Металл парағын орналастыру: Металл өңдеу үшін макеттерді оңтайландыру
Металл табағына орналастыру (nesting) — кесу кезінде мүмкіндігінше аз қалдық қалатындай етіп бөлшектерді металл пластинаға немесе табаққа жайғастыру тәжірибесі. Тікбұрышты бөлшектерді — кронштейндерді, пластиналарды, қақпақтарды, негіз панельдерін, косынкаларды — кесетін ағаш шебері не мейкер үшін бұл математика фанерада шешіп жүрген сол баяғы буып-түю есебі: бөлшектерді сыйғызу, кесу енін (аралау жігі, kerf) ескеру, табақтарды санау. CutPlan бұл есептің екі жағын да қамтиды: тікбұрышты бөлшектер панель оңтайландырғышынан өтеді, ал сызылған немесе SVG-ден импортталған контурлар өздерінің нақты пішіні бойынша орналастырылады. Оның жасамайтыны — CAM: ол сізге орналасу мен кесу тізімін береді, құрал траекторияларын емес. Бұл нұсқаулық сол шекараны адал сызып береді, металға тән енгізілетін сандарды ұсынады және оңтайландырғыш қай жерде ақталатынын, ал қай жерде әлі де арнайы CAM бағдарламасы қажет екенін көрсететін нақты мысал келтіреді.
Егер бұрын-соңды орналасу жоспарын жасап көрмесеңіз, негіздерді білу үшін алдымен кесу тізімін оңтайландырудың толық нұсқаулығынан бастаңыз, содан кейін металға қатысты түзетулер үшін осында оралыңыз.
Орналастырудың екі түрі және сізде нақты қайсысы бар
«Орналастыру» сөзі екі мүлдем басқа есепті қамтиды, ал құралды қате таңдау не ақшаны, не материалды ысырап етеді.
Тікбұрышты орналастыру әр бөлшекті оның қоршау тіктөртбұрышы ретінде қарастырып, сол тіктөртбұрыштарды табаққа тығыз жинайды. Панель кесуге арналған оңтайландырғыш дәл осылай жұмыс істейді. Ол контуры тіктөртбұрыш болатын кез келген бөлшекке, немесе кейін бұрғыланатын, ойылатын не бүгілетін тікбұрышты дайындамаға жарайды. Металл өңдеу жұмысының тікбұрышты үлесі таңқаларлықтай көп: электр шкафтарының панельдері, станок қоршаулары, сөре пластиналары, бекіту кронштейндері, ошақ пластиналары және бүгіліп жасалатын қораптардың жазық дайындамалары — бәрі тіктөртбұрыш күйінде басталады.
Нақты пішінді орналастыру (раскрой) (контурлық немесе еркін пішінді орналастыру деп те аталады) бөлшектердің шынайы контурларын әртүрлі бұрыштарға бұрып, бір бөлшектің ойығына екіншісінің дөңесін кіргізе тығыз жинайды. L-пішінді бөлшектерге, дискілерге, үшбұрыштарға немесе күрделі кронштейндерге толы жұмыста нақты пішінді орналастыру материал шығымын тікбұрышты орналасумен салыстырғанда 10-25 пайызға арттыра алады, өйткені қоршау тіктөртбұрышы ысырап ететін бос орынның бәрі іске жарайды. Жақында ғана бұған CAD геометриясы мен ақылы CAM бағдарламасы қажет болатын; енді CutPlan мұны өзіңіз сызған немесе SVG ретінде импорттаған контурлар үшін жасайды, ал DXF/DWG импорты мен құрал траекториялары әлі де CAM-ға тиесілі.
Жылдам тексеру: егер бөлшектеріңізді «ені x биіктігі x саны» тізімі түрінде жаза алсаңыз, тікбұрышты орналастыру жеткілікті. Егер бөлшектеріңіз тек сызылған контур түрінде ғана мағына берсе, оларды бөлшек редакторында сызыңыз немесе SVG импорттаңыз, сонда CutPlan оларды нақты пішіні бойынша, 90 градустық қадаммен, тікбұрыштардың жанына орналастырады. Құралдан тыс қалатыны — станок жағы: CAD сызбаларының DXF немесе DWG импорты және кіру жолы (lead-in) мен ұстағыш көпірлер (tabs) бар траекториялар. Бұл әлі де CAM-ның ісі, ал мақаланың қалған бөлігі металдағы үнемнің басым бөлігі келетін тікбұрышты жұмыс туралы.
Материал фанера емес, металл болғанда не өзгереді
Орналастыру алгоритміне емен орналастырып жатыр ма, алюминий ме — бәрібір. Бірақ төрт практикалық енгізу мәні өзгереді, және дәл соларды қате енгізу орналасу жоспарын цехта сәтсіздікке ұшыратады.
- Кесу ені жүзге емес, процеске байланысты. Араның кесу ені біреу-ақ. Металл кесуде жік материалды қалай кесіп өтетініңізге қарай кең ауқымда өзгереді, ал енгізген мәніңіз әр бөлшектің өлшемін тікелей өзгертеді. Осы жерде шамалап қою — ең жиі кездесетін қателік; ол төмендегі кестеде және біздің кесу ені туралы түсіндірмемізде қарастырылған.
- Бұру әдетте тегін. Ағаштың талшығы бар, сондықтан панельдер жиі бір бағытқа құлыпталады. Металдың көпшілігінде бағытталған құрылым жоқ, сондықтан оңтайландырғышқа бөлшектерді 90 градусқа еркін бұруға рұқсат бере аласыз — бұл әдетте 5-12 пайызға тығызырақ жинау береді. Ерекшелік — тот баспайтын болат пен анодталған алюминийдегі щеткаланған, талшықты немесе бағытталған өрнекті беттер: оларды дәл ағаш талшығы сияқты қарастырып, бағдарды бекітіп қойыңыз.
- Ыстыққа кеңістік керек. Плазмалық және лазерлік кесу табаққа қызу береді. Жұқа табақта (3 мм-ден жұқа) тым тығыз орналасқан бөлшектер майысуы мүмкін немесе екінші кесу біріншісін деформациялауы ықтимал. Кесу еніне қосымша 1-3 мм бөлшек аралығын қосу бір жиектің термиялық әсер ету аймағын көршісінен алшақ ұстайды. Су ағынымен кесу (гидроабразивті, waterjet) — суық процесс, оған термиялық саңылау қажет емес.
- Қысқыш немесе ұстау аймағы — тыйым салынған аумақ. Кесу кезінде табақты ұстап тұрған нәрсенің астында бөлшек болмауы керек. CNC төсенішінде бұл көбіне қысылған жиектер бойымен 10-25 мм. Оны жиек кесіндісі (edge trim) ретінде енгізіңіз, сонда оңтайландырғыш станок жете алмайтын жерге бөлшек ешқашан қоймайды.
Кесу әдісіне қарай кесу ені (шамаламай, осыны енгізіңіз)
Кесу ені — кесу алып кететін материалдың ені. Тым аз қойсаңыз, дайын бөлшектер үлкен шығып, бір-біріне тіреліп қалады; тым көп қойсаңыз, материал ысырап болады және қажетті табақ санын қате есептеуіңіз мүмкін. Бұлар — типтік жұмыс ауқымдары; әрқашан өз станогыңызда сынақ кесумен растаңыз.
| Әдіс | Типтік кесу ені | Термиялық аралық | Ескертпелер |
|---|---|---|---|
| Талшықты лазер | 0.2 - 0.5 мм | 1 - 2 мм | Ең жіңішке жік; жұқа болат пен алюминийге тамаша |
| CO2 лазері | 0.3 - 0.8 мм | 1 - 2 мм | Қалың пластинада кеңірек; жиек сапасы жақсы |
| Су ағыны (waterjet) | 1.0 - 2.0 мм | 0 мм (суық кесу) | Термиялық деформация жоқ; абразивті сопло тозған сайын жік кеңейеді |
| Плазма | 2.0 - 4.0 мм | 2 - 3 мм | Ең кең жік; оттық бұрылуы үшін бұрыштарда орын қажет |
| Суық ара / таспалы ара | 1.5 - 3.0 мм | 0 мм | Табаққа емес, шыбық пен профильге арналған; ағаш арасының жігі сияқты |
Кестеге сыймайтын екі нюанс бар. Біріншіден, материал қалыңдаған сайын кесу ені әдетте кеңейеді: 3 мм болаттағы 2 мм плазма жігі 20 мм пластинада 3.5 мм-ге дейін ашылуы мүмкін. Екіншіден, термиялық жік кесу жолының айналасында симметриялы емес, бірақ тікбұрышты орналасу мақсаты үшін жалпы жік енін енгізу жеткілікті дәл. Егер станок бағдарламаңыз траекторияны онсыз да компенсациялайтын болса, оңтайландырғышқа нөл кесу енін енгізіп, оны станоктың өзіне қалдырыңыз, әйтпесе екі рет есептеп аласыз.
Қор ретінде орнататын стандартты металл табақ өлшемдері
Бірдеңе жинамас бұрын қорыңызды дәл анықтаңыз. Дұрыс табақ өлшеміне тапсырыс беру көбіне жинаудың өзінен де үлкен тетік — ағашта қалай болса, дәл солай; толық стандартты табақ өлшемдері нұсқаулығын қараңыз.
- Аз көміртекті (қара) болат: 2440 x 1220 мм (4x8 фут табақ) — жаһандық әдепкі өлшем. 3000 x 1500 мм Еуропа мен Азияда бірдей кең таралған және ірі бөлшектерді тиімдірек орналастырады.
- Алюминий: 2440 x 1220 мм және 2500 x 1250 мм — негізгі өлшемдер, сонымен қатар кеңірек арнайы қор да бар.
- Тот баспайтын болат: қара болатты қайталайды — 2440 x 1220 мм және 3000 x 1500 мм. Тот баспайтын болат қара болаттан 3-5 есе қымбат болғандықтан, шығымның әрбір пайызы маңыздырақ.
- Қалыңдық: 0.5 мм табақтан 25 мм+ пластинаға дейін. Қалың пластина қымбатырақ әрі баяу кесіледі, сондықтан тығыз орналастырудың пайдасы қалыңдықпен бірге өседі.
Нақты мысал: 6 мм қара болаттан 40 кронштейн
Сандар ымыраларды нақты көрсетеді. Айталық, сізге плазмалық үстелде 6 мм қара болаттан әртүрлі өлшемдегі 40 тікбұрышты бекіту пластинасын кесу керек. Қор — 2440 x 1220 мм табақ, бағасы шамамен $120. Плазма жігіңіз — 2.5 мм, оған 2 мм термиялық аралық қосасыз, ал төсеніш екі жиек бойымен 20 мм ұстайды.
- Көз мөлшерімен қолмен жасалған орналасу: бөлшектерді бұрмай, ретті қатарларға қолмен жайғастырып, жұмысты 7 табаққа сыйғызасыз. Бұл — $840 болат, оның шамамен 38 пайызы қалдық пен кесінді жәшігіне кетеді.
- Тікбұрышты оңтайландырғыш, бұру қосулы: бағдарламаға бөлшектерді бұруға және әр табақта өлшемдерді араластыруға рұқсат бергенде, сол 40 бөлшек 5 табаққа түседі. Бұл — $600, шамамен 14 пайыз қалдық және бір жұмыстан $240 үнем.
- Тікбұрышты жинау қайтара алмайтыны: егер ол пластиналарда үлкен бұрыштық ойықтар болса, оларды пішін ретінде сызып, оңтайландырғышқа нақты контурларды орналастыруға мүмкіндік берсеңіз, олар бір-біріне кіріп, 4 табаққа сыюы мүмкін еді. Сол соңғы табақ шығымы тек геометрия мен материал бағасы қосымша сызу жұмысын ақтағанда ғана бар болады.
Осыны апта сайын жүргізсеңіз, тек тікбұрышты оңтайландырудың өзі жылына қара болатта $12,000-нан асады. Орнына табағы $400+ тот баспайтын болатты қойсаңыз, дәл сол орналасу таңдауы $40,000-ға жақындайды. Мәселе нақты цифрда емес: ең үлкен әрі ең арзан ұтыс — көз мөлшерімен қойылған қатарлардан адал тікбұрышты жинауға көшу — бір де бір контурды сызбастан бұрын-ақ тегін қолжетімді. Автоматты және қолмен жасалатын орналасудың кеңірек салыстыруы үшін CNC орналастыру және қолмен кесу тізімі мақаласын қараңыз.
Оңтайландырғышта металды баптау, қадам бойынша
Металл жұмысын CutPlan-ға көшірудің нақты реті мынадай:
- Алдымен қорды анықтаңыз. Нақты табақ өлшеміңізді енгізіңіз, ал кесінділерді сақтап жүрсеңіз, жарамды кесінділерді қосымша қор ретінде қосыңыз — және «Сақталған кесінділерімді артық көру» құсбелгісін қойыңыз, өйткені әдепкі күйде оңтайландырғыш кесіндіні жаңа табақпен бірдей бағалайды да, оны артық көрмейді.
- Қысқыш аймағын жиек кесіндісі ретінде орнатыңыз. Қысылған жиектерді (мысалы, 20 мм) қиып тастаңыз, сонда станок табақты ұстап тұрған жерге ешбір бөлшек түспейді.
- Кесу енін кестеден енгізіңіз, ал станок компенсациялайтын болса — нөл. Бұл — сізді шалып түсуі ең ықтимал жалғыз мән, сондықтан оны сынақ кесумен растаңыз.
- Термиялық кесу үшін бөлшек аралығын қосыңыз. Жеке аралық өрісі жоқ, сондықтан оны кесу еніне қосыңыз: плазма мен лазерде жік плюс 1-3 мм-ді бір сан ретінде енгізіңіз; су ағынында тек жіктің өзін енгізіңіз.
- Беті бағытталған болмаса, бұруды қосыңыз. Оны тек щеткаланған немесе талшықты өңделген материал үшін ғана өшіріңіз.
- Тексеріңіз, содан кейін экспорттаңыз. Орналасуды ой елегінен өткізіп, әрі қарай жіберіңіз. Геометрияны контроллерге жеткізу жолын біздің CNC-ге арналған DXF экспорты нұсқаулығы файл дайындауымен қоса түсіндіреді.
Ашық айтуға тұрарлық бір адал шектеу: оңтайландырғыш жинау жоспарын, кесу тізімін және орналасудың DXF файлын береді, бірақ кіру жолы (lead-in), ұстағыш көпірлер (tabs) мен тесіп кіру нүктелері (pierce) бар станокқа дайын траекторияны бермейді. Ол қанша табақ керегін және әр бөлшектің қайда орналасатынын айтады. Нақты траекторияға бәрібір контроллер немесе CAM қадамы жауап береді. Еңбектің бұлай бөлінуі тікбұрышты жұмыстардың көпшілігіне әбден жеткілікті, сондықтан табақ саны мен орналасуды шешуге тегін панель құралы жетеді, ал траектория өз орнында қала береді.
Кесу тізіміңізді оңтайландыруға дайынсыз ба?
Тегін, браузерде жұмыс істейді, орнату қажет емес. Бөлшектеріңізді қойыңыз да, санаулы секундта оңтайландырылған орналасу алыңыз.
Оңтайландырғышты ашу →Жиі қойылатын сұрақтар
Ағашқа арналған панель оңтайландырғышын металл табағына қолдануға бола ма?
Иә. Тікбұрышты дайындамалар фанерамен бірдей bin-packing математикасынан өтеді; сызылған немесе SVG-ден импортталған контурлар пішіні бойынша орналастырылады. Кесу енін ара жүзіне емес, кесу әдісіңізге сай орнатыңыз, ал плазма немесе лазер үшін термиялық бөлшек аралығын сол жік санының ішіне қосып жіберіңіз, себебі бөлек аралық өрісі жоқ: жік плюс 1-3 мм-ді бір көрсеткіш ретінде енгізіңіз, ал су ағынында тек жікті енгізіңіз, себебі суық кесуге термиялық саңылау керек емес. Беті бағытталған болмаса, бұруды қосыңыз, себебі болат пен алюминийдің көбінде ескеретін талшық жоқ. Ешбір бөлшек станок табақты ұстайтын жерге түспеуі үшін қысқыш немесе ұстау аймағын жиек кесіндісі ретінде енгізіңіз. Құралдан тыс қалатыны — DXF немесе DWG импорты және станок траекториялары, олар CAM-ға тиесілі. Негізінен тікбұрышты дайындамалардан тұратын жұмыс үшін панель құралы табақ саны мен орналасуды шешеді.
Плазма, лазер немесе су ағыны үшін қандай кесу енін енгізу керек?
Осы мақала кестесіндегі типтік ауқымдардан бастаңыз: талшықты лазер 0.2 - 0.5 мм, CO2 лазері 0.3 - 0.8 мм, су ағыны 1.0 - 2.0 мм және плазма 2.0 - 4.0 мм. Кесте ұстай алмайтын екі нәрсе бар. Біріншіден, материал қалыңдаған сайын жік кеңейеді, сондықтан 3мм болаттағы 2мм плазма жігі 20мм пластинада 3.5мм-ге дейін ашылуы мүмкін, ал су ағыны жігі абразивті саптама тозған сайын өседі. Екіншіден, термиялық кесуге жіктен тыс кеңістік керек, сондықтан плазма мен лазерде енгізетін санға 1-3 мм аралық қосыңыз. Толық жүгіртуде кез келген жарияланған көрсеткішке сенбес бұрын өз станогыңызда және материалыңызда сынақ кесумен тексеріңіз. CNC бағдарламаңыз траекторияны жік үшін әлдеқашан компенсацияласа, ен екі рет, бір рет орналасуда және бір рет контроллерде сақталып қалмауы үшін оңтайландырғышқа нөл кесу енін енгізіңіз.
Оңтайландырғыш материал үнемдеу үшін металл бөлшектерді бұра ала ма?
Металдың көпшілігі үшін иә, және бұл әдетте 5-12 пайызға тығызырақ жинау береді, өйткені кәдімгі болат пен алюминийде талшық бағыты жоқ. Ағаш шпонның дұрыс бағытта жүруін сақтау үшін көптеген бөлшекті бір бағдарға мәжбүрлейді, бұл оңтайландырғыш толтыра алмайтын саңылаулар қалдырады. Металда ондай бағытталған құрылым жоқ, сондықтан бөлшекті қалған жолаққа сыю үшін 90 градусқа бұруға болады, ал бүкіл табақ бойынша сол шағын бұрылыстар азырақ табаққа жинақталады. Ерекшелік — бағытталған беттер. Щеткаланған немесе талшықты өңделген тот баспайтын болат және анодталған немесе өрнекті алюминий дайын бөлшекте көрінетін бағыт көрсетеді, сондықтан оларда бағдарды дәл ағаш талшығындағыдай бекітіп, онымен келетін сәл бос жинауды қабылдау керек. Боялатын немесе ұнтақпен қапталатын кәдімгі көміртекті болатты бекітуге ешбір себеп жоқ, сондықтан көрінетін өңдеу бағыты жоқ нәрсенің бәрінде бұруды қосулы қалдырыңыз.
Тікбұрышты орналастыру іс жүзінде қанша материал үнемдей алады?
Көз мөлшерімен қолмен жасалған орналасудан адал тікбұрышты жинауға көшу табақ санын көбіне азайтады, ал үнем жұмыстың әр қайталануымен жинақталады. Ұқыпты қатарлардағы қолмен орналасулар бұру мен аралас өлшемдерді елемейді, сондықтан әр табақта пайдаланылмаған пластина жолақтарын қалдырады; оңтайландырғыш сол жолақтарды толтыру үшін әр табақта бөлшектерді бұрып, өлшемдерді араластырады. Жоғарыдағы мысалда 6 мм қара болаттан кесілген 40 бекіту пластинасы 7 табақтан 5 табаққа түсті. Бұл бір жұмыста $240 үнем, ал сол жұмысты апта сайын жүргізетін цехта тек тікбұрышты оңтайландырудың өзі қара болатта жылына $12,000-нан асады, тот баспайтын болатта $40,000-ға жақындайды, себебі табақ бағасы әлдеқайда жоғары. Тікбұрышты емес бөлшектерде контурларды сызып, пішіні бойынша орналастыру көбірек қайтара алады; тікбұрышты ұтыс бәрібір бірінші келеді және сызуды қажет етпейді.