Nesting to funkcjonalność, która pomaga użytkownikowi w optymalizacji ułożenia elementów do wycięcia na arkuszu lub formatce materiału. Algorytm programu weryfikuje geometrie elementu, uwzględniając parametry wejściowe takie jak ilość elementów do wycięcia, wstępny kierunek ułożenia obiektów, uwzględnia kształt i wymiary arkuszu, aby następnie obliczyć optymalne ustawienie obiektów względem siebie na formatce. Przedstawiony opis generalizuje cały proces nestingu, który w szczegółach zostanie opisany w dalszej treści artykułu.
Wykorzystanie Nestingu na platformie 3DEXPERIENCE
Funkcjonalność Nestingu jest dostępna dla wszystkich użytkowników roli Shop Floor Programmer na platformie 3DEXPERIENCE i wyższych pakietów ról związanych z obróbką CAM. Dobrą informacją dla klientów jest to, że dostęp do roli otrzymuje każdy nowy użytkownik SOLIDWORKS 2025 z usługami w chmurze. Rola jest przyznawana za darmo, na czas wykupionych usług. Dla zainteresowanych rolę można również wykupić niezależnie i korzystać z niej wykorzystując uniwersalne formaty plików.
Dla korzystających z oprogramowania SOLIDWORKS i platformy 3DEXPEREIENCE, korzyści jest znacznie więcej, ponieważ oprócz środowiska CAD do modelowania obiektów, mamy również dostęp do ról do zarządzania projektami. Projekty możemy zapisywać w chmurze, aby następnie importować je do aplikacji oferującej Nesting. Treść artykuł oprzemy o dwa modele elementów zaprojektowanych w SOLIDWORKS, zapisanych na chmurze, a następnie zaimportowanych do aplikacji DELMIA Laser & Waterjet wchodzącej w skład roli NSR.
Projekty w SOLIDWORKS zostały zapisane w trybie rozłożonym, przed gięciem. Tak zostaną wycięte z arkusza blachy, a następnie poddane procesowi gięcia. Oba modele są tej samej grubości i zostaną wykonane z tego samego materiału. Dzięki temu możemy je wyciąć podczas jednego procesu z tego samego arkusza materiału.
Detale umieszczone zostały w jednej celi produkcyjnej dla ułatwienia prac i stworzenia różnych projektów nestingu, osobno dla każdej części i wspólnie. Widzimy dzięki temu znaczące różnice w rozmiarach elementów. Może to mieć znaczący wpływać na rozmieszczenie obiektów na arkuszu.
Funkcje nestingu możemy jednocześnie użyć do jednej jak i wielu elementów. W naszym przykładzie posłużymy się dwoma różnymi elementami. Po wskazaniu obiektów do nestingu pojawiają się one na liście elementów do rozłożenia. Zauważyć możemy, że każdy z elementów ma uporządkowane w kolumnach cechy tj. nazwę, obszar, grubość, ilość oraz materiał.
Użytkownik, może zdecydować ile obiektów powinno znaleźć się na arkuszu, wprowadzając ilości manualnie. W naszym projekcie wykonamy 5 większych elementów Stojaka na Laptop i 10 mniejszych elementów Stojaka na Telefon.
Nawet po wykonaniu procesu, możemy edytować projekt nestingu i wprowadzić zmiany ilości elementów, jeżeli w wyniku rozłożenia starczy nam miejsca na kolejne obiekty. Warto również zwrócić uwagę, że na tym etapie możemy zweryfikować czy obiekty do nestingu nie mają różnej grubości i zdecydować, czy nie powinno użyć się do wykonania innego półfabrykatu.
Kolejny krok to przejście do wyboru półfabrykatu. W oknie Stocks decydujemy, z jakiego półfabrykatu chcemy wycinać elementy.
Jakie możliwości daje program do nestingu?
Program pozwala na stworzenie nowego półfabrykatu, wystarczy, że określimy wymiary gabarytowe. Można zauważyć, że grubość półfabrykatu została zaczytana automatycznie i wynika z grubości elementów, które wskazaliśmy do rozłożenia.
Oprogramowanie daje możliwość zignorowania grubości, jeżeli wskazalibyśmy elementy różnej grubości względem półfabrykatu. Użytkownik decyduje o tym samodzielnie. Oprócz tego może wskazać domyślny kierunek ułożenia „ziaren” czyli struktury wewnętrznej lub zewnętrznej (pełniącej rolę wizualną) materiału, z którego będzie następowało cięcie. Istnieje wiele materiałów, których struktura i ułożenie włókien ma wpływ np. na wytrzymałość elementu, dobrze, aby osoba decydująca o rozmieszczeniu obiektów do wycięcia miała możliwość rozłożenia tak obiektów, by zachować odpowiednie własności materiału przy użytkowaniu.
Użytkownik może wskazać dowolny kształt, jeżeli nie chce wprowadzać nowej formatki. Może to być również arkusz, który wcześniej był używany do wycinania i jest na nim jeszcze miejsce do wycięcia kolejnych elementów, jak na grafice poniżej.
To doskonały sposób, aby uniknąć tracenia materiału i półfabrykatów. Taki użyty w jakimś stopniu arkusz, również możemy użyć w nestingu, aby optymalnie rozłożyć na nim elementy do wycięcia. Pokażemy to w kolejnych krokach.
Ostatni krok przed uruchomieniem obliczania nestingu to ustalenie parametrów w oknie Opcje.
Ustalimy tu m.in.:
- minimalną odległość części między sobą po rozłożeniu na arkuszu
- minimalny kąt obrotu części przy optymalizacji rozkroju
- minimalne odległości od krawędzi arkusza w osiach X i Y
- limit czasu, który algorytm ma poświęcić na znalezienie optymalnego rozłożenia elementów na arkuszu
Wszystkie parametry mają sprawić, aby zoptymalizować rozłożenie elementów na arkuszu materiału. Warto wspomnieć o parametrze czasu, który mamy poświęcić na obliczenie odpowiedniego rozkroju. Przy dużej ilości elementów, czy zróżnicowanej geometrii wskazanych elementów do nestingu czas takiego obliczania może wzrosnąć. Istotne, że użytkownik posiada opcję ograniczenia limitu czasu na obliczanie właściwego rozkroju materiału.
Jakie są rezultaty procesu nestingu?
Na kolejnej grafice z programu widzimy 3 rezultaty procesu nestingu:
- Rozłożenie dwóch elementów na nowej formatce, z ograniczeniem obrotu detali o kąt max. 90 stopni.
- Rozłożenie dwóch elementów na wcześniej wykorzystanej formatce, z ograniczeniem obrotu elementów o kąt max. 90 stopni.
- Rozłożenie dwóch elementów na nowym arkuszu, z ograniczeniem obrotu elementów o kąt max. 5 stopni.
Zauważalne są różnice w rozłożeniu obiektów na arkuszu. Ze względu na różnice w parametrach i arkuszach, program wybrał najlepsze rozwiązanie dla każdego z nich. Na arkuszu nr 1 widzimy, że program przy analizie rozkładu trzymał się maksymalnego obrotu elementów co 90 stopni. Obiekty są więc rozłożone z maksymalnym obrotem 90 stopni i ustawiają się po dłuższej lub krótszej krawędzi osi X i Y.
Arkusz nr 2 był arkuszem, z którego wcześniej wycinano podobne elementy. Program uwzględnił wycięte kształty, oparł swoje obliczenia o adekwatny kształt półfabrykatu i części. Widzimy na przykład, że program znalazł przestrzeń na arkuszu pomiędzy dwoma wyciętymi wcześniej elementami, i wstawił tam mniejszy element do nowego wycięcia. Uzyskujemy w tym wypadku realną korzyść w oszczędzeniu materiału.
Zrealizowany na arkuszu nr 3 nesting w parametrach miał wprowadzoną wartość pozwalającą na obrót elementów o kąt 5 stopni, aby wstawić optymalnie elementy na nową formatkę. Chociaż proces ten trwał dłużej (nie przekroczył minuty) to osiągnęliśmy najbardziej zoptymalizowane rozłożenie, jeżeli chodzi o wykorzystany obszar elementów na arkuszu.
Każdy ze stworzonych scenariuszy możemy przebudować, zmienić jego parametry i przeliczyć od nowa. Na projekcie widzimy, że możemy to zrealizować w jednej celi maszynowej. Obok siebie leżą 3 wersje przygotowanego rozkroju, a użytkownik na koniec może zdecydować, który z nich jest dla niego właściwy i powinien trafić na maszynę, aby poddać go obróbce i procesowi wycięcia.
Proces cięcia zostanie opisany i zrealizowany w kolejnym artykule. Zapraszam do śledzenia pojawiających się na blogu treści.
Nie przegap okazji! Dołącz do naszego bezpłatnego webinaru: Rola DELMIA NC Shop Floor Programmer (NSR) na platformie 3DEXPERIENCE
