激光切割機的自動排版功能主要用于最大化材料利用率、減少切割時間和優化切割路徑。其核心是將多個需要切割的零件圖形(DXF/DWG/SVG 等格式)智能地排列在一張板材上,盡可能減少邊角料。以下是使用自動排版功能的一般步驟和關鍵要點:
核心步驟
1.準備切割圖形:
在CAD軟件(如 AutoCAD, SolidWorks, Fusion 360, CorelDRAW, Illustrator 等)中設計好需要切割的零件。
確保圖形是封閉的輪廓線(多段線或樣條曲線),沒有重疊、自相交、重復線或非常小的碎片。
通常將圖形導出為 DXF 文件(最常見且兼容性最好),有時也支持 DWG、SVG 等格式。確保單位設置正確。
清理圖形:刪除所有不需要切割的輔助線、標注、文字等,只保留零件的實際輪廓。
2.導入圖形到激光切割軟件:
打開激光切割機配套的控制軟件(例如:LightBurn, LaserCut, RDWorks, Trocen CNC, EzCad2, SigmaNEST, ProNest 等,具體取決于你的設備品牌)。
在軟件中找到“導入”、“打開”或專門的“排版”/“嵌套”功能區域,將準備好的 DXF 文件導入到軟件中。通常軟件會將這些圖形視為待排版的“零件”。
3.設置板材尺寸與參數:
在軟件界面中定義你將要使用的實際板材尺寸(長 x 寬)。確保輸入正確。
設置板材在機器工作臺上的原點位置(通常是左下角或中心,根據機器設定)。
設置板材類型和厚度(有時會影響軟件計算切割間隙)。
4.設置排版規則(關鍵步驟):
零件數量:指定每種零件需要切割的數量。
切割間隙/間距:設置零件與零件之間、零件與板材邊緣之間的最小距離。這非常重要,確保切割時熱影響區不會損壞相鄰零件或板材邊緣,并給夾鉗留出空間(如果邊緣需要夾持)。通常需要設置:
零件間距:零件與零件之間的最小距離。板材邊距:零件與板材邊緣的最小距離。
共邊切割:如果零件輪廓是直線且平行,開啟“共邊”選項可以讓兩個相鄰零件的共用邊只切割一次(零件輪廓線重合),顯著節省切割時間和氣體消耗。需要設置合適的共邊寬度。
微連接/橋接:設置是否添加微連接以及在何處添加(自動或手動),防止切割后的小零件掉落或被氣流吹飛。需要指定微連接的數量、大小和位置(通常在輪廓線上)。
旋轉角度:通常允許零件在排版時自由旋轉(0°, 90°, 180°, 270°)或任意角度旋轉,以找到最緊湊的排列方式。有時可以限制旋轉角度(如不允許旋轉或只允許90度旋轉,例如有紋理方向要求的木材)。
鏡像:有時允許鏡像零件以更好地適配空間(需注意鏡像后零件是否可用)。
排版方向約束:對于有紋理、軋制方向或強度要求的材料(如木材、金屬板材),可能需要限制某些零件的旋轉角度,使其長邊沿特定方向排列。
嵌套算法選擇(高級):有些高級軟件提供不同的算法(如 True Shape Nesting),優化程度和計算時間不同。
5.執行自動排版:
設置好所有規則后,點擊軟件中的“開始排版”、“自動嵌套”、“計算”或類似按鈕。
軟件會根據設定的規則和算法,自動嘗試將指定數量的零件排列到定義的板材區域內,目標是最大化材料利用率(也稱為“套料率”)。
6.檢查與優化排版結果:
查看利用率:軟件通常會顯示計算出的板材利用率百分比(已用面積 / 板材總面積)。
目視檢查:仔細檢查自動排版的結果:
所有零件是否都排下了?
零件間距、邊距是否滿足設定要求?是否足夠安全?
共邊切割是否設置正確?(檢查共邊處的線條)
微連接是否添加在合適的位置和數量?是否需要手動調整或添加/刪除?
是否有零件重疊?是否有零件超出板材邊界?
切割路徑是否合理?是否有明顯的不必要的長距離空移?
手動調整(可選但常見):
手動拖動個別零件進行微調,騰出空間塞入更多零件或優化路徑。
調整某些零件的旋轉角度。
在空白區域手動添加額外的零件(如果自動排版沒排滿)。
調整切割順序(雖然自動排版主要管位置,但路徑優化有時也相關)。
運行模擬:使用軟件的模擬功能預覽整個切割過程,檢查路徑是否合理,有無碰撞風險(特別是零件移動或掉落時是否會被激光頭撞到)。
7.生成并發送切割路徑/代碼:
對排版結果滿意后,軟件會將排版好的零件圖形轉換為機器能識別的切割路徑(G代碼)。
設置切割參數:為不同的輪廓(外輪廓、內孔、不同材料厚度)設置合適的激光功率、切割速度、頻率、氣壓(氣體類型和壓力)、焦距(切割頭高度)等。這些參數通常存儲在材料數據庫中。
生成 G代碼:軟件根據路徑和切割參數生成最終的 G代碼 文件(如 .nc, .cnc, .gcode 等)。
傳輸到機器:通過 U盤、網線、USB線 或局域網將 G代碼 文件傳輸到激光切割機的控制系統中。
8.上料與切割:
將板材正確放置到機器工作臺上,對準原點(通常使用激光指示器或攝像頭定位)。
在機器控制面板上選擇要運行的 G代碼 文件。
再次確認焦點!根據材料厚度設置正確的切割頭焦距(自動調焦或手動)。
啟動切割程序,密切觀察初始切割過程是否正常。
提高自動排版效果的關鍵技巧
1.圖形質量是基礎:務必徹底清理圖形,確保輪廓封閉、無冗余元素。劣質圖形會導致排版失敗或效率低下。
2.合理設置間隙:間隙太小有碰撞和損壞風險;間隙太大浪費材料。需根據材料厚度、激光功率、切割速度、零件大小等因素實驗確定最佳值。通常至少為板材厚度的 10%-20%。
3.善用共邊切割:對于大批量矩形或規則形狀零件,共邊切割能極大提升效率和節省材料(節省量可達 20% 或更多)。確保共邊寬度設置合適(通常略大于切口寬度)。
4.微連接至關重要:對小零件和內部孔洞,務必正確設置微連接,防止切割過程中零件移位導致碰撞或切割失敗。大小和位置要合適(既要能固定住,又要容易掰斷)。
5.嘗試不同旋轉選項:允許自由旋轉通常能得到最高利用率,但有時受約束限制。對比不同設置的結果。
6.分批排版:如果零件種類和數量太多,一次排版效果不佳或計算時間過長,可以嘗試分批排版(先排一種零件,再在空隙處排另一種)。
7.利用剩余材料:高級軟件或功能允許你將上次切割剩余的異形板材輪廓導入,作為新的“板材”進行排版,進一步節省材料。
8.實踐與經驗:不同軟件、不同零件形狀、不同材料排版效果差異很大。多嘗試、多比較、多積累經驗是提高排版效率的最佳途徑。
常見激光切割控制軟件中的自動排版入口
LightBurn:“排列” 標簽頁 -> “嵌套” 工具。
RDWorks (Ruida):“高級” 菜單 -> “優化” 或專門的“排版”按鈕(圖標可能像拼圖)。
LaserCut (TopWisdom):通常有顯眼的“自動排版”或“優化”按鈕/菜單項。
Trocen CNC:“嵌套” 功能模塊。
專業套料軟件 (SigmaNEST, ProNest):排版(嵌套)是其核心功能,界面和功能都更強大復雜。
重要提示:永遠不要完全依賴自動排版結果!人工檢查排版布局、間隙、微連接和模擬切割路徑是必不可少的安全步驟。錯誤的排版可能導致昂貴的材料浪費、機器碰撞甚至安全事故。理解原理并熟練運用規則,才能讓自動排版功能真正成為提升效率和節省成本的利器。