一、概述

目前，我国船舶制造行业正处在一个前所未有的蓬勃发展时期，船舶制造行业正经历着从传统的手工和机械方式造船向计算机数字化与快速响应制造即敏捷造船发展。数据库、网络和计算机软件应用系统是数字化敏捷造船的基础，是实现数字化敏捷造船的核心技术。

　　在2006年四季度，FastCAM中国公司选择了一家有代表性的大型船舶制造企业进行了为期两周的现场实践和两个月的后续跟踪指导，从设计部门提供的DXF/DWG文件格式的套料图和详细设计后的零件图开始，进行零件图优化、自动编程、自动套料、代码转换、数据库管理、统计报表，以及切割生产计划管理，到数控切割机现场切割，解决了各种切割质量问题。

　　为期两周的现场指导，不仅为船舶制造企业及时解决了编程套料与数控切割的效率和质量问题，而且为FastCAM套料软件在船舶企业的应用提供了很实用、具体的应用案例，从而为船舶制造企业有效提高编程套料生产效率，提高数控切割机的切割质量和切割效率提供了有效的技术保证。

　　二、应用案例分析

　　1．应用案例一：套料图的优化、自动编程和代码转换，提高编程效率和切割质量

　　目前，我国船舶制造企业普遍采取专业化协作生产方式，由船舶设计部门或设计公司直接把排版好的DXF/DWG格式的套料图（见图1），提供给船舶企业的编程套料与切割生产部门，由编程套料部门进行简单的NC编程和代码转换后，交给切割部门进行数控切割。
　　使用DXF/DWG格式的套料文件进行编程和数控切割，企业面临的主要困难和问题如下：
　　一是自动编程困难。由于DXF/DWG文件经常存在肉眼无法识别的多余实体、重叠曲线或曲线不闭合，导致无法自动编程或编程错误，如多引入引出线和重复切割。
　　二是代码转换问题。该企业拥有船舶研究所和深圳博利昌不同年代的多台数控切割机，使用了Fagor、EDGE、Lynx等不同品牌的控制器, 代码格式各不相同，相互间进行转换非常烦琐和困难。

图1 DXF/DWG格式套料图

　　三是切割质量问题。首先是引入引出点过烧留疤痕；其次是切割断面不光滑，有许多波浪纹。
　　四是切割效率低且等离子割嘴浪费严重。
　　针对上述困难和问题，我们帮助企业分析产生问题的原因，辅导用户使用FastCAM套料软件并有针对性的逐一进行解决。
　　（1）使用FastCAM软件的CAD清除压缩功能，优化DXF/DWG文件（见图2），清除多余和重叠的实体，压缩小的直线，使原本由282个实体组成的套料图，经过清除压缩优化处理后，实体数减少到218个，有效减少了程序量，避免了乱跑空程和重复切割；同时，压缩小实体，可直接提高切割断面质量，避免波浪纹和切割机抖动，有效提高切割质量和切割效率。

图2 CAD清除压缩功能

　　（2）使用FastPATH自动编程功能（见图3），设置切割方式、引入引出线类型、割缝补偿方式、轮廓线间隙和选择板材边框，进行自动编程，即可得到切割代码程序，并使不封闭曲线自动闭合；同时，解决了引入引出点过烧留疤痕的质量问题。

图3 自动编程功能

　　（3）使用FastCAM软件实现不同代码的快速转换。FastCAM软件提供了多种控制器代码的转换功能（见图4），控制器代码类型包括：伊萨、梅塞尔切割机使用的ESSI格式和通用的EIA格式，包括常见的EDGE、LYNX、FastCNC、FAGOR、START等控制器类型。
　　（4）使用高效切割编程技巧，特别是针对等离子切割，使用FastCAM软件提供的桥接功能，实现多个零件的桥接和连续切割，有效地减少了等离子穿孔，节省等离子割嘴，提高了切割效率。

图4 多种控制器转换类型

　　2．应用案例二：零件图的自动提取与自动套料

　　目前，我国大中型船舶制造企业都有自己的船舶设计院，从船体的结构设计、船体的分段设计到每段的详细设计，具备了相当的设计和开发力量。但是，在详细设计后，编程套料和数控切割生产部门，还存在许多技术难题有待解决。例如：如何从详细设计图中快速提取同一板厚的零件，整理生成零件切割列表，进行自动套料，以避免重复画图，从而有效避免手工整理切割零件清单，避免进行手工套料和编程，这是实现无纸化和数字化编程套料，有效提高编程套料工作效率，提高数控切割的质量和效率的关键。
　　FastCAM套料软件为船舶制造企业提供了成熟专业的一体化的自动提取、自动套料、自动编程的技术和方法。下面将操作流程介绍如下。
　　第一步：使用FastCAM软件的CAD兼容功能，读入DXF/DWG格式的船体分段详细设计图（见图5，船舶企业在船体分段详细设计图中，已经将不同板厚的零件进行了分类，板厚10～45mm不等分成多种规格），然后按不同板厚依次分别进行处理。以20mm板厚的零件为例，先删除其他板厚的零件和边框，只剩下20mm板厚的零件组（见图6）。再使用上面介绍过的CAD清除压缩优化功能，清除多余和重叠实体，避免重复切割，压缩小线段，优化DXF/DWG文件，把原有233个实体优化减少到183个实体，有效地提高了数控切割质量和切割效率。

图5 船体分段详细设计图

图6 20mm板厚切割零件组

　　第二步：使用FastCAM软件的CAD提取打散排序功能，不仅可方便快捷地提取其中的任意一个零件图，保存为DXF/ DWG 或CAM文件，而且还可自动提取零件的名称。此程序最重要的功能是自动打散零件，自动提取零件名，顺序存储零件，以及自动进行排序和自动生成零件切割列表（参见图7、图8），为自动套料做好准备。

图7 自动打散排序功能

图8 自动生成切割零件列表

　　第三步：使用FastCAM软件的自动套料功能，直接读入自动生成的切割零件列表，进行自动套料（见图9）；使用FastNEST套料软件中的自动与手动交互式套料和自动编程方法，优化套料和编程结果；使用多控制器转换功能，生成不同切割机和控制器需要的NC切割文件，进行数控切割。