CN106774164A - 一种基于AutoCAD进行板件排料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，属于板件切割前排料技术领域，其解决了现有板件切割废料多、浪费严重、成本高的问题。本发明的方法包括通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形一、二……；沿最长边依次移动图二、三、四……至图形中任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止，生成dwg或者dxf格式图形数据；将上述步骤中dwg或者dxf格式图形数据导入FastCAM软件，通过FastCAM软件输出NC格式代码；将所述的NC格式代码输入至数控机床，执行板件切割。本发明能最大化减少边角料的产生，从而降低了生产成本，节约了板件材料。

Description

一种基于AutoCAD进行板件排料的方法

技术领域

本发明属于板件切割前排料技术领域，具体地说，涉及一种基于AutoCAD进行板件排料的方法。

背景技术

工厂在产品的生产加工前需要对板件材料进行预算排料工作，以确定耗用原材料的数量，由于零件的形状各异，目前靠人工的经验进行排料，往往为了保险起见会将零件的排料尺寸放大，从而造成了原材料的严重浪费，而且边角料的利用率很低，这样生产成本极高。现有技术中也有利用软件进行排料的方法，如：

中国专利申请号201210568985.9，公开日2013年4月17日的专利文件，公开了一种海绵切割机械的自动快速排料方法，步骤如下：a、基图输入：基图一般由CAD绘制的DXF文件构成；b、在基图的基础上绘出效果图，效果图无论如何排列，各个基图之间的间距自动保持在设定的范围内；c、根据效果图绘出排料图，排料图在效果图的基础上，按实际海绵块料大小排料结果，并通过镜像、间距、偏移来修正，以达到最佳排料结果；d、在实际排料的基础上，自动得到实际切割路径图，且路径图能通过块料大小、间距、偏移、输出比例来修正，以达到最佳的切割结果。该发明的优点在于：按指定的尺寸要求，快速自动完成海绵排料，并生成完整的海绵切割路径图；又如：

中国专利申请号201110217486.0，公开日2012年1月4日的专利文件，公开了一种新的回形筋板下料方法，其特征在于按如下步骤实施：(1)先用电子图板CAXA软件或AutoCAD软件根据优化设计的图示及结构件的比例尺寸画出下料图，其中所述的下料图为优化设计出的由上翼板或下翼板和两端等长或长度不一的左、右腹板形成一个整体的两块半回形板构成；(2)利用数控切割设备自带转换软件FASTCAM将该结构件dwg或dxf格式图形数据转换为数控切割设备能够执行的切割编程代码；(3)针对切割路线的制定，对该编程代码进行适当编辑；(4)将最终编程的数控程序代码输入数控切割设备，将要切割的钢板放在数控机床的切割床位上，并将钢板的实际物理空间与软件上的物理空间对好位置后，再进行数控火焰下料切割；(5)将切割后的两块半回形板按左、右腹板两两相对焊接起来，形成一块腹板等长的回形筋板。

上述两份专利文件公开的技术方案均是针对特定领域或零件进行排料的方法，无法适用于大批量多形状零件的排料，因此仍不能避免大批量多形状零件排料所造成的边角料浪费。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有板件切割废料多、浪费严重、成本高的问题，本发明提供一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，能最大化减少边角料的产生，从而降低了生产成本，节约了板件材料。2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，包括如下步骤：

步骤1，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形一，具体以零点坐标为原点，将图形一的最长边A₁边的一个端点a₁置于原点，将A₁边置于X或Y轴，绘制图形一；

步骤2，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形二，具体将图形二的最长边A₂边置于步骤1所述的图形一中第二长边B₁边，绘制图形二，并沿B₁边移动图形二至图形二中任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止；

步骤3，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形三，具体方法是，首先找出步骤1和步骤2中图形一、图形二组合后形成的新图形的外轮廓最长边C₁边；将图形三的最长边A₃边置于C₁边，绘制图形三，如若图形三与其他图形或者X/Y轴重叠，则找出步骤1和步骤2中图形一、图形二组合后形成的新图形的外轮廓第二长边D₁边，绘制图形三，……，直至满足图形三不与其他图形或者X/Y轴重叠为止，再沿C₁边移动图形三至图形三中任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止；

步骤4，按上述步骤3中的方法依次绘制图四、五……，并移动至其任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止；

步骤5，将步骤4最终形成的图形生成dwg或者dxf格式图形数据；

步骤6，将上述步骤5中dwg或者dxf格式图形数据导入FastCAM软件，通过FastCAM软件输出NC格式代码；

步骤7，将上述步骤6中所述的NC格式代码输入至数控机床，执行板件切割。

优选地，所述的图形一、二、三、四、五……的排序依据是按照图形的面积从大至小排列。

优选地，还包括排料优化步骤，具体是通过以下公式计算用料剩余量β的最小值：

其中S为板件用料总面积；S_i为各图形的面积，n为图形的个数，i为各图形的排序号。

优选地，所述的S的确定方法为过各图形坐标值中x的绝对值最大的点作Y轴的平行线，过各图形坐标值中y的绝对值最大的点作X轴的平行线，两平行线与Y轴、X轴所组成四边形的面积即为S。

优选地，所述的图形一、二、三、四、五……均留余量5-10mm。

优选地，步骤7中所述的数控机床为数控激光切割机。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明以各图形中最长边为基准边绘制能够确保在同一方向上更加整齐，为后续移动、以及各图形的紧凑性铺垫了基础；

(2)本发明通过对各图形沿最长边移动能够使其规范性对齐，遇到重合时停止避免了重叠发生；

(3)本发明采用AutoCAD软件绘制图形更加方便、快速，使其与FastCAM软件转换对接，从而简化了数控激光切割机的绘图过程，降低了操作难度；

(4)本发明相比现有技术中的排料方法更加简单，且能够有效降低边角料的产生，从而降低了生产成本，减少了浪费。

附图说明

图1为本发明实施例应用示例图。

图中：1、图形一；2、图形二；3、图形三；4、图形四；5、图形五；6、图形六。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

本实施例以5000×3000×5(mm)的45#钢板为原材料，以面积分别为14500mm²、11300mm²、8400mm²、7200mm²、5600mm²、4800mm²的待加工板件零件为说明对象对本发明的方法作具体描述：

如图1所示，一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，包括如下步骤：

步骤1，按面积大小分别将面积为14500mm²的零件编号图形一1、将面积为11300mm²的零件编号为图形二2，……，以此类推，将面积为4800mm²的零件编号为图形六6；

步骤2，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形一1，具体以零点坐标为原点，将图形一的最长边A₁边的一个端点a₁置于原点，将A₁边置于X或Y轴，绘制图形一1；

步骤3，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形二2，具体将图形二2的最长边A₂边置于步骤1所述的图形一1中第二长边B₁边，绘制图形二2，并沿B₁边移动图形二2至图形二2中任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止；

步骤4，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形三3，具体方法是，首先找出步骤1和步骤2中图形一1、图形二2组合后形成的新图形的外轮廓最长边C₁边；将图形三3的最长边A₃边置于C₁边，绘制图形三3，如若图形三3与其他图形或者X/Y轴重叠，则找出步骤1和步骤2中图形一1、图形二2组合后形成的新图形的外轮廓第二长边D₁边，绘制图形三3，……，直至满足图形三3不与其他图形或者X/Y轴重叠为止，再沿C₁边移动图形三3至图形三3中任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止；

步骤5，按上述步骤3中的方法依次绘制图形四4、图形五5和图形六6，并平移；

步骤6，将步骤4最终形成的图形生成dwg或者dxf格式图形数据；

步骤7，将上述步骤6中dwg或者dxf格式图形数据导入FastCAM软件，通过FastCAM软件输出NC格式代码；

步骤8，将上述步骤8中所述的NC格式代码输入至数控激光切割机，执行板件切割。

本发明的排料方式的原理类似于往瓶子里填充各种形状物体的原理，首先放入体积较大的物体，最后放入体积最小的物体，期间每一个物体的放置面选择接合面最大之处，由此使整体结构更加紧凑，更有利于节省材料。

通过与传统排料方式相比较，切割相同的上述图形，本实施例所剩余的边角余料最少，由此可见，通过本实施例进行排料的结果能够使余料β最小化，即最大化减少了边角余料的产生，降低了浪费，节约了生产成本。

实施例2

一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，与实施例1基本相同，所不同的是，考虑到切割对零件边角的损耗，本实施例在绘制图形时其绘制尺寸留余量5-10mm，用以抵消切割过程产生的损耗。

实施例3

实施例1中各图形首先进行图形面积从大至小的顺序排列后按照步骤2-步骤6的方法进行排料，但由于图形按照不同大小先后顺序排序绘制，排料的结果不相同，因此本实施例增加排料优化的步骤，具体如下：

首先计算出各图形按不同顺序绘制时的用料剩余量β，其中按照实施例1中图形的面积从大至小排列后用料剩余量β值为最小值：

其中S_i为各图形的面积，n为图形的个数，本实施例为6，i为各图形的排序号；因此

过各图形坐标值中x的绝对值最大的点作Y轴的平行线，过各图形坐标值中y的绝对值最大的点作X轴的平行线，两平行线与Y轴、X轴所组成四边形的面积即为S，本实施例中图形四中一坐标值(200，180)，x＝200为最大值，则过该点作Y轴的平行线，同时图形六中一坐标值(150，300)，y＝300为最大值，则过该点作X轴的平行线，两平行线与X轴、Y轴交汇形成的四边形面积为S＝200×300＝60000mm²；

因此，β＝8200mm²；采用图形的面积从大至小排列进行排料为最优方案。

Claims (6)

1.一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，包括如下步骤：

步骤1，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形一，具体以零点坐标为原点，将图形一的最长边A₁边的一个端点a₁置于原点，将A₁边置于X或Y轴，绘制图形一；

步骤2，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形二，具体将图形二的最长边A₂边置于步骤1所述的图形一中第二长边B₁边，绘制图形二，并沿B₁边移动图形二至图形二中任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止；

步骤3，通过AutoCAD软件绘制待加工板件零件图形三，具体方法是，首先找出步骤1和步骤2中图形一、图形二组合后形成的新图形的外轮廓最长边C₁边；将图形三的最长边A₃边置于C₁边，绘制图形三，如若图形三与其他图形或者X/Y轴重叠，则找出步骤1和步骤2中图形一、图形二组合后形成的新图形的外轮廓第二长边D₁边，绘制图形三，……，直至满足图形三不与其他图形或者X/Y轴重叠为止，再沿C₁边移动图形三至图形三中任意一点碰到其他图形或者X/Y轴停止；

步骤4，按上述步骤3中的方法依次绘制图四、五……，并平移；

步骤5，将步骤4最终形成的图形生成dwg或者dxf格式图形数据；

步骤6，将上述步骤5中dwg或者dxf格式图形数据导入FastCAM软件，通过FastCAM软件输出NC格式代码；

步骤7，将上述步骤6中所述的NC格式代码输入至数控机床，执行板件切割。

2.根据权利要求1所述的一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，其特征在于：所述的图形一、二、三、四、五……的排序依据是按照图形的面积从大至小排列。

3.根据权利要求1所述的一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，其特征在于：还包括排料优化步骤，具体是通过以下公式计算用料剩余量β的最小值：

$\mathrm{\β}=\min (S-\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_i)$

其中S为板件用料总面积；S_i为各图形的面积，n为图形的个数，i为各图形的排序号。

4.根据权利要求3所述的一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，其特征在于：所述的S的确定方法为过各图形坐标值中x的绝对值最大的点作Y轴的平行线，过各图形坐标值中y的绝对值最大的点作X轴的平行线，两平行线与Y轴、X轴所组成四边形的面积即为S。

5.根据权利要求2、3或4所述的一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，其特征在于：所述的图形一、二、三、四、五……均留余量5-10mm。

6.根据权利要求5所述的一种基于AutoCAD进行板件排料的方法，其特征在于：步骤7中所述的数控机床为数控激光切割机。