张继平;庞利军;陈美英;毛慧英;张燕英
【摘 要】Initialized cutting monitor activity of laser plates,through analysis to cutting process of laser plates,re-searched clipping technology of laser cutter plates sheath,found out the main factors of affecting using ratio of raw materi-als,did optimization composing of parts of different materials,different plates thickness,and different shape.Through tak-ing measures,maximized the using ratio of raw materials,realized the goals of controlling costs.%组织开展激光板材切割套裁监控活动，对激光板材切割过程进行分析，通过对激光切割机板材套裁技术进行研究，出了影响原材料利用率的主要因素，对不同材料、不同板厚以及不同形状的零件进行了优化排版。通过采取措施，最大限度地提高了原材料利用率，达到了成本控制的目的。 【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2014(000)007
【总页数】3页(P130-131,132)
【关键词】激光下料切割;优化工艺;排版编程;原材料利用率;成本控制
激光熔覆工艺【作 者】张继平;庞利军;陈美英;毛慧英;张燕英
【作者单位】内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古 包头 014033;内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古 包头 014033;内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古 包头 014033;内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古 包头 014033;内蒙古第一机械集团有限公司，内蒙古 包头 014030
【正文语种】中 文
【中图分类】TG485
人类文明进步的历史都是与科学技术的发展紧密联系在一起的。激光改变了人类的生活，激光每进入一个领域就会产生一场革命。激光在汽车、电子、航空、航天、机械、冶金、铁路和船舶等工业部门以及农业、医疗、军事、旅游和娱乐等领域被广泛应用，几乎涉及
国民经济的所有领域。自激光技术诞生以来，已形成了激光切割、焊接、雕刻、打孔、表面处理、熔覆、标记、快速成型、医疗和美容等应用工艺，其中应用最广泛的是激光切割技术，从最小结构的计算机芯片到超大型飞机和舰船的制作，激光切割都是不可或缺的重要手段。与传统的机械加工方法相比，其具有能量最大限度的集中、易于操作、效率高、质量高和成本低等突出优点。
内蒙古北方重工业集团有限公司现有唯一的1台大型板材数控激光下料切割机，承担着本公司产品切割下料任务。主要切割厚度范围为0.8～12mm的碳钢及0.8～4mm的不锈钢、黄铜、铝及铝合金等金属板材。在切割产品时，由于各种产品的尺寸和形状差距很大，且材料品种和厚度规格极其繁杂，如果用平铺式排版切割会造成原材料严重浪费，使原材料利用率降低，极易加大产品的制造成本。针对上述情况，有必要进行激光板材切割的原材料利用率监控分析活动，力求经过控制分析活动，使原材料利用率得到提高，达到成本控制的目的，运用各种套裁方式达到本公司年节约耗材的预期目标。
1 现状调查
数控激光下料切割机的下料切割厚度范围为0.8～12mm。在切割同种材质和同种厚度的产
品时，由于产品种类多、形状和尺寸差别很大，按照普通排版，如较大尺寸的圆环件切割后，其中间切割下的余料不易进行再次切割；所以，切割工艺不完善，不能充分利用材料余量，易造成浪费。
本文力求通过激光板材切割套裁监控活动，优化切割工艺，使原材料利用率得到提高（3%～5%），实现年节约10万元，达到成本控制的目的。
2 影响原材料利用率的因素分析
影响原材料利用率（造成材料浪费）的因素如下：1）数控激光切割机在切割同种材质和同种厚度的零件时，由于零件种类多、形状和尺寸差别很大，批生产容易造成客观上的排版空位；2）员工节约意识不强；3）员工操作水平有差距及操作方法不当；4）切割的产品质量不符合要求；5）排版与实际使用的原材料幅面不符；6）排版不够科学合理，按照普通排版，如较大尺寸的圆环形件切割后，其中间切割下的余料不易再次切割；7）未对边角余料进行二次利用；8）切割零件材质不同时，若相对应的切割气体选择不当，则影响产品成形质量；9）设备使用多年，加工精度下降，影响零件切割质量。
通过上述分析，将影响原材料利用率的主要因素列入表1中。
表1 影响原材料利用率的因素序号 因素 影响结果 采用方法 作用1节约意识 节约意识差造成浪费 调查 主要2操作水平 决定产品的成形质量 调查 次要3操作方法 造成原材料浪费 分析 次要4 切割气体的选择 影响产品的成形质量 检测 次要5 设备加工精度 经过维护保养可以保证精度 分析 次要6排版程序 造成原材料浪费 调查 主要7 原材料幅面不符 造成原材料浪费 调查 次要8边角余料未二次利用 影响原材料利用率 调查 次要
影响材料利用率的因果图如图1所示。
图1 影响材料利用率的因果图
从影响材料利用率，提高人、机、料、法、环5因素因果分析可以看出，人和法的因素起主导作用，排版程序和节约意识是影响原材料利用率的主要因素。
3 制定科学合理的提高利用率措施
提高原材料利用率的措施如下：1）培养员工精益管理及精益改善理念，严格贯彻执行切割工艺纪律，提高节约意识；2）进行操作技能培训，提高操作水平，规范操作方法，确保产品切割质量，从而减少浪费；3）认真执行首件检制度，严格控制切割操作过程质量，使产
品质量处于受控状态；4）规范排版程序，根据材质和料厚，合理设置零件间距，使零件间距始终处于最小合理状态，从而提高原材料利用率；5）在有条件的情况下，根据生产需要，对所需原材料进行预排版，再按规定采购所需幅面的原材料，从而减少浪费；6）对于能实现共线切割的零件进行共线切割，以减少材料空位，提高原材料利用率；7）对边角余料进行归类存放，以便进行二次充分利用，从而提高原材料利用率；8）制作工作推进流程图，并认真执行。
4 激光切割板材套裁研制
4.1 解决激光切割板材利用率问题的原则
通过分析激光切割板材下料的现状，对本公司承揽的所有零件，根据形状、材料规格和料厚进行分类，探索和研究同料厚和同材质的加工方法和排版程序，以实现不同规格和形状零件的优化排列，降低板材的原材料消耗，从而降低产品的生产成本。
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