Чертеж – основа лазерной резки

• Зачем нужны чертежи для лазерной резки?
• Какими должны быть чертежи для лазерной резки?
• Как еще нужно подготовить чертежи перед производством?
• Какие есть программы для работы с чертежами?
• Вопросы и ответы

Зачем нужны чертежи для лазерной резки?

Чертежи для лазерной резки — основное положение в единой системе конструкторской документации. Эти документы необходимы в массовом производстве и в разработке сложных деталей и заготовок, состоящих из элементов с относительно простой геометрией. Лазерные станки с механическими управляющими модулями требуют технической документации для исправной работы.

Чертежи для обработки лазером — это не схемы или графики от руки. Такое оформление документа непонятно для программ управления оборудованием. План-схема для лазерной резки оформляют по общим стандартам и форматам, а создают по строгим правилам. Только при соблюдении этих условий возможно производство деталей с заданными параметрами.

В лазерные станки сейчас устанавливают специальные управляющие блоки, которые работают на основе соответствующего программного обеспечения (ПО). Точность раскройки листовых заготовок зависит от этого ПО, в котором определяют параметры обработки.

Технология лазерной резки обладает множеством значительных преимуществ, хотя и имеет недостатки.

Преимущества метода:

• Высокая точность положения листов, что исключает смещение во время раскроя.
• Минимизация ручного труда и снижение риска травм на производстве из-за дистанционного управления и автоматизированного управления резкой.
• Значительное улучшение качества обработки и повышение выработки.
• Адаптивность и высокая эффективность оборудования заменяет несколько аппаратов, что значительно уменьшает рабочую площадь. Это особенно актуально для поштучного или мелкосерийного производства.

Недостатки:

• Высокая цена резака и его обслуживания.
• Значительный расход электроэнергии.
• Необходимость установки мощной системы вытяжки и вентиляции, а также дополнительных защитных средств от вредных веществ при нагреве и горении обрабатываемых металлов, что также требует затрат из бюджета. 

Таким образом, использование чертежей для резки лазером в рамках единой системы конструкторской документации является аспектом современного производства, который требует инвестиций и внимания к вопросам безопасности.

Какими должны быть чертежи для лазерной резки?

Применение рекомендованных файловых форматов осуществляет преобразование в GEO-формат, которое поддерживает CAD-программа Tru Tops. Эта программа одна из самых распространенных в области обработки лазером и помогает разработать технические план-схемы с помощью компьютерного программного обеспечения.

Заказчик присылает чертежи с контурами плоских деталей. Масштаб чертежа должен быть 1:1, где размеры деталей указаны в миллиметрах. Резка обозначается линиями белого цвета, а гравировка — желтого цвета. План-схемы для лазерной резки подготавливают в следующих файловых форматах: dxf, dwg, cdw, frw.

3D-макеты плоских деталей предоставляют, если заказ предполагает гибку. Рекомендуемые форматы для таких моделей включают: ipt, stp, stl, igs и x_t. Процесс оптимизируется при предоставлении заказа по условиям единых стандартов конструкторской документации. Все размеры в документе указывают в миллиметрах.

При наличии деталей в форме геометрических фигур в чертеже делают текстовые пояснения:

• прямоугольник;
• круг;
• кольцо;
• уголок;
• швеллер.

В документе прописывают точные размеры (диаметр, толщина, длина, ширина) фигуры.

Для успешной реализации задания нужна следующая информация:

• Список деталей с поштучным количеством по каждой позиции.
• Элементы в списке должны совпадать с названиями в документе с чертежом. Комплектующие заготовок заказывают отдельно.
• Файлы с чертежами или макетами, снабженными пояснениями.

Если заказ предполагает сборку, техническое задание должно быть дополнено: схемой сборки с указанием сварных швов, описанием, чертежами каждой отдельной детали, 3D-макетом заготовки в сборе (если это возможно).

Исполнители часто отказываются принимать заказы, если в техническом задании содержатся план-схемы, которые:

• представлены изображения деталей или образцы заготовок;
• состоят из нескольких листов;
• без названий деталей;
• сохранены как файл cdr (CorelDRAW).

При разработке чертежей для лазерной резки металла необходимо соблюдать такие рекомендации:

• Расстояние между деталями устанавливают от 1 до 1,5 мм.
• В некоторых случаях допускают отсутствие отступов между элементами.
• Контуры не должны содержать заливки, а линии должны быть в формате «hair line», то есть тонкими.
• Контуры необходимо преобразовать в кривые, а линейные толщины — в объекты.
• Проверку замкнутости контуров делают заливкой.
• Если есть наложение границ друг на друга, их следует объединить.
• План-схема должна быть очищена от дублирующихся линий.
• Детали чертежа должны быть векторными.
• Необходимо удостовериться, что на план-схеме нет скрытых или прозрачных объектов.
• Следует создать цветную рамку и дополнительно пояснить, если в чертеже есть границы заготовки.

Соблюдение этих рекомендаций поможет обеспечить высокое качество выполнения заказа и улучшить производство.

Как еще нужно подготовить чертежи перед производством?

Преобразование растровых изображений в векторные, необходимые для лазерной резки, наиболее результативно осуществляют путем ручной трассировки в CAD-программе. Для удобства, растровый оригинал размещают на заблокированном слое, чтобы предотвратить случайное изменение исходного эскиза во время векторизации. Методы векторизации отличаются в разных программах; при появлении проблем, рекомендуется использовать видеоуроки на YouTube.

Конечную толщину луча станка учитывают при подготовке векторных чертежей для лазерной резки. Толстые линии представляют как заполненные формы, а не как более толстые линии. Для правильного распознавания движения луча программой управления аппарата, толщину линий в чертеже устанавливают на минимальном уровне (около 0,001 pt), цвет – ярко-красный (RGB Red), а заливка – отсутствует. Эти параметры позволят программному обеспечению лазерного резака правильно преобразовать траекторию резки.

Для минимизации отходов при резке большого количества элементов из одной заготовки, необходимо располагать детали компактно, с минимальными зазорами. Наложение контуров на чертеже недопустимо, так как программное обеспечение станка может распознать невидимые на изображении перекрытия, что приводит к ошибкам в резке. Создание непрерывной, без наложений и прерываний, траектории режущей головки можно реализовать с помощью специальных инструментов в векторных графических редакторах, например, в Adobe Illustrator.

Кроме того, полезно использовать функции автоматического выравнивания и оптимизации положения объектов, чтобы эффективно использовать пространство заготовки и минимизировать отходы.

Какие есть программы для работы с чертежами?

Для точного управления лазерным станком при раскрое листового материала необходимо взаимодействие двух типов программного обеспечения: фоторедакторы для проектирования и программы самого станка. В целом, это система числового программного управления (ЧПУ). Она включает две части: программное обеспечение для разработки векторных чертежей, определяющее геометрические параметры изделий и параметры резки с программой управления аппарата. Они регулируют поэтапность действий и другие технологические характеристики процесса.

Первый компонент, графический редактор, создает векторный чертеж с указанием необходимых размеров и геометрических данных деталей. Второй компонент, программное обеспечение резака, получает эти данные из графического редактора и использует их для прецизионного управления движением лазерной головки. Взаимодействие этих двух программных модулей гарантирует высокую точность и эффективность лазерной резки. Без координированной работы обоих компонентов невозможно достичь необходимого качества обработки. 

Наиболее распространённые фоторедакторы для разработки чертежей для лазерной резке:

• Adobe Illustrator — инструмент для создания векторной графики, обеспечивающий стабильную работу с ЧПУ-станками, включая лазерные. С функциями программы можно разрабатывать сложные план-схемы с детализацией с учетом всех требований к детали. Интуитивно понятный интерфейс с диалоговыми окнами легко устанавливает критичные параметры резки: глубину прорезания, ширину реза и др. Это оптимизирует чертеж под конкретный материал и тип заготовки, обеспечивая точность и успешность работы лазерного станка. Благодаря инструментам и гибким настройкам Illustrator создает сложные чертежи, ускоряя и упрощая проектирование и производство. Программа совместима с большинством видов файлов, необходимых для работы с ЧПУ-оборудованием, что делает её универсальной и незаменимой в лазерной обработке.
• CorelDRAW — графический редактор, предлагающий набор функций для работы с векторной графикой. Как и Adobe Illustrator, он обладает простым интерфейсом и немалой библиотекой шаблонов и заготовок для разработки чертежа. Программа векторизует растровые изображения и сканы, преобразуя в формат, необходимый для программы управления аппаратов с ЧПУ, включая лазерные установки. CorelDRAW экспортирует чертеж в разные форматы файлов, обеспечивая совместимость с оборудованием. CorelDRAW в разработке чертежей для обработки лазером ценят из-за набора предлагаемых функций и простоте в работе. Пользователи программы отмечают понятный интерфейс. В ней можно настроить параметры резки под задачи производства.
• LibreCAD — менее распространенный графический редактор с открытым исходным кодом. LibreCAD является бесплатным альтернативным решением для разработки чертежей, пригодных для работы с лазерными и другими аппаратами с ЧПУ. Его простота и доступность решают задачи профессионального уровня. Он также импортирует и экспортирует документы в широком спектре стандартных файлов.

Для разработки план-схем лазерной резке также подходят программы трёхмерного моделирования, такие как 3ds Max, AutoCAD или SolidWorks. Эти программы создают трёхмерные макеты заготовок, а затем конвертировать их в двумерные чертежи для резки лазером. Эти программы заменяют двумерные графические редакторы — Adobe Illustrator или CorelDRAW. Однако, независимо от метода, необходимо тщательно изучить полученный чертёж на отсутствие дублирующих линий и пересекающихся контуров. Для контроля замкнутости контуров используют функцию заливки. Это гарантирует правильное распознавание программным обеспечением станка элементов чертежа и исключает возможные ошибки в резке.

Важно помнить, что независимо от программного обеспечения, конечный файл преобразуют в формат, поддерживаемый управляющим программным обеспечением лазерного станка.

Корректная работа лазерного станка требует не только правильно сформированного чертежа, но и специализированного программного обеспечения управляющего блока. Это программное обеспечение обеспечивает интерфейс между векторным чертежом и механизмами станка, управляя этапами процесса резки. Такие программы обладают своим комплектом опций и возможностей.

Например, в LaserCut интуитивный интерфейс и автоматическое позиционирование металлического листа, настройка линии движения головки лазера, регулировка силы и толщины реза, а также скорость обработки. Параметры резки отображаются в реальном времени на панели управления.

LaserWork работает с несколькими задачами одновременно, устанавливает начальную и конечную точки резки, вносит корректировки на ходу, управляет поворотным механизмом и отслеживает оставшееся время работы.

В AutoLaser удобные инструменты для адаптации интенсивности лазерного луча к недостаткам поверхности заготовки, точная установка начала и конца реза и настройка больше 250 параметров обработки в течение одной операции.

SheetCam — программа с большим набором функций, включая установку и сохранение настроек для заготовок, визуализацию движения головки лазера на чертеже и корректировка параметров в настоящем времени.

RDWork предлагает аналогичный набор функций с понятным управлением, контролем зоны гравировки, установкой координат, настройкой порядка действий и критериями резки. 

Выбор конкретной программы зависит от требований производства и опыта пользователя.