moitvivt Моделирование, оптимизация и информационные технологии Modeling, Optimization and Information Technology 2310-6018 Издательство 10.26102/2310-6018/2018.23.4.022 532 ТОЧНОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ СТОИМОСТИ РЕЗКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА НА МАШИНЕ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В ЗАДАЧЕ ОПТИМИЗАЦИИ МАРШРУТА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА THE ACCURATE CALCULATION OF PARTS TREATMENT COST FROM SHEET METAL ON THE CNC LASER CUTTING MACHINE IN PROBLEM OF TOOL ROUTING OPTIMIZATION Таваева Анастасия Фидагилевна Tavaeva Anastasia Fidagilevna tavaeva_a_f@bk.ru aff-1 Петунин Александр Александрович Petunin Alexander Alexandrovich aapetunin@gmail.com aff-2 ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» АО «ПО «Уральский оптико-механический завод» им. Э.С. Яламова» Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin JSC « PA «Ural Optical and Mechanical Plant named after Mr. E.S. Yalamov» АО «ПО «Уральский оптико-механический завод» им. Э.С. Яламова» JSC « PA «Ural Optical and Mechanical Plant named after Mr. E.S. Yalamov» 01 01 2026 1 1 10.26102/2310-6018/2018.23.4.022 Copyright © Авторы, 2026 2026 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License

В статье рассматривается вопрос точного вычисления целевой функции в задаче оптимизации маршрута перемещения режущего инструмента для машин листовой лазерной резки с числовым программным управлением (далее ЧПУ). В качестве целевой функции рассматривается стоимость лазерной резки, которая зависит от ряда числовых параметров. Вычисление этих параметров затруднено по ряду причин: необходимо учитывать тип используемого лазера в машине с ЧПУ, марку и толщину обрабатываемого материала, стоимость расходных материалов, расход и стоимость вспомогательного и лазерного газов, амортизацию оборудования и заработную плату обслуживающего персонала. В работе предлагается математическая модель точного вычисления целевой функции стоимости лазерной резки. На основании предложенной модели произведен расчет основных параметров для СО2 лазерного комплекса ByStar3015, от которых зависит стоимость резки. На основании полученных формул для расчета основных стоимостных параметров можно вычислить длину дополнительного реза, допустимую при проектировании маршрута режущего инструмента с применением специальных способов резки с дополнительным резом. Таким образом, зная рассчитанную максимально допустимую длину дополнительного реза можно легко оценить эффективность и целесообразность применения специальных способов резки еще на этапе проектирования маршрута перемещения режущего инструмента. Во второй части статьи рассмотрен пример расчета стоимости лазерной резки раскройной карты, разработанной в САПР «СИРИУС». При проектировании управляющей программы маршрут перемещения режущего инструмента был построен для двух случаев: резка «по замкнутому контуру» и применение специальных способов резки. Анализ полученных результатов показал, что применение специальных способов резки позволяет минимизировать стоимость лазерной резки.

The problem of objective function accurate calculation in issue of cutting tool route for CNC laser cutting machines is considered in this paper. The objective function is laser cutting cost depending on some parameters. The calculation of ones is complicated because of the type of laser in CNC machines, grade and thickness of work-in-process materials, cost of expendable materials, gas consumption and cost, amortization and wages of service personals should be considered. The mathematical model of laser cutting cost accurate calculation is presented. Based on proposed model the calculation of basic parameters is performed for CNC CO2 laser machine ByStar3015. The second part of paper considered example of laser cutting cost calculation for nesting. During develop of NC programs in CAD/CAM “SIRIUS” the cutting tool route is built for two cases: standard and special cutting techniques. Analysis of received results shows that application of special cutting technique minimizes the laser cutting cost.

 термическая резка машины листовой лазерной резки с чпу оптимизация маршрута режущего инструмента стоимость лазерной резки минимизация стоимости резки скорость перемещения режущего инструмента thermal cutting cnc laser cutting machines optimization of tool route laser cost minimization of cutting cost working speed Исследование выполнено без спонсорской поддержки. The study was performed without external funding. References Петунин А.А. Разработка САМ системы для машин резки листового материала как пример инновации // Инновационные информационные технологии: Теория и практика: Материалы междунар. сем. – Уфа, 2011. - С.47-50. Петунин А.А. Две задачи маршрутизации режущего инструмента для машин фигурной листовой резки с ЧПУ // Intelligent Technologies for Information Processing and Management: Proceedings of 2nd International Conference (Уфа, 10-12 ноября 2014 г.). – Уфа: Изд-во УГАТУ, 2014. - С. 215-220. Конников Е.А., Куклина А.М. Специфика определения штучнокалькуляционного времени при расчете себестоимости производства изделий с применением технологии лазерной резки // Экономика и управление народным хозяйством. 2016. №2(30). С. 41-49. Мильцин А.Н., Шабанов М.Л., Лысыч М.Н., Романов В.В. Современные методы резания листовых материалов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: материалы междунар. заочн. научн.-практич. конференции. Воронеж: ВГЛТА, 2015. Т.3. №2-1(13-1). С.83-87. Шапарев А.В., Савина А.И. Технологическое и экономическое сравнение резки материалов плазмой и СО2-лазерами // Наука и современность. 2016. №3(9). С.181-189. О классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы: постановление Правительства РФ от 01.01.2002 №1 – 2002. Tavaeva A.F., Petunin A.A. The cutter speed determination of CNC laser cutting machines for precise calculation of objective function of tool path problem // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM’16): Proceedings of 2 nd International Conference. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2017, 7911618. DOI: http://ieeexplore.ieee.org/document/7911618/. Таваева А.Ф., Петунин А.А. Некоторые вопросы оптимизации маршрута инструмента для машин фигурной листовой резки с числовым программным управлением // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. №9. С. 147-154 Петунин А.А., Таваева А.Ф. Об оптимизации маршрута инструмента для машин фигурной листовой резки с ЧПУ при условии непостоянства скорости рабочего хода // Фундаментальные исследования. 2015. №6-1. С. 56-62. Петунин А.А. Интегрированная САПР «СИРИУС» для автоматизации раскройно-заготовительного производства. Концепция. Опыт разработки и внедрения // Ресурсосберегающие технологии: математическое обеспечение оптимизационных задач в системах автоматизированного проектирования: Сб. докл. I Всеросс. научн. - практич. конф. по вопросам решения оптимизационных задач в промышленности. – СПб: ЦНИИТС, 2001. - С. 126-129. Tavaeva A.F., Petunin A.A., Krotov V.I. About effectiveness of special cutting techniques application during development of automatic methods of tool path optimization applied to CNC thermal cutting machine // Computer Science and Information Technologies: Proceedings of 19th International Conference. – Ufa, UGATU, 2017. - P. 221-226. Таваева А.Ф., Петунин А.А. Вычисление стоимости лазерной резки в задаче оптимизации маршрута режущего инструмента на машинах с ЧПУ // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. №12. С. 194-202.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.