激光切割机的自动排版功能主要用于最大化材料利用率、减少切割时间和优化切割路径。其核心是将多个需要切割的零件图形(DXF/DWG/SVG 等格式)智能地排列在一张板材上,尽可能减少边角料。以下是使用自动排版功能的一般步骤和关键要点:
核心步骤
1.准备切割图形:
在CAD软件(如 AutoCAD, SolidWorks, Fusion 360, CorelDRAW, Illustrator 等)中设计好需要切割的零件。
确保图形是封闭的轮廓线(多段线或样条曲线),没有重叠、自相交、重复线或非常小的碎片。
通常将图形导出为 DXF 文件(最常见且兼容性最好),有时也支持 DWG、SVG 等格式。确保单位设置正确。
清理图形:删除所有不需要切割的辅助线、标注、文字等,只保留零件的实际轮廓。
2.导入图形到激光切割软件:
打开激光切割机配套的控制软件(例如:LightBurn, LaserCut, RDWorks, Trocen CNC, EzCad2, SigmaNEST, ProNest 等,具体取决于你的设备品牌)。
在软件中找到“导入”、“打开”或专门的“排版”/“嵌套”功能区域,将准备好的 DXF 文件导入到软件中。通常软件会将这些图形视为待排版的“零件”。
3.设置板材尺寸与参数:
在软件界面中定义你将要使用的实际板材尺寸(长 x 宽)。确保输入正确。
设置板材在机器工作台上的原点位置(通常是左下角或中心,根据机器设定)。
设置板材类型和厚度(有时会影响软件计算切割间隙)。
4.设置排版规则(关键步骤):
零件数量:指定每种零件需要切割的数量。
切割间隙/间距:设置零件与零件之间、零件与板材边缘之间的最小距离。这非常重要,确保切割时热影响区不会损坏相邻零件或板材边缘,并给夹钳留出空间(如果边缘需要夹持)。通常需要设置:
零件间距:零件与零件之间的最小距离。板材边距:零件与板材边缘的最小距离。
共边切割:如果零件轮廓是直线且平行,开启“共边”选项可以让两个相邻零件的共用边只切割一次(零件轮廓线重合),显著节省切割时间和气体消耗。需要设置合适的共边宽度。
微连接/桥接:设置是否添加微连接以及在何处添加(自动或手动),防止切割后的小零件掉落或被气流吹飞。需要指定微连接的数量、大小和位置(通常在轮廓线上)。
旋转角度:通常允许零件在排版时自由旋转(0°, 90°, 180°, 270°)或任意角度旋转,以找到最紧凑的排列方式。有时可以限制旋转角度(如不允许旋转或只允许90度旋转,例如有纹理方向要求的木材)。
镜像:有时允许镜像零件以更好地适配空间(需注意镜像后零件是否可用)。
排版方向约束:对于有纹理、轧制方向或强度要求的材料(如木材、金属板材),可能需要限制某些零件的旋转角度,使其长边沿特定方向排列。
嵌套算法选择(高级):有些高级软件提供不同的算法(如 True Shape Nesting),优化程度和计算时间不同。
5.执行自动排版:
设置好所有规则后,点击软件中的“开始排版”、“自动嵌套”、“计算”或类似按钮。
软件会根据设定的规则和算法,自动尝试将指定数量的零件排列到定义的板材区域内,目标是最大化材料利用率(也称为“套料率”)。
6.检查与优化排版结果:
查看利用率:软件通常会显示计算出的板材利用率百分比(已用面积 / 板材总面积)。
目视检查:仔细检查自动排版的结果:
所有零件是否都排下了?
零件间距、边距是否满足设定要求?是否足够安全?
共边切割是否设置正确?(检查共边处的线条)
微连接是否添加在合适的位置和数量?是否需要手动调整或添加/删除?
是否有零件重叠?是否有零件超出板材边界?
切割路径是否合理?是否有明显的不必要的长距离空移?
手动调整(可选但常见):
手动拖动个别零件进行微调,腾出空间塞入更多零件或优化路径。
调整某些零件的旋转角度。
在空白区域手动添加额外的零件(如果自动排版没排满)。
调整切割顺序(虽然自动排版主要管位置,但路径优化有时也相关)。
运行模拟:使用软件的模拟功能预览整个切割过程,检查路径是否合理,有无碰撞风险(特别是零件移动或掉落时是否会被激光头撞到)。
7.生成并发送切割路径/代码:
对排版结果满意后,软件会将排版好的零件图形转换为机器能识别的切割路径(G代码)。
设置切割参数:为不同的轮廓(外轮廓、内孔、不同材料厚度)设置合适的激光功率、切割速度、频率、气压(气体类型和压力)、焦距(切割头高度)等。这些参数通常存储在材料数据库中。
生成 G代码:软件根据路径和切割参数生成最终的 G代码 文件(如 .nc, .cnc, .gcode 等)。
传输到机器:通过 U盘、网线、USB线 或局域网将 G代码 文件传输到激光切割机的控制系统中。
8.上料与切割:
将板材正确放置到机器工作台上,对准原点(通常使用激光指示器或摄像头定位)。
在机器控制面板上选择要运行的 G代码 文件。
再次确认焦点!根据材料厚度设置正确的切割头焦距(自动调焦或手动)。
启动切割程序,密切观察初始切割过程是否正常。
提高自动排版效果的关键技巧
1.图形质量是基础:务必彻底清理图形,确保轮廓封闭、无冗余元素。劣质图形会导致排版失败或效率低下。
2.合理设置间隙:间隙太小有碰撞和损坏风险;间隙太大浪费材料。需根据材料厚度、激光功率、切割速度、零件大小等因素实验确定最佳值。通常至少为板材厚度的 10%-20%。
3.善用共边切割:对于大批量矩形或规则形状零件,共边切割能极大提升效率和节省材料(节省量可达 20% 或更多)。确保共边宽度设置合适(通常略大于切口宽度)。
4.微连接至关重要:对小零件和内部孔洞,务必正确设置微连接,防止切割过程中零件移位导致碰撞或切割失败。大小和位置要合适(既要能固定住,又要容易掰断)。
5.尝试不同旋转选项:允许自由旋转通常能得到最高利用率,但有时受约束限制。对比不同设置的结果。
6.分批排版:如果零件种类和数量太多,一次排版效果不佳或计算时间过长,可以尝试分批排版(先排一种零件,再在空隙处排另一种)。
7.利用剩余材料:高级软件或功能允许你将上次切割剩余的异形板材轮廓导入,作为新的“板材”进行排版,进一步节省材料。
8.实践与经验:不同软件、不同零件形状、不同材料排版效果差异很大。多尝试、多比较、多积累经验是提高排版效率的最佳途径。
常见激光切割控制软件中的自动排版入口
LightBurn:“排列” 标签页 -> “嵌套” 工具。
RDWorks (Ruida):“高级” 菜单 -> “优化” 或专门的“排版”按钮(图标可能像拼图)。
LaserCut (TopWisdom):通常有显眼的“自动排版”或“优化”按钮/菜单项。
Trocen CNC:“嵌套” 功能模块。
专业套料软件 (SigmaNEST, ProNest):排版(嵌套)是其核心功能,界面和功能都更强大复杂。
重要提示:永远不要完全依赖自动排版结果!人工检查排版布局、间隙、微连接和模拟切割路径是必不可少的安全步骤。错误的排版可能导致昂贵的材料浪费、机器碰撞甚至安全事故。理解原理并熟练运用规则,才能让自动排版功能真正成为提升效率和节省成本的利器。