嵌套软件提高零件编程效率

借助最新的嵌套零件软件，制造商和金属切割机显着提高了制造效率

更智能、更快的套料软件程序以及更好的自动化和其他重大改进正在帮助加工车间的制造商和金属切削工以及其他建筑商为他们的工厂运营注入一股生产力。加快工厂流程始终是关键，但通过新的套料工具和技术获得最佳效率，这样可以让车间在竞争中脱颖而出。

嵌套软件系统被广泛的制造业所采用，从小型作业车间到中型到大型制造业务，部署了从激光焊接和切割设备到水刀、等离子和氧燃料切割的一系列金属切割系统系统。通过切割平板金属获得正确的产量是车间的一个关键目标，同时确保高水平的安全性、降低成本并使用最新的新网络系统和自动化设备加快运营。

为高产筑巢

SigmaTEK Systems LLC（辛辛那提）SigmaNest 产品经理 James Lindsey 指出，虽然制造商总是希望从他们的套料程序中获得最佳产量，但这并不是管理人员在为其特定操作寻找最佳套料解决方案时应该寻找的唯一因素。 )。

“通常使用嵌套软件，人们在如何衡量生产力时会考虑几件事，”林赛说。 “嵌套产量就是其中之一。这是最简单的。我们更进一步。这不仅仅关乎良率，还关乎让零件为下游做好准备。”

他指出，在可能的情况下，将三个或四个订单放在一起有助于获得良好的产量——从给定的材料库存中获得最可能的零件。通过 NC 优化实现流程自动化、套料和 NC 刀具路径自动化，也极大地有助于提高生产力。

“就产量而言，它是全面的，”林赛说。 “根据您正在运行的部件，它可能是 80-90%，但它可以在 60-90% 之间。如果你在做大部分是矩形的部分，那 90% 就是你想要的。”

如果一家商店正在切割圆形零件，那么就没有任何获得高嵌套良率的好方法。 “就拿一个圆盘吧，我对嵌套圆形零件无能为力。会有一些废料。我们把那块拿出来，这就是我们所说的残余物，有些人选择把它剪掉。如果是低碳钢，通常我们不会担心，我们有工具来管理它。

“我们的客户通常拥有广泛的机器类型和品牌，他们希望软件能够运行所有机器，而不会丢失机器的任何功能，”Lindsey 补充道。 “使用现有系统导入数据，将数据导出到 MRP 系统始终很重要。”

Lindsey 说，最新的 SigmaTEK SigmaNest X1 版本 1.3 添加了 64 位 Windows 操作系统支持，从而提高了速度，并且更多的嵌套改进使产量提高了 2-4% 或更高。预计 SigmaTEK 将于本月发布的下一个版本中进一步提高嵌套良率。 Lindsey 表示，该更新将进一步改进零件处理系统的 NC 刀具路径，以及最新光纤激光器的 NC 功能。 “我们还开始发布 SigmaNest SX 的部分内容，这是 SigmaNest 的 3D 版本，”他补充道。

自动嵌套，云选项

当车间经理考虑是否嵌套零件时，实际上只有一个好的答案。完全优化材料和所涉及的机器的唯一方法是拥有良好的套料能力。 “无论你使用什么流程，答案都是一样的。当您谈论嵌套时，您是在谈论以尽可能最好的方式利用材料，”焊接、等离子和氧燃料切割制造商 ESAB 切割系统（佛罗伦萨，南卡罗来纳州）的软件编程经理 Laura Blackmon 指出系统。

Blackmon 说，在制造车间，工厂车间的工人必须使用起重机和其他自动化设备将大块钢板和金属拉入，这些钢板和金属的尺寸通常为 10 × 20' (3 × 6 m)。 “你有相当多的装卸，有很多安全要求需要考虑，”她补充道。 “在那段时间里，没有使用机器，没有进行切割。嵌套所做的是收集所有零件，将它们收集在一块板上，并且通过嵌套，您可以获得更高的材料利用率。您还可以将生产时间减少至少 50%，甚至可能减少 75%——因此嵌套和不嵌套之间存在巨大差异。”

她说，借助 ESAB 最新的 Columbus III 套料软件，操作员可以利用其自动套料功能在午夜设置套料任务，并且商店的工作被编程为每个工作和每个客户的最佳套料。 “没有套料程序，您无法有效地做到这一点。客户的另一件大事是确保工人的安全。当我们谈论安全时，这是削减成本的一部分，”她说。 “工人的赔偿成本正在飙升，当你涉及到安全成本时，它就变成了一个非常非常大的问题。”

Blackmon 说，嵌套还使商店能够显着减少工人用于挑选和放置材料的时间。 “如果那台机器没有运行，那台等离子没有运行，我就得不到任何回报，”她说。 “任何低于 75% 的 [机器运行时间/利用率] 都是非常低效的。”

布莱克蒙说，两项新功能帮助了哥伦布用户，包括新的工作向导和新的基于云的软件工具。作业向导允许订单输入部门轻松地将他们的订单放到哥伦布进行夜间嵌套操作。 “哥伦布了解公司的库存；午夜它会开始筑巢，到早上商店开门时，巢已经做好了。我们已经完全实现了自动化。”该软件会自动嵌套作业，并能够考虑多种不同的材料和材料厚度，并且该程序的绘图工具可与所有可用的主要 3D CAD 实体建模软件包配合使用。

第二个重大进步是公司新的 CutCloud 和 WeldCloud 数据服务，ESAB 于 9 月在德国杜塞尔多夫的展会上展示了该服务，并将在 11 月的芝加哥 FABTECH 展会上展出。她指出，CutCloud 和 WeldCloud 基于云的数据共享工具消除了使用剪贴板分析流程的人员，而是使用基于 Web 的工具处理实时数据，以更快、更全面地分析工厂流程。

“CutCloud 的技术进步在于它允许公司关闭与经理的循环，”布莱克蒙说。 “我们的客户变得越来越聪明，生产力越来越高，而做到这一点的方法就是了解您的流程。这将带来很大的不同。”

提升底线

使用更好的混合物使制造线自动化通常可以降低制造车间的削减成本。 “传统上，制造商采取单独运行作业的方法。 Vero Software（英国切尔滕纳姆和阿拉巴马州塔斯卡卢萨）的 Radan 美洲区总经理 Doug Wood 说，它可以更轻松地将零件/客户分开，以便跟踪整个车间的工作和分配成本。 “今天的套料解决方案已经真正取得了进步，可以让钣金制造商结合多个客户的工作并跟踪零件。

“结合工作并在需要时生产所需的零件有助于提高材料利用率和机器运行时间，”他补充道。 “套料系统还可以与公司的 MRP 或 ERP 系统集成，以满足生产要求。一旦生成了嵌套，就可以生产标签或自动蚀刻零件以进行识别。”

伍德说，制造商不仅受益于材料利用率的提高，而且还受益于提高机器效率，方法是在可能的情况下保持机器以完整的板材运行——制造所需的零件和数量。

伍德说，Radan 2018 版本的一些最新改进包括本月推出的更新版本中的新嵌套引擎。他说，该软件将解决每张纸的利用率和整体套料作业或套料项目。

“此外，我们还开发了 Radmanager，这是一种新产品，可以解决多位工程师和多台机器的嵌套挑战，”伍德补充道。 “Radmanager 为多个操作员提供了一种跨多台机器或工作中心的可见性解决方案，可以灵活地满足生产要求。如果一台机器因预防性维护或维修而停机，您可以快速查看其他切割设备是否可用并轮班生产。 Radmanager 还提供功能以拒绝零件的质量或公差并将它们重新添加到排料计划中。”

伍德说，制造行业的制造商主要寻求易用性、可以快速轻松地导入 2D 和 3D 数据的嵌套解决方案，以及能够处理 MRP 系统生产要求的软件。 “一旦零件嵌套，就可以跟踪性能，以了解材料利用率和机器运行时间。此外，生成必要的报告和零件标签信息，或自动蚀刻零件编号以进行识别，都是制造商寻求的功能。”

他补充说，今天的套料软件可用于处理多种形状和数量的任何行业。 “我们曾要求嵌套用于木材、塑料、尼龙、玻璃、钣金和板材的组件，我们甚至要求嵌套在巧克力上。

“每台不同的机器都有自己的特性、所需的板材边界、零件间距和旋转角度，”伍德说。 “一个好的嵌套解决方案应该能够即时进行调整。因此，如果今天我的水刀停止服务，今天需要的所有零件都必须重新定向到我的 CNC 冲床，并且嵌套有不同间距要求和工具的零件 [必须] 用于在冲床上生产零件。”

他补充说，效率还要求嵌套必须连接到公司的 CAM 软件。 “移动一个孔，改变一个引线，或者适应最后一刻的改变——这些都是制造环境中的现实，”伍德指出。 “理想情况下，它还可以集成到您的设计系统中，以便能够将组件直接放入您的嵌套项目并在此过程中计算平面图案，而无需导出/导入零件文件。”

速度、准确性带来生产力

水刀和等离子切割机开发商 Hypertherm（新罕布什尔州汉诺威） CAD/CAM 产品的产品营销经理 Derek Weston 指出，当今先进的套料软件中的许多新功能可提高零件生产率、更快的切割时间和更高的精度来自更高效的 CAD 导入、更快的嵌套或减少总切割时间的切割技术。例如，他指出，Hypertherm 的 Rapid Part 技术每小时可以增加高达 100% 的零件数量，其 True Hole 技术可以在低碳钢上提供等离子切割、螺栓准备好的孔，无需二次钻孔操作。

在更快的编程、易用性和成本降低方面的改进以及材料的节省加起来，韦斯顿说，高级套料软件可以非常容易学习和使用，需要更少的步骤，并允许用户更快地完成任务。 “这不仅加快了编程过程，而且更容易培训新员工，”他说。 “当切换到高级套料软件时，您可能会看到材料利用率立即得到改善。这是由于自动套料中使用的复杂算法和优化技术，以及从印版管理和工作订单处理中获得的效率。即使是材料利用率的微小改进，每年也可以节省数万美元。”

他补充说，新的技术突破包括海宝 ProNest 软件对其 SureCut 技术的全面支持，包括 True Hole 和 Rapid Part，无需操作员干预即可自动交付，以及 True Bevel，可大大缩短坡口设置时间。他指出，SureCut 技术的应用不需要高技能的操作员。

ProNest 2017 v12.1 中提供的一些新功能包括动态对齐，它创建连接的矩形类型零件的列或行，在一侧对齐，并且对齐的零件可以通过公共线或桥连接。这使得零件可以通过沿着对齐的边缘进行一次切割传递，并且当切割头远离零件时零件被释放时，它可以避免碰撞。 ProNest 的其他新功能是它的数据同步，它以 ERP 系统在完成嵌套时所需的格式导出 ProNest 作业数据，以及 Solidworks 斜角检测，用于识别 Solidworks 零件上的斜边并在导入过程中自动为其分配 ProNest 斜角。

水刀的嵌套需求

OMAX Corp. (Kent, WA) 软件产品总监 Carl Olsen 指出，并非每个制造商都需要立即使用套料软件。 “嵌套是我实际上不鼓励水刀人员从一开始就跳进去的东西，因为当人们问到这个问题时，他们通常会幻想他们将如何使用他们的机器，这并不总是符合现实，而且他们也不知道他们不知道什么，所以他们最终购买了错误的 20,000 美元软件，”奥尔森说。 “有各种各样的嵌套软件，它们有各种用例和功能集，所以哪种嵌套软件最好在很大程度上取决于它的使用方式。所以这是需要仔细评估的东西，通常最好在一个人使用他们的机器几个月的经验之后，当清楚实际需要什么时。

“嵌套有几个主要原因，但并不是每个制造商都需要嵌套。然而，这是嵌套软件可以为商店做的主要事情，”奥尔森说，包括“用零件有效地填充材料，以最大限度地减少废料的数量，并最大限度地增加切割成材料的零件数量。”他说，套料软件的次要功能包括管理功能，例如跟踪余料、作业调度和其他功能。

最新的 OMAX 软件为用户提供了改进的自动刀具路径规划，特别考虑了嵌套板材的自动刀具路径规划。 “这可用于启用没有自己的刀具路径规划的第三方嵌套器，”奥尔森说。

For many users, ease of use is often important in nesting software, Olsen said. “The ability to maximally fill a sheet of material with minimum scrap is often a differentiator,” he said. “Sometimes it is integration and automation opportunities. Other times, it is some unique feature for a particular process.” The shops that cut a variety of shapes in high production can put nesting software to best use, he added.

Nesting software is crucial for efficient usage of material and operators’ time, noted Kurt Mueller, director of product management for waterjet builder Flow International Corp. (Kent, WA). “Being able to efficiently combine different customers’ jobs that utilize the same material allows for better throughput for the fabrication shop and lower scrap material,” Mueller said. Finally, nesting software allows for tracking and reuse of any remnants of a size suitable for other jobs.”

Flow’s latest software updates expand upon the ability to import a wide variety of industry-standard modeling formats including working with solid models for both 2D and 3D cutting, he added. “Being able to take in a wide variety of formats allows fabrication shops flexibility and doesn’t require them to purchase many different CAD tools in order to cut parts on their Flow waterjet machines.”

Key features of good nesting software include efficient packing of shapes onto a material, an easy way to track remnants and bring those back into the software for future nests, as well as ease of use. “To derive the most benefit from nesting software, it needs to be accessible to programmers with as little barrier to learning as possible.”

Metal fabricators certainly benefit from better material utilization, but nesting software is useful in any industry where flat stock material is used—no matter the material type, he added. “Companies processing high-value materials such as titanium and other alloys will realize even greater benefits when efficiently nesting parts.”