Geavanceerde nestingsoftware verhoogt productie-efficiëntie voor metaalbewerkers

Met de nieuwste software voor nesting van onderdelen verhogen fabricanten en metaalsnijders de productiviteit aanzienlijk

Slimmere, snellere nestingsoftwareprogramma's met betere automatisering en andere grote verbeteringen helpen fabricanten en metaalsnijders in jobshops en andere productiebedrijven een productiviteitsschub te geven aan hun fabrieksoperaties. Het versnellen van fabrieksprocessen is altijd cruciaal, maar dit doen met optimale efficiëntie verkregen via nieuwe nestingtools en -technieken geeft shops een voorsprong op de concurrentie.

Nesting voor optimale opbrengst

Hoewel fabrikanten altijd de beste opbrengst uit hun nestingprogramma's willen halen, is dat niet de enige factor waar managers op moeten letten bij het zoeken naar de beste nestingoplossing voor hun specifieke operatie, merkt James Lindsey, SigmaNest-productmanager bij SigmaTEK Systems LLC (Cincinnati).

"Typisch bij nestingsoftware zijn er verschillende dingen waar mensen naar kijken om de productiviteit te beoordelen," zegt Lindsey. "Nesting-opbrengst is er een van. Het is de makkelijkste. We gaan een stap verder. Het gaat niet allemaal om opbrengst, het gaat erom de onderdelen klaar te maken voor downstream-processen."

Het bij elkaar brengen van drie of vier orders kan helpen om goede opbrengsten te krijgen - de meeste mogelijke onderdelen uit een gegeven blad materiaal. Het automatiseren van het proces met NC-optimalisatie, het automatiseren van het nesten en de NC-toolpath, helpen ook enorm de productiviteit te verhogen.

"Wat opbrengst betreft, is het overal," zegt Lindsey. "Afhankelijk van de onderdelen die je draait, kan het 80-90% zijn, maar het kan variëren van 60-90%. Als je voornamelijk rechthoekige onderdelen doet, is dat 90% waar je naartoe streeft."

Als een shop ronde onderdelen snijdt, is er geen geweldige manier om hoge nesting-opbrengsten te krijgen. "Neem gewoon een schijf, er is niet veel wat ik kan doen aan het nesten van ronde onderdelen. Er zal verslijting zijn. We halen dat stuk eruit, en dat noemen we een reststuk, en sommige kiezen ervoor om dat te verslijten. Als het zachte staal is, maken we ons meestal geen zorgen daarover, en we hebben tools om dat te managen."

"Onze klanten hebben meestal een breed scala aan machinetypes en merken, en ze willen software die al hun machines kan draaien zonder functionaliteit van de machine in te boeten," voegt Lindsey toe. "Data importeren met bestaande systemen, en data exporteren naar MRP-systemen is altijd belangrijk."

De nieuwste SigmaTEK SigmaNest X1 Versie 1.3 voegde 64-bit Windows-ondersteuning toe, wat snelheid opleverde, en meer nestingverbeteringen verhogden de opbrengst met 2-4% of meer, aldus Lindsey. Verdere nesting-opbrengstverbeteringen worden verwacht in de volgende release van SigmaTEK die deze maand uitkomt. Die update zal verdere NC-toolpath-verbeteringen in de parts-handling-systemen toevoegen, evenals NC-functie met de nieuwste vezellasers. "We hebben ook begonnen met het uitbrengen van delen van SigmaNest SX, wat een 3D-versie van SigmaNest is," voegt hij toe.

Geautomatiseerd nesten, cloud-opties

Wanneer shopmanagers overwegen of ze onderdelen moeten nesten, is er eigenlijk maar één goed antwoord. De enige manier om het materiaal en de betrokken machines volledig te optimaliseren, is om goede nesting-mogelijkheden te hebben. "Het maakt niet uit welk proces je gebruikt, het antwoord zou hetzelfde zijn. Als je over nesting praat, praat je over het benutten van het materiaal op de best mogelijke manier," merkt Laura Blackmon, manager software programming bij ESAB Cutting Systems (Florence, SC), een bouwer van las-, plasma- en zuurstofsnijsystemen.

Op fabricageshops moeten vloerwerkers grote stukken platenstaal en metalen tillen, vaak stukken van 10 x 20 ft (3 x 6 m), met kraan en andere automatisering, zegt Blackmon. "Je hebt behoorlijk wat laden en lossen, er zijn veel veiligheidseisen om te overwegen," voegt ze toe. "Tijdens die tijd is er geen benutting van de machine, er wordt niet gesneden. Wat nesting doet is alle onderdelen verzamelen, die op een plaat leggen, en met nesting krijg je veel hogere materiaalbenutting. Je verlaagt ook de productietijd met minstens 50%, misschien zelfs 75% - dus er is een enorm verschil tussen wel en geen nesten."

Met ESAB's nieuwste Columbus III nestingsoftware kunnen operators de geautomatiseerde nesting-mogelijkheden gebruiken om nesting-taken in te stellen voor middernacht, zegt ze, en zijn de jobs van een shop geprogrammeerd met optimale nesting voor elke job en elke klant. "Zonder een nestingprogramma kun je dit niet efficiënt doen. Een ander groot punt bij klanten is het waarborgen van werkersveiligheid. Als we over veiligheid praten, is dat onderdeel van de snijkosten," zegt ze. "Werkgeversverzekeringskosten schieten door het dak, en als je in de kosten van veiligheid duikt, wordt het een heel, heel groot issue."

Nesting stelt shops ook in staat om de tijd die werknemers besteden aan tillen en plaatsen van materiaal drastisch te verminderen, zegt Blackmon. "Als die machine niet draait, draait die plasma niet, dan krijg ik geen terugverdien," stelt ze. "Alles onder 75% [machine draaitijd/benutting] is zeer onproductief."

Twee nieuwe functies hebben Columbus-gebruikers geholpen, waaronder een nieuwe Job Wizard en nieuwe cloud-gebaseerde softwaretools, aldus Blackmon. De Job Wizard stelt orderverwerkingsafdelingen in staat om hun orders eenvoudig in Columbus te droppen voor de nachtelijke nesting-operaties. "Columbus begrijpt de voorraad van het bedrijf; om middernacht start het nesten en op het moment dat de shop 's ochtends opent, zijn de nests al klaar. We zijn volledig overgegaan op automatisering." De software nest jobs automatisch en kan rekening houden met verschillende materialen en materiaaldiktes, en de tekentools van het programma werken met alle grote 3D CAD-solide modelleringpakketten.

De tweede grote vooruitgang zit in de nieuwe CutCloud en WeldCloud dataservices van het bedrijf, die ESAB demonstreerde op een beurs in Düsseldorf, Duitsland, in september, en op de FABTECH-beurs in november in Chicago zal tonen. De cloud-gebaseerde data-deeltools CutCloud en WeldCloud elimineren de persoon met het klembord die het proces analyseert, en verwerken in plaats daarvan real-time data met web-gebaseerde tools om fabrieksprocessen sneller en completer te analyseren.

"De technische vooruitgang in CutCloud is dat het bedrijven in staat stelt de lus terug te sluiten naar de managers," zegt Blackmon. "Onze klanten worden slimmer en productiever en de manier om dat te doen is je proces begrijpen. Dit gaat een groot verschil maken."

Verbetering van de bottom line

Het automatiseren van de fabricagelijn met betere mengsels leidt vaak tot lagere snijkosten voor fabricageshops. "Traditioneel hebben fabricanten de benadering gekozen om jobs apart te draaien. Dat maakt het makkelijker om de onderdelen/klanten gescheiden te houden voor het volgen van jobs door de shop en het toekennen van kosten," zegt Doug Wood, Radan general manager Americas voor Vero Software (Cheltenham, UK, en Tuscaloosa, AL). "Nestingoplossingen van vandaag zijn echt gevorderd om sheetmetaalfabricanten toe te staan de jobs van meerdere klanten te combineren en de onderdelen te volgen.

"Jobs combineren en de onderdelen produceren die je nodig hebt wanneer je ze nodig hebt, helpt bij materiaalbenutting en machinedraaitijden," voegt hij toe. "De nestingsystemen kunnen ook integreren met een bedrijfs MRP of ERP-systeem om productievereisten door te geven. Eenmaal de nests gegenereerd, kunnen labels geproduceerd worden of onderdelen automatisch geëtst voor identificatiedoeleinden."

Fabricateurs profiteren niet alleen van verhoogde materiaalbenutting, zegt Wood, maar ook van verhoogde machine-efficiëntie door de machine te laten draaien met volle platen waar mogelijk - het fabriceren van de benodigde onderdelen en hoeveelheden.

Sommige van de nieuwste verbeteringen in Radan's 2018-release omvatten een nieuwe Nesting Engine in de geüpdatete versie die deze maand uitkomt, zegt Wood. De software zal per-plaat benutting en de algehele nesting-job, of nest-project, aanpakken.

"Daarnaast hebben we Radmanager ontwikkeld, een nieuw product dat uitdagingen aanpakt voor nesting met meerdere ingenieurs en meerdere machines," voegt Wood toe. "Radmanager biedt een oplossing met zichtbaarheid over meerdere machines of werkcentra voor meerdere operators die flexibiliteit toestaat met productievereisten. Als één machine stil ligt voor preventief onderhoud of reparatie, kun je snel zien of een van de andere snijapparatuur beschikbaar is en de productie verplaatsen. Radmanager biedt ook functionaliteit om onderdelen te verwerpen voor kwaliteit of tolerantie en ze terug te voegen in het nest-schema."

Fabricanten in de fabricage-industrie zoeken voornamelijk naar gebruiksgemak, nestingoplossingen die snel en eenvoudig 2D en 3D data kunnen importeren, en software die ook de productievereisten van MRP-systemen afhandelt, zegt Wood. "Eenmaal de onderdelen genest, kan prestatie getrackt worden voor wat bereikt is voor materiaalbenutting en machinedraaitijden. Daarnaast het genereren van de benodigde rapporten en onderdeel-labelinformatie, of het automatisch etsen van het onderdeelnummer voor identificatiedoeleinden, zijn capaciteiten die fabrikanten zoeken."

Tegenwoordig wordt nestingsoftware gebruikt voor elke industrie die meerdere vormen en hoeveelheden verwerkt, voegt hij toe. "We hebben verzoeken gehad om onderdelen te nesten voor hout, plastic, nylon, glas, sheetmetaal en platen - en we hebben zelfs een verzoek gehad om op chocolade te nesten.

"Elke verschillende machine heeft zijn eigen kenmerken, vereiste plaatmarges, onderdelafstand, en rotatiehoeken," zegt Wood. "Een goede nestingoplossing moet in staat zijn om op de vlucht aanpassingen te maken. Dus als vandaag mijn waterjet stil ligt voor service, moeten alle benodigde onderdelen van vandaag omgeleid worden naar mijn CNC-pers, en onderdelen genest met andere afstandsvereisten en tooling [moeten] worden toegepast om de onderdelen op de pers te produceren."

Efficiëntie vereist ook dat nesting verbonden moet zijn met de CAM-software van het bedrijf, voegt hij toe. "Een gat verplaatsen, een lead-in veranderen, of een laatste-minuut wijziging accommoderen - dit is realiteit in een fabricage-omgeving," merkt Wood op. "Ideaal is het geïntegreerd in je ontwerpsysteem, om een assemblage direct in je nest-project te droppen en de vlakke patronen te berekenen tijdens het proces zonder de noodzaak om onderdeelbestanden te exporteren/importeren."

Snelheid en nauwkeurigheid leveren productiviteit

Veel nieuwe functies in de huidige geavanceerde nestingsoftware leveren onderdeelproductiviteit met snellere snijtijden en betere nauwkeurigheid, merkt Derek Weston, productmarketingmanager voor CAD/CAM-producten bij Hypertherm (Hanover, NH), ontwikkelaar van waterjet- en plasma-snijmachines, op. Deze winsten komen van efficiëntere CAD-import, sneller nesten, of snijtechnieken die de totale snijtijd reduceren. Bijvoorbeeld, merkt hij op dat Hypertherm's Rapid Part-technologie tot 100% toename in onderdelen per uur kan leveren, en de True Hole-technologie kan plasma-gesneden, boutklare gaten in zachte staal leveren, wat de noodzaak voor secundaire booroperaties elimineert.

Verbeteringen in snellere programmering, gebruiksgemak, en kostenreductie met materiaalbesparing tellen op, en Weston zegt dat geavanceerde nestingsoftware verrassend makkelijk te leren en te gebruiken kan zijn, minder stappen vereist en gebruikers in staat stelt taken sneller te voltooien. "Dit versnelt niet alleen het programmeerproces, maar maakt het ook makkelijker om nieuwe werknemers te trainen," zegt hij. "Bij overschakelen naar geavanceerde nestingsoftware kun je een direct verbetering in materiaalbenutting zien. Dit is te danken aan de gesofisticeerde algoritmes en optimalisatietechnieken die in automatische nesting worden gebruikt, en efficiëntie gewonnen uit plaatbeheer, en werkorderverwerking. Zelfs een kleine verbetering in materiaalbenutting kan tienduizenden dollars per jaar besparen."

Nieuwe technische doorbraken omvatten de volledige ondersteuning van Hypertherm ProNest-software voor de SureCut-technologieën, waaronder True Hole en Rapid Part, die automatisch zonder operatoringreep worden geleverd, en True Bevel, wat de insteltijd voor afschuining aanzienlijk reduceert. SureCut-technologieën worden toegepast zonder de noodzaak voor hooggeschoolde operators, merkt hij op.

Enkele nieuwe functies beschikbaar in ProNest 2017 v12.1 omvatten Dynamic Align, dat een verbonden kolom of rij van rechthoekige type onderdelen creëert, uitgelijnd op één kant, en uitgelijnde onderdelen kunnen verbonden worden met een gemeenschappelijke lijn of brug. Dit stelt onderdeelval in met een enkele snijpas langs de uitgelijnde rand, en het vermijdt botsingen als onderdelen vrijkomen terwijl het snijhoofd van het onderdeel wegbeweegt. Andere nieuwe functies van ProNest zijn Data Sync, dat ProNest-jobdata exporteert in het formaat dat nodig is voor ERP-systemen zodra nests voltooid zijn, en Solidworks Bevel Detection, voor het identificeren van afgeschuine randen op Solidworks-onderdelen en het automatisch toewijzen van ProNest-afschuining aan hen tijdens import.

Nestingbehoefte voor waterjets

Niet elke fabricant moet direct in nestingsoftware springen, merkt Carl Olsen, director of software products bij OMAX Corp. (Kent, WA). "Nesting is iets wat ik waterjet-mensen eigenlijk afraad om direct aan te gaan, want als ze erover vragen, is het vaak een fantasie over hoe ze hun machines gaan gebruiken die niet altijd overeenkomt met de realiteit, en ze weten niet wat ze niet weten, dus ze kopen uiteindelijk het verkeerde stuk software van $20.000," zegt Olsen. "Er is een grote verscheidenheid aan nestingsoftware met een verscheidenheid aan use cases en featuresets, dus welke nestingsoftware het best is hangt erg af van hoe het gebruikt zal worden. Dus het is iets om zorgvuldig te evalueren, meestal best na een paar maanden ervaring met hun machine wanneer duidelijk wordt wat er eigenlijk nodig is.

"Er zijn een paar primaire redenen om te nesten, maar niet elke fabricant heeft nesting nodig. Hier zijn de primaire dingen die nestingsoftware voor een shop kan doen," zegt Olsen, inclusief "materiaal efficiënt vullen met onderdelen om de hoeveelheid afvalmateriaal te minimaliseren, en de hoeveelheid onderdelen die in een plaat materiaal gesneden kan worden te maximaliseren." Secundaire functies van nestingsoftware omvatten beheersfuncties zoals het bijhouden van restplaten, jobplanning, en andere functies, zegt hij.

De nieuwste OMAX-software biedt gebruikers verbeterde automatische toolpath-planning, specifiek rekening houdend met automatische toolpath-planning voor geneste platen. "Dit kan gebruikt worden om het gebruik van derde-partij nesters die geen eigen toolpath-planning hebben, mogelijk te maken," zegt Olsen.

Voor veel gebruikers is gebruiksgemak vaak belangrijk in nestingsoftware, zegt Olsen. "De vermogen om een plaat materiaal maximaal te vullen met minimum afval is vaak een differentiatiefactor," zegt hij. "Soms is het integratie- en automatiseringsmogelijkheden. Andere keren is het een unieke functie voor een specifiek proces." Shops die een verscheidenheid aan vormen in hoge productie snijden, kunnen nestingsoftware het beste benutten, voegt hij toe.

Nestingsoftware is cruciaal voor efficiënt gebruik van materiaal en operatorstijd, merkt Kurt Mueller, director of product management voor waterjet-bouwer Flow International Corp. (Kent, WA). "In staat zijn om efficiënt verschillende klantenjobs te combineren die hetzelfde materiaal benutten, stelt betere doorvoering in voor de fabricageshop en lager schrootmateriaal," zegt Mueller. "Ten slotte stelt nestingsoftware het bijhouden en hergebruik van eventuele restanten van een geschikte grootte voor andere jobs in staat."

Flow's nieuwste software-updates breiden uit op de mogelijkheid om een breed scala aan industriestandaard modelleringformaten te importeren, inclusief werken met soliede modellen voor zowel 2D- als 3D-snijden, voegt hij toe. "In staat zijn om een breed scala aan formaten te importeren geeft fabricageshops flexibiliteit en vereist niet dat ze veel verschillende CAD-tools kopen om onderdelen op hun Flow-waterjetmachines te snijden."

Kenmerken van goede nestingsoftware omvatten efficiënt pakken van vormen op een materiaal, een gemakkelijke manier om restanten te traceren en die terug te brengen in de software voor toekomstige nests, evenals gebruiksgemak. "Om het meest voordeel uit nestingsoftware te halen, moet het toegankelijk zijn voor programmeurs met zo min mogelijk barrières om te leren."

Metaalfabricateurs profiteren zeker van betere materiaalbenutting, maar nestingsoftware is nuttig in elke industrie waar plat materiaal gebruikt wordt - ongeacht het materiaaltype, voegt hij toe. "Bedrijven die hoogwaardige materialen zoals titanium en andere legeringen verwerken, zullen nog grotere voordelen realiseren bij efficiënt nesten van onderdelen."