如何提高數控切割機的鋼材利用率

各家廠(chǎng)家買(mǎi)回數控切割機回去加工，都是為了提高生產(chǎn)效率，提高鋼材的利用率，達到節省成本的目的，但由于有些操作人員沒(méi)有注意工藝的要求同操作不夠熟練，導致鋼板浪費嚴重，為了為各廠(chǎng)家節省成本，武漢拓晟科技今天就如何節省鋼材的利用率著(zhù)手，重點(diǎn)分析，給出合理的解決方案！

鋼板下料材料利用率和切割耗材壽命的高低是影響企業(yè)的經(jīng)濟效益的主要因素之一，本文從鋼板下料的特點(diǎn)和我公司現在的生產(chǎn)狀況分析計算，提出幾項措施，以提高鋼板利用率，降低切割成本，從而為我公司獲得更多的經(jīng)濟效益。

（一）合理采購板材

（1）：固定板材規格

目前我廠(chǎng)主要生產(chǎn)山河公司的外協(xié)計劃推土鏟和挖斗，由于產(chǎn)品形式單一，零件形狀不規則，零件面積較大，所以給數控切割排料計算時(shí)帶來(lái)的工作難度加大。以δ28mm的板厚為例，現在我公司所需要使用28mm鋼板僅僅是50機和60機推土鏟的立板，而這兩個(gè)零件的排列方式基本上是固定的，假若購買(mǎi)回來(lái)的鋼板規格是2100mm×8000mm，而下料排列最大寬度卻只能到2000mm，所以就會(huì )有一條8米長(cháng)；10厘米寬；28毫米厚的鋼板被閑置浪費，并且10厘米寬的板材也不好再利用，基本上相當于廢品，可見(jiàn)若能根據實(shí)際切割排列方式購買(mǎi)固定規格板材將減少很多不必要的邊角料浪費。根據公司現在生產(chǎn)的機型，不斷組合排列，現將板材規格固定如下：

δ6mm：主要用于各機型弧板，742和660的下側板，50機和60機推土鏟的三角板，固定規格1.5M×6M最為合適。

δ8mm：用于16機挖斗側板和50機推土鏟的側板，固定規格1.5M×6M最為合適。(現在所使用的6mm和8mm的板材剛好合適)

δ12mm：用于45A上側板，16機耳板，和60機推土鏟封板，固定規格1.5M×6M最為合適。（最好能再寬3到5厘米最好，1.53M可以控制變形）

δ14mm：用于16機唇板,65機耳板,60機推土鏟刀片,固定規格2M×(6-8)M最為合適。(小于6米切割就不劃算,大于8米吊板不安全)

δ16mm：用于45A耳板,唇板,65機上側板,固定規格2M×(6-8)M最為合適。(小于6米切割就不劃算,大于8米吊板不安全)

δ20mm：使用量小于其它板材,用于16機28機38機推土鏟的立板和50機耳板,2M×(6-8)M最為合適。

δ22mm：僅用于742唇板和60機推土鏟的耳板,由于零件單一,但用量較大,請嚴格控制規格2.2M×(6-8)M

δ28mm：僅用于50機和60機推土鏟立板,零件單一,使用量大,最好能同時(shí)購買(mǎi)兩種規格的,一種用于60機切割,一種用于50機,60機需要的板寬為1.85M,50機需要的板寬為2M,若有2.73M寬的板材,則可以通用。長(cháng)度不限，越長(cháng)越省料，但不能超過(guò)10M。

（2）注意鋼板購買(mǎi)時(shí)質(zhì)量

在鋼板已經(jīng)生銹或已經(jīng)變形彎曲的情況下，盡量不要購買(mǎi)。彎曲變形的鋼板會(huì )加大切割難度，容易造成切割質(zhì)量差，并且切割完畢后需要大錘敲打校形，影響產(chǎn)品外觀(guān)并增加制作工時(shí)，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度，目前下料組堆放十幾塊60機立板，因板材已經(jīng)彎曲變形而無(wú)法較直，造成了材料積壓和人力資源的浪費。嚴重變形的，只能夠當廢品處理。如60機刀片，寬度僅90mm，假如變形不合格的話(huà)，就毫無(wú)利用價(jià)值。若鋼板生銹，則在切割過(guò)程中，很容易出現斷線(xiàn)，切割面不平等現象，解決該問(wèn)題的方法是換大一號的割嘴切割生銹的板，眾所周知，3號割嘴所消耗的氧氣和丙烷是2號割嘴的一倍多，所以為生銹鋼板付出雙倍的切割成本，顯然很不劃算。并且銹鐵的溶點(diǎn)高于鋼板，在切割時(shí)，會(huì )不斷的炸出小鐵屑，嚴重時(shí)，會(huì )直接燒傷、炸傷割嘴，造成不必要的耗材損失。

（二）提高切割效率

切割效率一直被忽視，但它卻是生產(chǎn)的重中之重。效率的高低直接影響到鋼材利用率和切割質(zhì)量。目前，一些公司對數控切割方面認識不足，滿(mǎn)足于“可以切”的基本要求。只要能夠編程，生成切割程序，可以切割就行了，忽視了切割效率、切割質(zhì)量和鋼材利用率。隨著(zhù)市場(chǎng)競爭的加劇和鋼材價(jià)格的上漲，傳統的切割已經(jīng)不能滿(mǎn)足大批量高效率的切割要求。應該對數控切割提出更科學(xué)的方法，不是簡(jiǎn)單的“可以切”，而是要“切得快”、“切得好”、“切得省”，特別是計算機輔助系統的廣泛應用，已經(jīng)涉及到數控切割行業(yè)，從而更好的為企業(yè)節省鋼材和耗材，引進(jìn)先進(jìn)的切割技術(shù)也是迫在眉睫的事。

（1）全時(shí)切割

改變切割工人在數控切割機控制器上進(jìn)行手工編程套料的傳統落后生產(chǎn)方式（20%的時(shí)間切割機不是在切割，而是在等待切割工人在控制器上進(jìn)行編程套料，并且又慢又不好），使用計算機輔助系統，在普通電腦上進(jìn)行整張鋼板套料和余料板套料，為數控切割機提供切割程序，數控切割機全時(shí)用來(lái)切割（不再用來(lái)編程），有效提高數控切割機的切割生產(chǎn)效率。在一些公司、以前，數控機需要從早上八點(diǎn)至凌晨?jì)牲c(diǎn)連續工作，才能保證生產(chǎn)需要。經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化切割方案，現在每天僅需八個(gè)小時(shí)（少數情況需要加班）就能滿(mǎn)足正常生產(chǎn)需要，不僅降低了工人的勞動(dòng)強度，節省了人力資源，更是延長(cháng)機器設備的壽命，減少夜間照明電力消耗。

（2）高套料切割

傳統的切割方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足目前我公司的生產(chǎn)現狀，對于數量多而復雜并且形狀極不規則的零件，更是頭痛，如一品公司的產(chǎn)品。但是通過(guò)計算機機輔助技術(shù)實(shí)現整板套料和共邊套料，提高鋼板利用率，有效避免局部套料和局部切割產(chǎn)生的大量剩余材料，對剩余鋼材進(jìn)行重復套料和使用，使大量剩余鋼材得到再利用。如下圖為一品公司零件套料：

使用專(zhuān)業(yè)的計算機軟件能完成傳統手工套料做不到的事，并且還能達到意想不到的效果。若這一技術(shù)能應用到我公司所有零件的實(shí)際切割中來(lái)，所節省的鋼板和耗材也不可估量。

（3）共邊切割

共邊切割是節省切割耗材最有效的方法。在我公司長(cháng)直線(xiàn)邊的零件還是挺多的，如直邊斗的上下側板，挖斗的唇板推土鏟的三角板等。使用計算機輔助技術(shù)，合理的運用共邊切割方法，如下圖：

僅使用一次穿孔，就完成八個(gè)零件的連續切割，提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)，也為公司創(chuàng )下不少的經(jīng)濟效益。傳統切割方法效率低的主要原因是每個(gè)零件都要預熱穿孔，相同或臨近的直線(xiàn)邊重復切割，使用專(zhuān)業(yè)軟件先進(jìn)的等離子共邊、橋接、連割等高效切割技術(shù)和工藝，可直接減少預熱穿孔時(shí)間30%，減少切割路徑10%，提高切割效率10%，提高鋼材套料利用率1～2%，同時(shí)，有效節省氧氣、丙烷、等離子電極、火焰割嘴等耗材以及水電氣等的消耗10%。

（4）零件橋接或連割

零件的橋接和連割編程方法更注重的是提高切割速度和切割效率，這種編程模式是傳統切割方法無(wú)法辦到的。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的計算機軟件畫(huà)圖，將多個(gè)零件的切割路徑連在一起，使得數控切割機在工作時(shí)，只用穿一次孔就能完成整張鋼板的切割，如下圖就是45A圓臺的橋接編程圖：

與傳統的切割方法相比，假如要切割400個(gè)圓臺，傳統方法則需要穿孔400次，如果每個(gè)穿孔預熱時(shí)間為1分鐘的話(huà)，就會(huì )有400分鐘也就是將近7個(gè)小時(shí)的時(shí)間花在預熱穿孔上面，氧氣和丙烷白白的燃燒了7個(gè)小時(shí)。使用先進(jìn)的編程工藝方法，只需穿孔一次就能完成400個(gè)零件的橋接連割，生產(chǎn)效率將飛一般的提高，比傳統切割方法可直接減少預熱穿孔80%，減少切割路徑30%，提高切割效率50%，提高鋼材利用率1～3%，同時(shí)，有效節省火焰割嘴、等離子電極等耗材以及水電氣等的消耗40%。

（5）避免或減少二次切割

數控全自動(dòng)切割機以強大的優(yōu)勢超越了仿形切割機。使用仿形切割，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費大、后道加工工序的工作量大、同時(shí)作業(yè)環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強度大。而數控切割機工作效率高，切割速度快，尺寸精度高，材料浪費少等。在我公司，使用仿形切割機主要是用于切割數控機所切剩的小板材，其實(shí)只要當板材規格被固定之后，采用先進(jìn)的高套料編程方案，完成整張鋼板的切割編程，所有的余邊廢料將可以大量的減少，再加上對余邊角料的合理管理（后文中會(huì )提到），就可以把現在屬于仿形機切割的零件，用數控機來(lái)切割。舉個(gè)例子，用仿形機切割45A挖斗的鉤子，一上午最多可切割60個(gè)，并且還需要花一天的時(shí)間來(lái)打磨，但如果用數控機連割編程工藝，60個(gè)鉤子僅需40分鐘，再加上20分鐘的清渣時(shí)間即可完成，相比之下，節省11小時(shí)人力資源，11小時(shí)電力資源，還有3小時(shí)氧氣丙烷燃燒，另外還有砂輪片，火焰割嘴，勞保用品等。

（三）提高切割質(zhì)量

產(chǎn)品的質(zhì)量是企業(yè)生存壯大的根本，質(zhì)量從第一道工序起就開(kāi)始形成，下料質(zhì)量的好壞，奠定最后成品質(zhì)量的基礎，只有合格的零件，才能焊接出合格的產(chǎn)品。切割質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，更關(guān)系到材料的利用率和耗材成本。一個(gè)好的零件切割出來(lái)僅需要清除周?chē)毯丸F屑溶渣就可以轉入下一道工序；倘若零件切割出來(lái)不合格，則需要打磨，校形等。使得人力資源極大的浪費，并且耗材和勞保用品也比前者明顯增多，如沙輪片，角磨機損壞，用電量增加，手套用量增多等。更嚴重的還會(huì )直接產(chǎn)生廢品。所以質(zhì)量是一刻也不能松的大事。針對我廠(chǎng)現在的生產(chǎn)狀況，提出以下幾點(diǎn)措施：①提高員工質(zhì)量意識；②加大監管力度，質(zhì)檢部門(mén)跟蹤檢驗，一旦發(fā)現問(wèn)題立即告知機器操作者想辦法解決，爭取不產(chǎn)生批量的不合格產(chǎn)品；③提高員工技能水平和工作積極性，只有提高員工的自身素質(zhì)，才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，主觀(guān)能動(dòng)性增強了，并且細心工作，很多浪費都可以避免，所以從招聘起，就應該對員工嚴格把關(guān)，入廠(chǎng)后，嚴格按技能分配工資；④改善作業(yè)環(huán)鏡，由于我公司廠(chǎng)地面積不大，通風(fēng)條件不好，等離子切割灰塵太多，很不利于員工的身心健康，所以工作積極性有所降低，它也是企業(yè)應該為員工考慮到的問(wèn)題。⑤對設備進(jìn)行定期除塵，加油，保養和檢修。

（四）建立半成品和余邊角料管理體系

（1）建立余邊角料管理體系

目前下料組所堆放的余邊角料已達數十噸之多，原材料的積壓將直接導致公司資金周轉困難，先來(lái)分析一下余邊料積壓的原因：①板材采購不合理，導致零件排列無(wú)法排完，形成余邊。②機器操作員對鋼板排列預算能力不夠，不恰當的排列導致鋼板剩余。③堆積的余邊料長(cháng)時(shí)間沒(méi)清理，一直被掩埋在底下，一旦需要小鋼板下料時(shí)，卻找不到小鋼板，只能從大鋼板上面切割，從而又形成余邊料，如此惡性循還，導致余邊料越堆越多。針對這一情況，有必要建立一個(gè)余邊角料管理體系，第一步，清理現有的余邊料，分板厚在固定區域擺放，分別標識規格，并作相關(guān)記載，當下次需要使用時(shí)，則很容易找到。第二步，加強員工成本意識和作業(yè)能力，若僅僅需要極少量的小零件，則不要從整張大鋼板上直接切割，必需查看相關(guān)記載，找出以前留下的邊角鋼板下料，減少原材料積壓，提高公司經(jīng)濟效益。

（2）建立半成品管理體系

不僅僅是余邊角料的積壓，車(chē)間里到處都堆放有一些不常用機型的零件，如70機推土鏟角板，60機唇板，85機弧板等等。雖然公司每個(gè)月都盤(pán)存清理，但車(chē)間內所存在的零件清單卻沒(méi)有下發(fā)到下料組和剪板折彎組，一旦有這些不常見(jiàn)機型的生產(chǎn)任務(wù)，又將重復下料，積壓的成品還是沒(méi)有利用出去，不但占用車(chē)間生產(chǎn)面積，長(cháng)此以往，將會(huì )導致零件報廢，如08機鏟斗和推土鏟零件（因技改）。針對上述情況，建議如下：①提高盤(pán)存清理質(zhì)量，清理出來(lái)的零件必需貼上明顯的標識，如機型和名稱(chēng)，有關(guān)部門(mén)要做好監督工作；②下達不常見(jiàn)機型生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，先清查已有的零件，并通知下料和剪板組不能夠多下料；③改制不再需要的零件，如70機老式立板改成50機立板等。

（五）增加小面積零件業(yè)務(wù)

仔細觀(guān)察公司生產(chǎn)所需要的零件，如挖斗的弧板和推土鏟的三角板，就算經(jīng)過(guò)高套料之后，零件之間仍然存在很寬的間隙，這些鋼板丟棄了很可惜，但留著(zhù)又實(shí)在沒(méi)用。如下圖：

生產(chǎn)對此類(lèi)零件大量需要，但這類(lèi)零件對鋼板的利用率卻不高，并且以我公司現生產(chǎn)的產(chǎn)品，又沒(méi)有小零件可以填充進(jìn)來(lái)。唯有發(fā)展一些小零件業(yè)務(wù)，利用這些廢料完成小零件切割，使原本只能丟棄的廢料變成高價(jià)出售的商品，如下圖：

從圖中可以看出，使用專(zhuān)業(yè)的套料技術(shù)，在原有零件的基礎上，添加另外的小零件排列，僅需要少量的切割耗材，就可以變廢為寶，鋼板利用率將會(huì )很大幅度的增長(cháng)，獲得巨大的經(jīng)濟效益。