在现代企业制度下.doc

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在现代企业制度下，提高经济效益是企业生产经营的出发点和落脚点。要提高企业经济效益，关键在于加强企业成本管理，不断降低产品成本 ，这已成为人们的共识。钢结构企业钢材要占公司总成本的60％以上，而气体燃料也要占切割总成本的 60％以上，钢结构行业已经进入微利时代。2008年以来，随着钢材价格的不断上涨，让我们进一步地感到了市场竞争的日益激烈和降低生产成本的迫切性。那么降低成本的途径在哪里?经过探讨 ，提高材料利用率和切割效率 是最 直接 、最行之有效的解决办法之一。目前，我国许多制造企业对钢材下料，特别是数控切割方面，只满足于 “可以切”的基本要求 ，只要能够编程，生成}JJ割程序，可以切割就行了，忽视了切割效率和钢材利用率。围绕这个出发点 ，我们在现有设备及软件技术的基础上对数控切割技术进行了不断的改革和试验，寻找新的切割方法。试验证明 “共边切割、连续切割”的方法是可行的，但我们现有的软件还无法解决，靠人一L更是难以实现的。由于我们钢材的宽度相对较窄、零件数量多、面积较小 ，在切割热变形的控制上相对复杂，目前在国内并没有我们钢结构行业专用的成熟软件。经过一段时间的凋研分析，决定与目前在机械、造船行业数控切割方面有着比较丰富经验的发思特(FastCAM)软件公司合作，针对我们钢结构行业的特点开发一套钢结构行业专用版的数控套料切割软件。经过近一个月的不断研究、修改和完善，目前已基本能够满足我们的需要。通过大量的切割实践和统计数据证明：使用 FastCAM 自动套料软件的全自动共边、借边、桥接
和连续切割等高效切割技术和工艺，可以直接减少预热
穿孔 70％，减少切割路径 30％，提高切割效率 40％，
提高钢材套料利用率 3％ ～5％。同时，有效节省火焰、
等离子割嘴电极等耗材以及水电气等能源40％。
一
、 切割方法总体对比
(1)正常切割 每个零件都要预热穿孑L，每个零件
切割一周，这种通常的切割方法明显造成相同或临近的
直线边重 复切割 ，这 样 就会 降低 切割 效率 和钢 材利 用
率，同时大量的预热穿孑L还对火焰和等离子割嘴电极以
及切割氧和电力产生大量的消耗。
(2)共边、桥接切割 套料采用全自动共边功能和
桥接连割功能，在整板套料和余料板套料的基础上，实
现多个零件共边切割，既可以减少切割路径，提高切割
效率，又可以减少零件问距，提供钢材利用率。使用桥
接连割切割方法，实现零件成片成组连续切割，有效减
少预热穿孔个数，缩短切割时间，提高切割效率，降低
火焰 等离子割嘴电极损耗 。
(3)全自动共边切割 可实现不同大小、不同形状
零件的全 自动共边套料和借边切割，实现共边零件与不
共边零件的混合套料切割。全 自动共边套料借边切割功
能，有效减少预热穿孔 70％ ，减少切割路径 30％，提
高切割效率40％，有效减少割嘴等耗材的消耗。
(4)火焰等离子桥接连割 可实现零件成组成片桥
接连割，有效减少火焰等离子穿孔数量，实现连续切
割。火焰等离子桥接连割套料功能，可减少穿孑L数量
70％，节省割嘴电极消耗40％，有效节省切割气体和电
力的消耗。
(5)零件短空程连续切割 类似于桥接功能，实现
相邻几个 零件 的引入引 出线 连接 ，实现连 续切割 ，避 免
了火焰等离子的预热穿孑L，从而有效节省割嘴电极和预
热氧，节省耗材，提高切割效率。
二、切割实例分析
1．数控火焰切割机标准切割和混合共边切割比较
(1)基础数 据 钢 板尺寸 为 25mm×1803mm ×
10205mm，材质 Q345B，零件总数量 77个，零件类型
77种。
(2)标准状态套料数据 零件之间距离 6mm (大
于两倍割缝值以上)，零件与板间距 3mm (大于 1倍割
缝值以上)，实际套料零件数 77个，实际套料零件类型
77种，所需钢板两张。
(3)共边套料状态数据 零件之间距离2mm (1倍
割缝值)，零件与板 间距 2．5mm，实际套料零件数 77
个，实际套料零件类型77种，所需钢板 1张。
(4)比较结果见表 1。
表 1
从 标 准 切 割 ：使 用 两 张 板 材 ，第 一 张 板 的 利 用 率 为
材
板 82． 05％ ，第二张为 lO．78％
面 共边切割
积 ： 只需 l张板材 ，利用率为 92．83％
上 直接减少 了一张钢板的切割
， 避免产生余料
标 准切割 ：切割 长度 113．529m+24．828m=138．357m
切
从 共 边切割 ： 切割 长度 88．357m
效割 切 割长度有效减少 了 50m， 即减少 36％ 。按照火焰切 割
室 速度 为 450mm／min
上 ， 节约 了 147．59min；按 照气体 消耗量
为 2．8m ／h，共节约 6．887m
标准切割 ：一共有 77个在板 上直接穿孔点
从 共边切割 ：实际在板上 的穿孔 点为 l3个 ，其 他的全 部
穿 为借边
孔 ， 而不是穿 孔 ，其正 常 的预热保 留 0．8s即可 以行
数 走切割
量
上 节省了 64个正常预热穿孔点 ， 减少率为 83％
按照气体 肖耗量为 2．8m ／h，共节约 1．87m
l 根据以上数据可以得出，使用混合共边进行切割是有效
l节约板材的方法和手段之一，同时也是：if-效提高切割效率
纂l和节约成本的有效方法。切割一张钢板大约能够节省
l147．59min，节省气体6．885m，同时还减少了换板过程
l的时间
(5)该实例的切割照片见图 1。
图 1
2。等离子标准切割和共边切割比较
(1)原理 根据各等离子电源生产厂商的官方数据
和实际使用经验，在切割板材时，每进行一次穿孔将会
造成等离子割炬电极和割嘴的破坏，这种破坏的程度要
远远大于正常切割时的损耗。因此，减少切割中板材上
的穿孔次数无形 中减少 了喷嘴和 电极 的损耗 。
(2)基础数 据 钢板尺 寸为 12arm ×1500mm ×
8000arm，材质为 Q345B，零件总数量 377个，零件种类
8种。
(3)标准状态套料数据 零件之间 的距离 6mm
(大于两倍割缝值 以上)，零件与板间距 2mm (大于 1
倍割缝值以上)，实际套料零件数 377个，实际套料零
件类型 8种，所需钢板两张。
(4)共边套料数据 零件之问距离3mm (1倍割缝
值)，零件与板间距 2mm，实际套料零件数 377个，实
际套料零件类型8种，所需钢板两张。
(5)比较结果见表 2。
表 2
} 标准切割：分别是84．68％和53．99％
辁I共边切割：分别为92．52％~B46．15％
}从第一张整板上可以看出，利用率提高了7．84％，而
罂l第二张板上节约了7．84％，即第二张的余料面积增加了，
}提高了板材利用率
l
参磊 工热加
标准切割 ：第一 张板 的切割长 度为 214．161m，第 二张
从
切 板 的切割长度为 132．682m
效
割 共边切割 ： 第一 张板 的切割长 度为 172．895m，第 二张
上
室 板 的切割长度为 76． 48m
切割长度上分别减少了 19．2％ 、42．3％
标准切割 ：第一张板的穿孔数为 225个 ，第二张板 的穿
从 孔数为 152个
穿
孔 共边切割 ：第一张板 的实际穿孔 数为 48个，其 他 的为
数
量 边缘切割 ，第二张板 的实 际穿孔数 为 l2个 ，其 他的为边
上 缘切割
实际穿孔分别减少为 78．67％和 88．82％
通过上面 的数据可 以得出 ，使用混合共边不仅可 以增 加
利用 率，还可 以减少穿孔数量，通过这种方式切割 可以使
结
等离子 的电极和喷嘴的损耗度降到最低 (如以美国海别得
论
MAX200的易损件一套价格 (140元 )算 ，相当于 比原 来
节省了 112元 )，同时在切割长度上也减少了
(6)类似的实际切割照片见图2。
图 2
3．数控火焰标准切割和桥接切割比较
(1)基础 数据 钢板 尺寸：40mm×2354mmX
8354mm，厚度 40arm，材质 Q345GJC Z15，零件总数
量 38个，零件种类 38种。
(2)标准状态套料数据 零件之间距离为 10mm
(大于两倍割缝值以上)，零件与板间距为 8arm (大于 1
倍割缝值以上 )，实际套料零件数 38个 ，实际套料零件
类型 38种，所需钢板 1张。
(3)桥 接 状 态 套 料 时 数 据 零 件 之 间 距 离lOmm (1倍割缝值)，零件与板间距 8mm，实际套
料零件数 38个实体 ，套料零件类型 38种，所需钢
板 1张 。
(4)比较结果见表3。
表 3
从
板
材
面 利用率基本相同
积
上
从
切 标准切割 ：空程 34．20m，切割 长度 109．369m
割
效 桥接切割 ：空程 8．523m，切割长度 l11．197m
上室 按照空程速度为 6000mm／min计算 ， 节约 4．3arin
标准切割 ：穿孔数 38个
从 桥接切割 ：穿孔数 1个
穿
孔 按 每 个穿 孔 预 热 时 间 为 55s计 算 ，节 约 35．75arin
数 (不算人工辅助时间)
量
上 按预热对气体消耗量 为 3． 5m ／h计算 ，共 节约 2．1m
(不再进行割嘴损耗计算 )
根据 以上数据可 以得出 ，切 割这样一张板能够节 省大
约 30min的时间 ，同时可以节 省气体损 耗为 2．1m ，约
结
为 1．22kg。对 于企业 按照每 年使用桥 接切割板 材 5000t
论
计算 ，即可为企业节 省切割时 间约 14h，节 省气体 耗量
28．4kg
(5)该实例的切割照片见图3。
图 3
三、结果对比
切割实例结果对比汇总见表4。
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