CN111618663B - 一种获取待加工零件切割模板的方法及钢板切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种获取待加工零件切割模板的方法及钢板切割方法，获取待加工零件切割模板的方法包括：测量钢板宽度W1和待加工零件宽度W2，计算在钢板宽度方向上能够排布的待加工零件数量N；计算模板套料宽度X；将多个待加工零件沿钢板长度方向依次排列，以形成一行模板套料，一行模板套料内各待加工零件形成的最大宽度小于或等于模板套料宽度X；将多行模板套料沿钢板宽度方向排列，以形成待加工零件切割模板，模板套料的行数为待加工零件数量N。本发明充分利用了钢板宽度方向上除了满足必要间距以及满足待加工零件宽度尺寸外的剩余尺寸，使待加工零件之间更加紧凑，减少待加工零件切割模板的长度，提高钢板的利用率。

Description

一种获取待加工零件切割模板的方法及钢板切割方法
技术领域
本发明涉及机加工领域，特别涉及一种获取待加工零件切割模板的方法及钢板切割方法。
背景技术
船体结构建造过程中需要使用大量辅助工装件来配合生产建造作业，例如吊马、马板、搁排、牛腿等，每年用于制作这些辅助工装件损耗的钢板量巨大。为了控制钢板成本，采购人员一般是采购多种不同规格尺寸的钢板，但一个切割模板没有办法运用于多种不同规格尺寸的钢板上，从而导致无法设计通用的切割模板批量完成切割作业。目前通常使用的是将单个待加工零件作为切割模板，沿钢板的宽度方向并排同步切割，如图1所示，该方法对于类三角结构的待加工零件2来说，钢板1的使用效率大大减少，会增加钢板2成本，降低公司效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的切割模板不适用于多种不同规格尺寸的钢板，容易使钢板利用率较差的缺陷，提供一种获取待加工零件切割模板的方法及钢板切割方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种获取待加工零件切割模板的方法，其特点在于，所述获取待加工零件切割模板的方法包括以下步骤：
步骤S1、测量钢板宽度W1；
步骤S2、测量待加工零件宽度W2；
步骤S3、根据钢板宽度W1和待加工零件宽度W2计算在钢板宽度方向上能够排布的待加工零件数量N；
步骤S4、根据待加工零件数量N和测量钢板宽度W1计算模板套料宽度X；
步骤S5、将多个待加工零件沿钢板长度方向依次排列，以形成一行模板套料，一行模板套料内各待加工零件形成的最大宽度小于或等于模板套料宽度X；
步骤S6、将多行模板套料沿钢板宽度方向排列，以形成待加工零件切割模板，模板套料的行数为待加工零件数量N。
在本方案中，充分利用了钢板宽度方向上除了满足必要间距以及满足待加工零件宽度尺寸外的剩余尺寸，使待加工零件之间更加紧凑，减少待加工零件切割模板的长度，提高钢板的利用率。
较佳地，计算在钢板宽度方向上能够加工的一列待加工零件数量N的公式为N＝[M]，其中，M＝[W1-2*B1-(N-1)*B2]/W2，B1为待加工零件与钢板边缘的最短距离，B2为相邻两个待加工零件之间的最短距离。
较佳地，计算模板套料宽度X的公式为X＝[W1-2*B1-(N-1)*B2]/N。
较佳地，待加工零件与钢板边缘的最短距离B1为10mm。
较佳地，相邻两个待加工零件之间的最短距离B2为10-13mm。
较佳地，在步骤S5中，一行模板套料内，相邻两个待加工零件之间以翻转180°的方式进行排列。
较佳地，多行模板套料沿钢板宽度方向间隔设置。
较佳地，多行模板套料中的待加工零件数量相同。
一种钢板切割方法，其特点在于，所述钢板切割方法采用上述的获取待加工零件切割模板的方法中获取的待加工零件切割模板，所述钢板的切割方法包括以下步骤：
测量钢板的长度L1；
测量多种待加工零件切割模板的长度；
确定采用的待加工零件切割模板类型、数量和使用顺序，其中，对于在钢板长度方向上的待加工零件数量多的待加工零件切割模板先进行使用；
根据待加工零件切割模板的使用顺序，对钢板进行切割。
在本方案中，对于同一宽度的钢板，可以预先设计多个待加工零件切割模板，每个待加工零件切割模板中每行模板套料内的待加工零件的数量不同。对于不同长度的钢板可以选择不同的待加工零件切割模板进行组合，从而能够在钢板上切割数量更多的待加工零件。
较佳地，待加工零件切割模板的一行模板套料中包括的待加工零件的数量为偶数个。
本发明的积极进步效果在于：本发明充分利用了钢板宽度方向上除了满足必要间距以及满足待加工零件宽度尺寸外的剩余尺寸，使待加工零件之间更加紧凑，减少待加工零件切割模板的长度，提高钢板的利用率。对于同一宽度的钢板，可以预先设计多个待加工零件切割模板，每个待加工零件切割模板中每行模板套料内的待加工零件的数量不同。对于不同长度的钢板可以选择不同的待加工零件切割模板进行组合，从而能够在钢板上切割数量更多的待加工零件。
附图说明
图1为现有技术中待加工零件在钢板上的切割布局示意图。
图2为本发明一实施例中待加工零件在钢板上的切割布局示意图。
图3为本发明一实施例的获取待加工零件切割模板的方法的流程示意图。
图4为本发明一实施例的钢板切割方法的流程示意图。
现有技术附图标记说明：
钢板1
待加工零件2
本申请附图标记说明：
钢板3
待加工零件4
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本实施提供一种获取待加工零件切割模板的方法，如图2-3所示，获取待加工零件切割模板的方法包括以下步骤：
步骤S11、测量钢板宽度W1；
步骤S12、测量待加工零件宽度W2；
步骤S13、根据钢板宽度W1和待加工零件宽度W2计算在钢板3宽度方向上能够排布的待加工零件数量N；
步骤S14、根据待加工零件数量N和测量钢板宽度W1计算模板套料宽度X；
步骤S15、将多个待加工零件4沿钢板3长度方向依次排列，以形成一行模板套料，一行模板套料内各待加工零件4形成的最大宽度小于或等于模板套料宽度X；
步骤S16、将多行模板套料沿钢板3宽度方向排列，以形成待加工零件切割模板，模板套料的行数为待加工零件数量N。
由于切割刀自身存在尺寸以及钢板3边缘精度较低等原因，为了保证待加工零件4的切割精度，待加工零件4与钢板3的边缘以及相邻的两个待加工零件4之间都应该设置有一定间距，以留有足够的切割余量放置切割刀以及切除精度较低的钢板3边缘。因此，在计算钢板3宽度方向上能够排布的待加工零件数量N的时候，不能直接将测量出钢板宽度W1数值和待加工零件宽度W2数值相除以得出待加工零件数量N，还需要考虑待加工零件4与钢板3边缘的最小间距以及相邻的两个待加工零件4之间的最小间距。
其中，在图2中由4×5个待加工零件4排列而成的即为通过本实施例中根据获取待加工零件切割模板的方法得到的待加工零件切割模板，该待加工零件切割模板的一行模板套料中有四个待加工零件4。
用于计算在钢板3宽度方向上能够加工的一列待加工零件数量N的公式为N＝[M]，M＝[W1-2*B1-(N-1)*B2]/W2。其中，B1为待加工零件4与钢板3边缘的最短距离，B2为相邻两个待加工零件4之间的最短距离。由于N指代数量，而待加工零件4的数量不能带有小数，因此N是取M计算结果的整数值。待加工零件4与钢板3边缘的最短距离B1优选为10mm，相邻的两个待加工零件4之间的最短距离B2优选为10-13mm，相邻的两个待加工零件4之间的最短距离B2具体选择数值需要参考切割机型号以及切割刀尺寸。
待加工零件4与钢板3边缘的最短距离B1和相邻两个待加工零件4之间的最短距离B2虽然在计算在钢板3宽度方向能够加工的一列待加工零件数量N的时候分别是指待加工零件4与钢板3宽度方向两端的最短距离以及在钢板3宽度方向上相邻的两个待加工零件4之间的最短距离。但待加工零件4与钢板3边缘的最短距离B1同时也可以是待加工零件4与钢板3长度方向两端的最短距离，相邻两个待加工零件4之间的最短距离B2也同时可以是在钢板3长度方向上相邻的两个待加工零件4之间的最短距离。
待加工零件切割模板包括待加工零件4的横向排布以及纵向排布，其中，待加工零件4的横向排布是指沿钢板3的长度方向上待加工零件4的数量和布局，本实施例中，钢板3同一个宽度方向上的待加工零件4的横向排布为一行模板套料。
多行模板套料沿钢板3的宽度方向间隔设置，模板套料的行数优选等于待加工零件数量N。根据模板套料的行数以及钢板宽度W1来计算模板套料宽度X，计算模板套料宽度X也需要考虑模板套料和钢板3边缘的间距，以及相邻的两行模板套料之间的间距。模板套料和钢板3边缘的最短距离优选等于待加工零件4与钢板3边缘的最短距离B1，相邻的两行模板套料之间的最短距离优选等于相邻的两个待加工零件4之间的最短距离B2。用于计算模板套料宽度X的公式为X＝[W1-2*B1-(N-1)*B2]/N，计算出来的模板套料宽度X略大于待加工零件宽度W2。
在其他可替代的实施方式中，多行模板套料之间也可以不设置间距，但应该保证相邻的两行模板套料中，前一个模板套料最下端的待加工零件4和后一个模板套料最上端的待加工零件4之间存在间距，该间距应该保证待加工零件4的切割精度。模板套料的行数也可以小于待加工零件数量N，但应该满足在相同的面积下，即使模板套料行数小于待加工零件数量N，但该待加工零件切割模板中待加工零件4的数量大于在模板套料行数等于待加工零件数量N的情况下待加工零件切割模板中待加工零件4的数量，从而能够提高钢板3的利用率。
大多数情况下M的计算结果都存在小数，这也意味着在留有足够待加工零件4与钢板3宽度方向两端的间距以及在钢板3宽度方向上相邻的两个待加工零件4之间的间距的情况下，钢板3宽度方向上剩下的尺寸无法正好等于多个待加工零件宽度W2之和，除加工待加工零件4之外还会剩余部分尺寸，该部分尺寸无法加工一整个待加工零件4，从而导致钢板3上的该部分区域浪费。
对于一些非矩形结构，例如类三角形结构，直接将多个待加工零件4同方向、同高度排布，容易使相邻的两个待加工零件4之间存在大量未被使用的钢板3，从而降低钢板3的利用率，增加切割成本。而本实施中一行模板套料宽度X大于待加工零件宽度W2，因此一行模板套料中相邻的两个待加工零件4在高度方向上可以错开，充分利用了钢板3宽度方向上的剩余空间，使待加工零件4之间更加紧凑，减少待加工零件切割模板的长度，提高钢板3的利用率。但一行模板套料内的各待加工零件4形成的最大宽度需要小于或等于模板套料宽度X，以保证钢板3同一个长度方向上的待加工零件4之间都存在足够的间距，保证切割精度。
为了进一步提高一行模板套料中待加工零件4之间的紧凑性，对于非矩形结构的待加工零件4，可以将相邻的两个待加工零件4交错设置，优选的是将一行模板套料内，相邻两个待加工零件4之间以翻转180°的方式进行排列。
如何定位一行模板套料中相邻的两个待加工零件4之间的位置处于最小值属于本领域的现有技术，在此不做详细描述。大致是根据两者需要满足的最小间距值和模板套料宽度X，通过相关程序实现自动定位，实现最小布局，该程序属于现有技术，在此不做赘述，从而使待加工零件4之间更加紧凑，提高钢板3的利用率。
多行模板套料中的待加工零件4数量相同，并一一对应，从而可以使用多台沿钢板3宽度方向排列的切割机同时对钢板3进行切割，以成型待加工零件4。
本实施例还提供了一种钢板3切割方法，如图4所示，钢板3切割方法包括以下步骤：
步骤S21、测量钢板3的长度L；
步骤S22、测量多种待加工零件切割模板的长度；
步骤S23、确定采用的待加工零件切割模板类型、数量和使用顺序，其中，对于在钢板3长度方向上的待加工零件4数量多的待加工零件切割模板先进行使用；
步骤S24、根据待加工零件切割模板的使用顺序，对钢板3进行切割。
对于同一宽度的钢板3，可以预先设计多个待加工零件切割模板，每个待加工零件切割模板中每行模板套料内的待加工零件4的数量不同。对于不同长度的钢板3可以选择不同的待加工零件切割模板进行组合，从而能够在钢板3上切割数量更多的待加工零件4。其中，对于在钢板3长度方向上的待加工零件4数量多的待加工零件切割模板先进行使用，可降低在钢板上使用的待加工零件切割模板的总数量，以提高效率。
本实施例中，一行模板套料中待加工零件4的数量为偶数且互相交错设置，后一个待加工零件切割模板中最左侧的待加工零件4与前一个待加工零件切割模板最右侧与之同方向待加工零件4之间的距离等于一行模板套组中同方向的两个待加工零件4之间的距离A，以使待加工零件切割模板之间的布局更加紧凑，提高钢板3的利用率。
在其他可替代的实施方式中，模板套料中待加工零件4的数量也可为奇数，但容易导致相邻的两个待加工零件切割模板之间的间距较大，后一个待加工零件切割模板中最左侧的待加工零件4与前一个待加工零件切割模板最右侧的待加工零件4之间会浪费较大的钢板3，降低钢板3利用率。
在其他可替代的实施方式中，若一行模板套料中的待加工零件4是按相同方向进行布局，则后一个待加工零件切割模板中最左侧的待加工零件4与前一个待加工零件切割模板中最最右侧的待加工零件4之间的距离等于一行模板套组中相邻的两个待加工零件4之间的距离。
最后一个使用的待加工零件切割模板可以根据钢板3余量，采用模板套料中待加工零件4的数量为奇数的待加工零件切割模板。对于钢板3余量较少，只能够切割一列待加工零件4，可以将一行模板套料中待加工零件4的数量调整为一个。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，除非文中另有说明。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种获取待加工零件切割模板的方法，其特征在于，所述获取待加工零件切割模板的方法包括以下步骤：
步骤S1、测量钢板宽度W1；
步骤S2、测量待加工零件宽度W2；
步骤S3、根据钢板宽度W1和待加工零件宽度W2计算在钢板宽度方向上能够排布的待加工零件数量N；
步骤S4、根据待加工零件数量N和测量钢板宽度W1计算模板套料宽度X；
步骤S5、将多个待加工零件沿钢板长度方向依次排列，以形成一行模板套料，一行模板套料内各待加工零件形成的最大宽度小于或等于模板套料宽度X；
步骤S6、将多行模板套料沿钢板宽度方向排列，以形成待加工零件切割模板，模板套料的行数为待加工零件数量N；
计算在钢板宽度方向上能够加工的一列待加工零件数量N的公式为N=[M]，其中，M=[W1-2*B1-（N-1）*B2]/ W2，计算模板套料宽度X的公式为X=[W1-2*B1-（N-1）*B2]/N，B1为待加工零件与钢板边缘的最短距离，B2为相邻两个待加工零件之间的最短距离。
2.如权利要求1所述的获取待加工零件切割模板的方法，其特征在于，待加工零件与钢板边缘的最短距离B1为10mm。
3.如权利要求1所述的获取待加工零件切割模板的方法，其特征在于，相邻两个待加工零件之间的最短距离B2为10-13mm。
4.如权利要求1所述的获取待加工零件切割模板的方法，其特征在于，在步骤S5中，一行模板套料内，相邻两个待加工零件之间以翻转180°的方式进行排列。
5.如权利要求1所述的获取待加工零件切割模板的方法，其特征在于，多行模板套料沿钢板宽度方向间隔设置。
6.如权利要求1所述的获取待加工零件切割模板的方法，其特征在于，多行模板套料中的待加工零件数量相同。
7.一种钢板切割方法，其特征在于，所述钢板切割方法采用如权利要求1-6中任意一项所述的获取待加工零件切割模板的方法中获取的待加工零件切割模板，所述钢板的切割方法包括以下步骤：
测量钢板的长度L1；
测量多种待加工零件切割模板的长度；
确定采用的待加工零件切割模板类型、数量和使用顺序，其中，对于在钢板长度方向上的待加工零件数量多的待加工零件切割模板先进行使用；
根据待加工零件切割模板的使用顺序，对钢板进行切割。
8.如权利要求7所述的钢板切割方法，其特征在于，待加工零件切割模板的一行模板套料中包括的待加工零件的数量为偶数个。
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