激光切割機取代大型平板繪圖儀可行性分析

　　選用大型平板繪圖儀的背景及存在的問題1.1前期選用大型平板繪圖儀的原因我廠木樣板、樣箱的傳統制作過程為。根據設計單位提供的已進行了三向光順的肋骨線型圖和型值表由人工按1：1的比例繪制在型線放樣臺上，并標注上結構線、板縫線等相關線，再由木工根據型線放樣樣臺上的線型用樣條過到木板上，人工鋸出線型并制作出各種木制樣板和樣箱。其制作過程完全由人工操作，重復勞動多，制造周期長，中間環節多，制作誤差較大，且容易出差錯。這種傳統的加工方式耗費了大量的人力物力，生產效率低，質量也得不到保證。

　　計算機三維模型構造方面我們有較強的實力，在船體線型光順，船體外板展開，船體結構放樣下料，樣板、樣箱設計構模，以及在某型艇上的三維技術應用等方面的研究工作，均處于國內領先水平。

　　加快推廣計算機和數控加工設備的應用是確保按時、高質量地完成某型艇的建造任務，同時也是為了增強工廠面對市場競爭力的十分有效而重要的手段。因此，改變傳統的加工工藝，取消放樣樓，實現樣板、樣箱的加工依據取自計算機的三維模型，由計算機控制其終端設備直接繪出船體型線，這對減少人工放樣的中間環節，減少差錯，加快造船周期是十分必要的。

　　將大型平板繪圖儀作為計算機設計信息的終端設備，由大型平板繪圖儀將計算機的圖形信息繪制在白紙上，在設計階段為設計人員提供正確性檢驗依據，在生產階段為施工人員提供加工依據，這在其他船廠已有應用經驗。相對于傳統加工方式而言，這種改變不能不說是——種進步，這也就是工廠當初為什么選用大型平板繪圖儀作為計算機設計信息終端設備方案的原因所在。

　　1.2選用大型平板繪圖儀存在的問題1大型平板繪圖儀由國外進口，十分嬌氣，對環境條件要求高，極易出故障，大型平板繪圖儀是將計算機的圖形倍E繪制在白紙上，再將白圖應用于設計和生產之中，白閣易撕破，受潮易起皺變形，不利于使用和保存。

　　大型平板繪圖儀雖有較高的精度，但在木制樣板、樣箱的制作過程中，是將白圖上的線型由人工剪出，再畫在木板上，然后由人工在木板上鋸出線型，其中間環節多，人工多次干涉導至積累誤差較大。

　　大型平板繪圖儀將計算機的圖形倍總繪制在白紙上，只能繪制二維圖，無法表達計算機的三維倍總。

　　大型平板繪圖儀用途單，利用率低。

　　基于上述原因，我們希望計算機的終端設備最好是將計算機的圖形倍總S接輸出到三維數控加工設名：上，即由計算機ES接控制三維控加工設備來切割木板和在木夾板上繪制船體線塑，這樣可減少中間環節，減少人工重復勞動，提高產品的制造精度，加快制造周期。

　　數擰激光切割機是大型平板繪圖儀的瑯佳替代設備2.1對大型平板繪閣儀替代設備的選擇就切割木制樣板而言，通過向國內主要木工加工設備廠商的了解，適合于切割曲線木板的木工加工設備有曲線鋸床、木工銑床、鏤銑加工中心以及激光切割機。曲線鋸床不能進行數控，其鋸條在加工過程中易損壞，不適合加工大尺寸的工件，加工速度慢，切割質量差。

　　木工銑床以及鏤銑加1：中心的加工速度較快，切割質量好，可進行數控，但均存在著切口寬，耗材大的問題，并且船廠適用的大型木工銑床以及鏤銑加工中心尚在研制之中，N前還不成熟，現有成熟型號的木工銑床以及鏤銑加工中心均不能加工我們所需耍的大尺寸工件。再者曲線鋸床、木工銑床以及鏤銑加工中心都沒有在木夾板上繪制船體線型圖的能力。因此，曲線鋸床、木工銑床以及鏤銑加工中心均不能滿足工廠的使用要求。

　　我們在功率為3000W的大型數控激光切割機上進行了切割木板、合金鋼板、碳鋼薄板、+銹鋼薄板，以及在九夾板上繪制4800HP平臺供應船酋部線型圖的試驗。試驗結果表明，數控激光切割機+僅能滿足制作木樣板、樣筘和在木夾板上繪制船體線形的各項要求，還具W對碳鋼薄板、不銹鋼薄板進行精密切割的功能。由此可知，數控激光切割機不僅可以取代火型平板繪閣儀，而且還具比大型肀板繪閣儀更為廣泛的用途。

　　數控激光切割機的切割原理、特點及應用范圍2.2.1數控激光切割機的切割原理激光經聚焦形成很小的光點，使焦點處達到很高的功率密度，這時由光束所輸入的熱量遠遠超過材料的反射、傳導或擴散部分，材料很快被加熱至氣化溫度，蒸發形成孔洞，隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續形成很窄的切縫。

　　激光切割機通過計算機控制系統，輸入加工圖紙信總，進行各種信息處理，并快速自動生成優化的數控加工程序，實現激光切割機的各項控制功能。由圖紙信息到加工，中間可不需人工參與，其操作界而為Windows中文界面，可以很方便地對其進行操作、管理、診斷和維護。

　　數控激光切割機的特點激光切割采用的是非接觸式加工法，適用于切割各種軟、硬、脆材料，無刀具磨損的問題，對加工件只需定位而不需夾緊、劃線等工序。通過有效地控制激光器輸出功率的方式和大小，可以很方便地切割金屬和非金屬材料，還可使之具有雕刻圖型文字的功能。

　　數控激光切割機的自動化程度高，可切割任意形狀的工件，與排板軟件結合可整張板材排料，節省材料。激光切割技術作為“光、機、電體化”的高科技加工手段，是當代板材加工的先進的技術之，是柔性加工，敏捷制造技術的重要組成部分。激光切割具有柔性好、精度尚、速度快、割縫窄、熱影響區小等顯著特點，具有其他傳統加工方法所無法比擬的優勢。

　　數控激光切割機的應用范圍2.2.3.1數控激光切割機的應用范圍極其廣泛，對金屬材料言，可切割碳鋼板、不銹鋼板、鈦鋼板、鋁板等高硬度、高熔點、高導熱型的材料；對非金屬材料而言，可切割木板、層壓板、木柄‘板、有機玻璃以及各種軟、脆材料，如陶瓷、皮革、石材等。

　　特是在切割不銹鋼薄板、碳鋼薄板方而，激光切割有著極其獨特的優勢。

　　利用其雕刻功能，在木制九夾板上繪制船體型線圖，具有圖型文字精確美觀、不變形、易保管、可反復使用以及使用時間長等優點；在木板上劃定位線，便于木樣板的裝配；在工件上打上標記，可對工件的物理流動進行自動化管理。

　　利用其柔性好的特點，由計算機點接控制數控激光切割機來切割任意形狀的工件，無需人工劃線，減少了中間環節，可消除在這些環節中的人為錯誤，加快造船周利用其切割精度高、切縫細小的特點，再與排板軟件相結合可進行優化排板，可對工件一次切割成功，無需留加工余量，切割質量篼，節省材料。

　　2.2.3.5激光切割機加相應的工裝可以切割管子。

　　2.2.3.6激光切割機裝上焊接頭噴嘴，就是一臺激光焊接機。

　　激光焊接熱量集中，焊件變形小。不銹鋼焊件焊縫缺陷檢測符合B4730-94（壓力容器無損檢測）RT類型中的I級（共分4個等級，I級為焊縫內不允許裂紋、未溶合、未焊透和條狀夾渣存在）；并按B4708-2000標準（鋼制壓力容器焊接工藝評定）進行抗拉、抗彎強度試驗，檢驗結論合格。該設備引進可以焊接金屬圍壁，解決困擾我廠薄板焊接部分變形問題。

　　2.3激光、等離子切割機切割成本測算對比分析激光切割機等離子切割機電消耗氣體消耗易損件消耗設備折舊合計表1激光切割機切割薄板無毛刺，等離子切割機切割薄板有毛刺。

　　應用于數控激光切割機的接口軟件3.1三維設計對數控激光切割的應用軟件用數控激光切割機制備木樣板，這在國內還是第一次。以往放樣工和木工根據加工和安裝的需要，依照放樣樓上的船體線型人工加工制作樣板、樣箱、裝配樣板及分段線型檢查樣板，現在這些工作絕大部份由計算機輔助設計和數控激光切割機來完成。首先由設計人員在計算機上建立三維模型，再在計算機上轉換成二維的裝配圖，并生成相應的零件圖和木板切割套料圖，根據套料圖轉換成激光機切割指令；由激光切割機切割成——個個木樣板段；木工根據裝配圖，將切割好的樣板零件裝配成樣板或樣箱。具體流程如下圖所示：由于取消了放樣樓，設計人員為對型線進行三向光順（或由設計單位提供三向光順型值）需要使用光順軟件，需要型線查詢程序和相應的網絡查詢系統，還需要分區域繪制型線的程序。型線查詢程序和相應的網絡查詢系統具有防火墻的作用，既能方便查詢型線，又具有保密功能。具體流程如下圖所示：綜上所述，三維設計對數控激光切割機的應用軟件有：⑴樣板/樣箱建模程序⑵樣板數據計算及與套料程序的接口程序⑶樣板/樣箱裝配圖生成程序⑷樣板庫管理程序分區繪制型線圖程序及型線查詢程序木樣板套料切割程序3.2木樣板數控激光切割流程某型潛艇的木樣板的三維設計需在工作站上完成，木樣板套料切割程序需在微機上完成，兩者之間的數據傳遞由接口程序完成。木樣板套料切割程序轉換成激光切割指令后，傳遞到船體零件數據加工中心，再傳遞到激光切割機，具體流程如下圖所示：激光切割機具有打標功能，需將打標的內容與切割的內容區分開。圖上-根線，也可能是切割線，也可能是切割引線，也可能是空定線，也可能是打標線，軟件編制人K應將其區分開來。其程序組成如下圖所示。

　　太板奄料w序切割程序打標程序應用數控激光切割機加工木樣板/樣箱的工藝方案如何應用數控激光切割機加工樣板、樣箱，我們在工藝方而進行了研究，：有專文論述。

　　激光切割機的主要技術參數的確定5.1激光切割機的類型為H維數控高功率激光切割機，其激光器為電光轉換效率較高的軸快流式二氧化碳氣體激光器。

　　5.2由于激光切割機不僅用來切割木板，還需利用其雕刻功能繪制船舶的線型圖，因此建議激光切割機的功率為2000Wr可調），其最低穩定功率應小于60W. 5.3其加工范圍（長X寬）為8000X1800 5、4采用國際上先進的“飛行”光路結構，即工作臺不動，激光切割頭移動的方式。快進速度為15~20m/min，最大切割速度為10m/min，機床主機采用橫梁移動式或龍門移動式。激光器與機床獨立，可使激光器免于震動，確保激光穩定。