Auf dem heutigen Fertigungsmarkt verlagern viele Hersteller ihre Produktion von einer traditionellen Produktionsumgebung auf eine Just-In-Time-Fertigung, bei der sie Teile nach Bedarf herstellen, anstatt viele Lagerbestände im Voraus zu produzieren. Um diesen sich ständig ändernden Anforderungen gerecht zu werden und die Rentabilität zu erhöhen, verwenden die Hersteller eine fortschrittliche Software zur Verschachtelung.

CAD/CAM-Verschachtelung

Verschachtelungssoftware ist für die Verwendung auf unzähligen Fertigungsanlagen ausgelegt. Da die Maschinen immer schneller und intelligenter werden, muss die Software mit der Entwicklung Schritt halten. So wird beispielsweise die Laser Cutting Technologie immer ausgefeilter und die Maschinen werden extrem schnell. Die Verwendung dieser Technologien im Arbeitsalltag beeinflusst auch das Angebot von Software zur Verschachtelung. Sie muss in der Lage sein, die Maschinen zu beschäftigen, indem sie schnell Teile aus dem Konstruktionssystem erhält, unabhängig davon ob es sich um eine 2D- oder 3D-Datei oder eine Baugruppe handelt. Die Teile müssen importiert und für die Verschachtelung vorbereitet werden. Dieser Prozess sollte in Verbindung mit Planungsinformationen, dem Import von Bedarfsdateien aus einem Business Execution System (MRP oder ERP) und dem Abgleich mit der zu verschachtelnden Teilegeometrie erfolgen. Die Software kann schnell Verschachtelungen erzeugen, um die Maschinen ausgelastet und effizient zu halten.

In der Vergangenheit haben sich Verschachtelungsmaschinen eine Liste von Teilen angesehen und diese auf dem ersten Blatt verschachtelt, dieses Nest gespeichert, zum nächsten Blatt verschoben und so weiter. Jüngste Fortschritte in einigen Softwareprogrammen haben es ermöglicht, einen ganzen Stapel von Verschachtelungen zu betrachten, d.h. die Software beginnt mit der Verschachtelung auf dem ersten Blatt und setzt die Verschachtelung auf den folgenden Blättern fort, bis der Stapel vollständig verschachtelt ist. Wenn sie auf dem fünften Blatt neu mischen könnte, um eine bessere Materialausnutzung zu erreichen, dann macht sie das für den gesamten Stapel von Verschachtelungen.

Da sich die Technologie weiter entwickelt, finden die Hersteller immer mehr Möglichkeiten, die Software zur Steigerung ihres Gewinns einzusetzen. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen einige Möglichkeiten vor, wie sie die Vorteile der Verschachtelungssoftware nutzen können.

Material-Effizienz. Obwohl jeder Fall einzigartig ist, kann die formgenaue Verschachtelung einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz im Vergleich zur traditionellen Grid- oder Singleverschachtelung haben. Oft ist es für Programmierer schwierig, mit der Arbeitsbelastung Schritt zu halten, so dass sie gezwungen sind, das Feuer sofort zu löschen, um die Teile aus der Tür zu bekommen, anstatt die Gesamtforderungen zu betrachten. In diesem Fall müsste der Programmierer Single-Part oder Gridschachtelungen erstellen. Die Verschachtelung ermöglicht es dem Programmierer, eine Reihe von Teilen in den Zeitplan oder das Schachtelungsprojekt einzufügen und die Software erledigt die Arbeit. Sie sortiert nach Materialtyp und -dicke, um alle Teile im Zeitplan zu produzieren und gegebenenfalls Reste für zukünftige Aufträge zu erzeugen. Die Verarbeiter können die Materialausnutzung um 20 Prozent oder mehr erhöhen, indem sie ein Schachtelsystem implementieren, je nachdem, wie viele Teile sie verschachteln.

Heutige Verschachtelungssoftware kann Ausschnitte und Öffnungen in Teilen verschachteln, um den Ausschuss zu minimieren und in einigen Fällen die erforderliche Klemmleiste durch Verschachtelung um die Klemmen herum zu reduzieren. Einige Software bietet eine maschinenspezifische Verschachtelung, die eine Steuerung der Teileabstände auf der Grundlage der Werkzeuganforderungen entweder für eine Laser- oder eine Stanzpresse ermöglicht, wodurch die erforderliche Bahn zwischen den Teilen je nach den Möglichkeiten der Maschine minimiert wird. Zusätzlich kann die Schachtelungssoftware so eingestellt werden, dass sie sich eine Reihe von Blechgrößen ansieht, um die beste Blechgröße für einen bestimmten Schachtelungsdurchlauf zu bestimmen und so die beste Materialausnutzung zu erreichen.

Der Prozentsatz der Materialausnutzung wird durch die Art der verschachtelten Teile bestimmt. Letztendlich wird ein Hersteller mehrere Teile für die Schachtelungssoftware identifizieren. In einigen Fällen wird die Mischung der Teile nicht die Materialausnutzung erreichen, die der Hersteller sucht. In diesem Fall kann es eine Option sein, Aufträge zu mischen oder die Menge der Teile zu erweitern, mit denen die Schachtelung arbeiten kann. Dies kann jedoch mit einer Reihe von Herausforderungen verbunden sein. So kann beispielsweise eine zu große Mischung von Teilen logistische Herausforderungen schaffen, die es zu sortieren gilt, wenn sie aus der Maschine kommen. Dies könnte die sekundären Arbeitsgänge verzögern und es könnte zu einem Albtraum werden, die Teile nach dem Schneiden zu sortieren.

Die Verschachtelungssoftware verfügt über einige Funktionen, die bei diesen Herausforderungen helfen, wie z.B. die Gruppierung von Teilen auf der Grundlage von Prioritäten und Fälligkeitsdaten. Sobald ein Teil zu einem Nest hinzugefügt wurde, schachtelt die Software die erforderlichen Mengen, ohne die Materialausnutzung zu beeinträchtigen. In einigen Fällen können die Hersteller die Einstellungen aktualisieren, um einen Parameter einzubeziehen, wie z.B. die Fertigstellung des benötigten Teils, solange eine Materialausnutzung von 85 Prozent erreicht wird.

Zusätzliche Optionen sind mit der Schachtelungssoftware verfügbar, um die Identifizierung der Teile zu erleichtern, wenn sei aus der Maschine kommen. Je nach der verwendeten Werkzeugmaschine können die Hersteller unter Umständen Teilenummern oder wichtige Fertigungsinformationen auf die Teile während des Schneidens aufbringen. Auch für Stanzanwendungen stehen mehrere Optionen zur Verfügung, die die Möglichkeit bieten, das Teil zu stanzen oder zu beschriften. Bei einigen Optionen können Teilenummern oder andere erforderliche Fertigungsinformationen automatisch hinzugefügt werden, wobei diese Informationen aus dem MRP- oder ERP-System übernommen werden.

Gesteigerte Produktivität. In vielen Fällen kann die Software während der Verschachtelung der Teile Schneideinformationen hinzufügen, wodurch die Notwendigkeit der Programmierung des einzelnen Teils entfällt. Dies beschleunigt den Prozess und hilft, eine optimale Effizienz des Schneidpfads zu erreichen, da die Ein- und Auslaufdaten während der Verschachtelung der Teile an einer sehr logischen Stelle hinzugefügt werden können. Dies stellt auch sicher, dass die Maschine den kürzesten Weg zwischen den zu schneidenden Teilen zurücklegt und keine zusätzlichen Wege auf dem Blech entstehen. Ein logischer Werkzeugweg trägt auch dazu bei, die Gefahr einer Kollision mit einer Spitze zu verringern. Die Verschachtelunssoftware kann zusätzliche Einschränkungen auf die Werkzeuglogik anwenden, die Feature-Vermeidung genannt werden, um sicherzustellen, dass der Laser nicht mit einem bestückten Teil oder ein Stempel nicht mit einem auf einer Schachtelung ausgestanzten Formfeature kollidiert.

Verschachtelungssoftware kann die erforderlichen Werkzeuge zur Integration mit Konstruktionssystemen zur automatischen Verarbeitung von Geometrie bereitstellen. Hersteller können eine Reihe von flachen DXF- oder DWG-Dateien importieren und „CleanUp“-Werkzeuge anwenden, um zusätzliche Funktionen zu entfernen und möglicherweise Lücken in der Geometrie zu schließen. Sie können auch 3D-Dateien oder Baugruppen verarbeiten, flache Muster im laufenden Betrieb erstellen und die Teile in einen Schachtelplan einfügen. Durch den Import einer Stückliste zur Bestimmung der Teilmengen und die Anwendung eines Multiplikators (wie z.B. „Ich muss 20 dieser Baugruppen herstellen“) kann der Hersteller die Teile in das System aufnehmen und in Komponenten umwandeln, die schnell hergestellt werden können.

Überreste. Es ist selten, dass man die endgültige Mischung von Teilen hat, um ein Blatt oder eine Reihe von Blättern vollständig zu füllen, so dass der Hersteller mit dem Restmaterial oder den Resten fertig werden muss. Um dies zu vermeiden, besteht eine Möglichkeit darin, die Kriterien zu erweitern und ein größeres Fenster von Teilen zu betrachten. Mit dieser Option kann der Hersteller eine Verschachtelung oder eine Reihe von Verschachtelungen mit den zusätzlichen regenerieren, die für eine bessere Materialausnutzung erforderlich sind. Es können auch „Füllteile“ wie Halterungen, Flansche und Unterlegsscheiben eingearbeitet werden, die traditionell als Vollblattprogramm ausgeschnitten worden wären. Die Füllteile werden dem Programm hinzugefügt und entsprechend eingestellt. Die Verschachtelungssoftware füllt diese Teile aus, wenn Platz auf einer Verschachtelung vorhanden ist, startet aber kein separates Blatt, um sie zu produzieren.

Reste können auch während des Verschachtelungsvorgangs erstellt werden, wobei einige Software den Hersteller die Möglichkeit bietet, das Blatt automatisch zuzuschneiden, um den Rest zu erstellen. Dabei kann es sich um rechteckige Teile, L-förmige Teile oder das eigentliche Skelett handeln, das von der Maschine abgezogen wird. Die „Ideale Restgröße“ ist ebenfalls eine Funktion einiger Verschachtelungssoftware. Die ideale Reststückgröße ermöglicht es dem Hersteller, feste Abmessungen oder Inkremente zum Zuschneiden des Blechs einzugeben, z.B. 6 oder 10 Zoll. Dies ergibt logische Reststückgrößen für zukünftige Aufträge.

Datenverwaltung. Daten sind ein kritischer Teil des gesamten Fertigungsprozesses. Eine erfolgreiche Schachtelungssoftware sollte in der Lage sein, effektiv mit dem Business Execution System (MRP und ERP) zu interagieren, um Informationen darüber zu erhalten, welche Teile geschnitten werden müssen und wann sie fällig sind. Das Datenmanagement schließt auch den Kreis, indem es Informationen über die erreichte Materialausnutzung, die Anzahl der benötigten Bleche und die Gesamtlaufzeit an das MRP- oder ERP-System zurückleitet, so dass die Hersteller dies in die Gesamtkosten einbeziehen können. Die Integration von Schachtelungssoftware in ein Business Execution System ermöglicht es den Herstellern, den Materialbedarf in Echtzeit zu überwachen und nur die Materialien zu bestellen, die in naher Zukunft voraussichtlich aus dem Lagerbestand verbraucht werden.

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