光路结构，即工作台不动，激光切割头移动的方式。快进速度为15~20m/min，最大切割速度为10m/min，机床主机采用横梁移动式或龙门移动式。激光器与机床独立，可使激光器免于震动，确保激光稳定。