Раскроить листовой материал можно и вручную, но требуется много времени и специальных навыков. Куда проще сделать это путем использования сопутствующих программ. Они помогут оптимизировать карту раскроя, предложат другие варианты расположения и позволят его редактировать самостоятельно. В этой статье мы подобрали для вас несколько представителей, которые отлично справляются со своей задачей.
Астра Раскрой позволяет работать с заказами, импортируя их заготовки из каталога. В пробной версии шаблонов всего несколько, но их список расширится после приобретения лицензии программы. Пользователь вручную формирует лист и добавляет детали на проект, после чего софт автоматически создает оптимизированную карту раскроя. Она открывается в редакторе, где доступна для изменения.
Astra S-Nesting
Следующий представитель отличается от предыдущего тем, что предлагает только основной набор функций и инструментов. К тому же, можно добавить только заранее заготовленные детали определенных форматов. Карта раскроя появится только после покупки полной версии Astra S-Nesting. Кроме этого присутствует несколько видов отчетов, которые формируются автоматически и сразу же могут быть распечатаны.
Plaz5
Plaz5 является устаревшим софтом, давно не поддерживается разработчиком, однако это не мешает ему качественно выполнять свою задачу. Программа достаточно проста в использовании, не требует никаких специальных знаний или навыков. Карта раскроя создается достаточно быстро, а от пользователя требуется только указать параметры деталей, листов и совершить проектирование карты.
ORION
Последним в нашем списке выступит ORION. Программа реализована в виде нескольких таблиц, в которые вводится необходимая информация, а после создается максимально оптимизированная карта раскроя. Из дополнительных функций присутствует только возможность добавить кромку. ORION распространяется платно, а пробная версия доступна к скачиванию на официальном сайте разработчиков.
Раскрой листового материала — достаточно сложный и трудоемкий процесс, но это если не использовать специальный софт. Благодаря программам, которые мы рассмотрели в данной статьей, процесс составления карты раскроя не займет много времени, а от пользователя требуется приложить минимальное количество усилий.
Сначала я пользовался программой Cutting 2, затем Cutting 3 . Отличаются они довольно сильно. Но версия Cutting 2 мне понравилась больше. В третьей версии есть дополнительные возможности, которые по большому счету не очень-то и нужны для мелкого производства. Cutting 2 и сейчас помогает мне в предварительном расчете количества материала и длинны линий реза на большие заказы, например такие, как кухня. Для создания конечной карты раскроя я пользуюсь программой Nowy Rozkrój (Cut Optimiser или New Cut Manager) от создателей программы PRO100. . Оба сайта можно переключить на русский и ознакомиться с описанием программ. А теперь опишу незамысловатый процесс создания карт раскроя. .
Открываем любой проект, созданный нами в PRO100. Кликаем по вкладке Σ.
В открывшемся окне будет отражена таблица, в которой будут указаны все элементы проекта с их характеристиками. В нижней части окна находим вкладку Копировать всё.
Кликаем по ней. Теперь мы можем таблицу с нашими элементами вставить в список деталей в Cutting 2. Но нам нужны только элементы основного материала, допустим ЛДСП толщиной18 мм. Поэтому открываем Excel и вставляем список элементов PRO100. Теперь выделяем те строки, в которых элементы не18 мми удаляем их. В результате остается таблица, состоящая из 4-х столбцов, в одном из которых во всех ячейках лишь цифра 18. Выделяем и удаляем этот столбец. Оставшиеся элементы выделяем и копируем. Запускаем программу Cutting 2. Таблица деталей справа.
Если она не пуста, кликаем по значку X над правой таблицей и подтверждаем очистку списка. Теперь кликаем правой клавишей по первой пустой клетке списка и в выпадающем меню выбираем строчку Добавить из буфера обмена.
Кликаем по значку Выполнить расчет.
Карта раскроя готова. Можно распечатать и использовать. Но я столкнулся с некоторыми неудобствами. Например, цифры маловаты, линии реза недостаточно отчетливы.
Люди, которые кроили для меня материал, были недовольны необходимостью использования увеличительного стекла. А вот для предварительного расчета стоимости изделия программа подошла идеально благодаря описанному выше переносу деталей из PRO100 в Cutting 2.
Программа Nowy Rozkroj более хороший оптимизатор.
Но все размеры деталей необходимо вводить вручную.
Программа рассчитывает сразу несколько вариантов раскроя.
В зависимости от того, что для вас важно, вы выбираете свой вариант. Мне больше подходит вариант с меньшей суммарной длинной линий реза, а кому-то необходим вариант с меньшим количеством обрезков (хлама).
Сначала в настройках я указываю вариант раскроя без полосы,
что позволяет разместить большее количество деталей. После первой попытки раскроя я вижу, много ли свободного места остается на последнем листе. Если более 30% не занято деталями, то в параметрах программы я указываю вариант кроя по горизонтали
и запускаю окончательный расчёт. Оставшуюся горизонтальную полосу ходовых цветов материала продавец оставляет себе, что снижает себестоимость мебели. Карты раскроя, созданные программой Nowy Rozkroj, достаточно подробны и отчетливы, размеры отображаются отлично.
Результат раскроя может быть другим. Например, вы сделали оптимальный раскрой при варианте без полосы, и у вас получилось 3 листа и 3 детали. Это особенно важно, если этот цвет материала продавец не продаст полосой, а только листом. В этом случае примените следующий вариант:
При добавлении каждой детали убирайте отметку в таблице Свойства детали на позиции Структура.
Затем, глядя на свой проект, пройдите по деталировке и отметьте структуру в деталях, структура на которых может быть только согласна дизайну, т.е. другие варианты структуры на этих деталях не приемлемы. Если этот метод не помог, то уменьшите размеры скрытых деталей, таких, как цоколи и соединительные планки, на 10, или более, мм. Но не перестарайтесь.
Есть ещё один важный плюс у этой программы. Если вы отметили кромку на какой-либо стороне детали, то она не съедет с этой стороны на другую при повороте детали оптимизатором, что может произойти в других программах. В том случае, если торцевая кромка будет бумажной, размеры деталей остаются такими же, как в проекте, а если кромка ПВХ толщиной 1-2 мм, то не забывайте отнимать от размера смежной стороны с оклеиваемой толщину кромки.
Пример составления карт раскроя
На начало ролика, до момента запуска программы Nowy Rozkrój, не обращайте внимания. А далее все по теме. Небольшая техническая заминка.
Если ваш лист, например, 2800 на 2070, а обрезка по стороне 10 мм, забыв о том, что на пропил нужно 4 мм, вы указываете размер детали 2790 на 600 с кромкой по 2790. В результате, кромка сползает на 600. Обратите на это внимание. Я однажды не проверил карту и отдал её в работу. Во-первых, ребята намучились, когда клеили кромку на сторону 600, т.к. деталь упиралась в дверь мастерской, пришлось двигать станок. Никто и не думал, что расстояние от станка до стены 2,5 м может быть когда-либо недостаточным. А во-вторых, мне пришлось заплатить за то, чтобы мне поклеили кромку по длинной стороне, а в тот момент я на это не рассчитывал. Поэтому, будьте внимательны.
Ошибка, с которой вы можете столкнуться при составлении карт раскроя
Программа для раскроя листового металла FieryCut включает весь комплекс функций технологии резки листа на любом режущем оборудовании с ЧПУ. Автоматический оптимальный раскрой металла сокращает расходы на сырье и во много раз повышает производительность труда технолога. Программа поставляется с постпроцессором для любого режущего оборудования с ЧПУ. Таким образом можно подключить оборудование, даже при отсутствии опытных специалистов . Мы реализуем также дополнительные требования, специфические для данной организации или оборудования.
Пользователь создает только контуры деталей. К онтроль геометрии, экономный раскрой металлического листа и формирование управляющих программ для станков с ЧПУ выполняется автоматически средствами FieryCut.
CAD/CAM система FieryCut состоит из трех модулей:
- Создание геометрии деталей;
- Раскрой листа (оптимальное размещение контуров деталей на листе);
- Генерация управляющей программы.
Геометрия деталей
FieryCut в отличие от других аналогичных приложений включает контроль геометрии, ускоряющий поиск ошибок. С помощью модуля Геометрия деталей пользователь создает контуры деталей (заготовок) на основе созданной в AutiCAD геометрии, включающей отрезки, полилинии, дуги и окружности.- Автоматическое создание контуров заготовок из отрезков, дуг, окружностей и полилиний;
- Поддержка неограниченной вложенности контуров;
- Поддержка незамкнутых контуров и текста;
- Автоматический контроль геометрии в процессе создания контуров, облегчающий исправление ошибок;
- Расчет площади поверхности и массы заготовок;
- Импорт геометрии в формате DWG/DXF;
- Сохранение информации о контурах в файле DWG.
Раскрой листа
FieryCut реализует автоматический раскрой металлического листа с высоким коэффициентом использования материала (КИМ) .Работа начинается с формирования задания, в котором пользователь указывает размеры листов или вызывает DWG файл произвольного делового отхода, а также формирует список деталей.
Основные функции модуля "Раскрой листа":
- Автоматическое размещение деталей на листах любой формы с заданным расстоянием между контурами;
- Размещение деталей внутри отверстий и пазов других деталей, если приобретена опция "Фигурный раскрой" (см. рис. справа);
- Учет приоритета размещения;
- Учет разрешения на поворот, включая задание допустимого угла поворота;
- Редактирование размещения деталей (перенос, поворот, добавление, удаление);
- Формирование отчета о размещенных деталей и КИМ по каждому листу.
Инструкция (формат PDF )
|
Комплектации FieryCut |
|||||
| FieryCut-C | FieryCut-R | FieryCut-RC | FieryCut-A | FieryCut-полная | |
| Геометрия деталей | |||||
| Прямоугольный раскрой | |||||
| Фигурный раскрой | |||||
| Генерация упр.программы | |||||
| Стоимость для СНГ, (руб.) | |||||
ООО "Хайтек" (Ярославль) является единственным дистрибьютором FieryCut на территории России.
Экономичный линейный раскрой материалов (раскрой погонажа) актуален для многих отраслей производства и в строительстве. Это — распил бревен и досок в деревообработке, резка прутков, арматурных стержней, уголков, швеллеров, труб, двутавров на заготовки...
В производстве металлоконструкций и машиностроении, поперечный раскрой рулонов с бумагой и тканью в целлюлозной и легкой промышленности.
Не смотря на кажущуюся простоту, решение задач линейного раскроя является весьма не легким, но стоящим делом. Внедрение научного подхода к раскрою погонажных материалов позволяет снизить расходы на них иногда более чем на 10%! Дочитайте статью до конца и убедитесь в правоте этих слов.
Рассматриваемая тема относится к задачам линейного программирования. Для решения таких задач ученые в последние 70 лет придумали несколько различных методов.
Метод индексов Л.В. Канторовича и В.А. Залгаллера при определенном навыке позволяет «вручную» без использования вычислительной техники эффектно выполнять линейный раскрой. Любопытным читателям рекомендую с этим методом ознакомиться, прочитав книгу вышеназванных авторов «Рациональный раскрой промышленных материалов».
Симплекс-метод, основанный на идеях Л.В. Канторовича, был описан и детально разработан рядом ученых из США в середине 20 века. Надстройка MS Excel «Поиск решения» (Solver) использует этот алгоритм. Именно с помощью этого метода и Excel мы будем в этой статье решать задачу линейного раскроя.
Позже появились и получили развитие генетический, жадный и муравьиный алгоритмы. Однако, ограничимся их перечислением и перейдем к делу, не забираясь в дебри теорий (хотя там, «в дебрях», очень интересно).
Включим Excel и на простом примере порезки металлических стержней на детали познакомимся с одним из способов решения практических задач линейного раскроя. Часто математики эту задачу называют «задачей о распиле».
Исходные данные для примера я не стал придумывать, а взял из статьи Покровского М.А. «Минимизация неизбежных потерь материалов в промышленном производстве при их раскрое на штучные заготовки» опубликованной в №5 (май 2015) электронного научно-технического журнала «Инженерный вестник» издаваемого ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Н.Э. Баумана» (ссылка: engbul . bmstu . ru / doc /775784. html ).
Цель, которую я преследовал – сравнить полученные результаты решения задачи.
Пример решения задачи линейного раскроя в MS Excel.
Договоримся, что:
1. Заготовки – это исходный материал в виде прутков, полос, стержней и т.д. одинаковой длины.
2. Детали – это элементы, которые необходимо получить, разрезав исходные заготовки на части.
3. Ширина пила, реза, руба принята равной нулю.
Условие задачи:
Для комплектации одного из заказов заготовительный участок должен порубить на комбинированных ножницах из одинаковых прутков-заготовок длиной 1500 мм три типоразмера деталей:
151 штуку длиной 330 мм
206 штук длиной 270 мм
163 штуки длиной 190 мм
Требуется найти оптимальный план раскроя, использующий минимальное количество материала и дающий, соответственно, минимальное количество отходов.
Исходные данные:
1. Длину исходных заготовок L з в миллиметрах записываем в объединенную ячейку
D3E3F3: 1500
2. Присваиваем номера i всем типоразмерам деталей, начиная от самой длинной и заканчивая самой короткой в ячейках
D4; E4; F4: 1; 2; 3
3. Длины деталей L д i в миллиметрах пишем в
D5; E5; F5: 330; 270; 190
4. Количество деталей N д i в штуках заносим в
D6; E6; F6: 151; 206; 163
5. Приступаем к очень важному этапу – заполнению вариантов раскроев.
Необходимо запомнить и понять 2 принципа выполнения этой работы .
1. Длины отходов должны быть меньше самой маленькой детали (0< Lo j < L д min ).
2. «Укладку» деталей в заготовку начинаем с самых больших деталей и с самого большого их количества, последовательно двигаясь в сторону уменьшения.
Если какого-нибудь типоразмера деталей в варианте раскроя нет, то ячейку оставляем пустой, ноль писать не будем для облегчения визуального восприятия таблицы.
Вариант раскроя №1:
Попытка выкроить из одной заготовки 5 деталей №1 невозможна, поэтому пишем в ячейку
Добавить в раскрой деталь №2 или деталь №3 также невозможно, поэтому оставляем пустыми ячейки
Вариант раскроя №2:
Уменьшаем на 1 от предыдущего варианта количество деталей №1 и записываем в
Пробуем добавить 2 детали №2 – не получается, поэтому дополняем в
Остается возможность дополнить раскрой деталью №3. Заносим в
Придерживаясь озвученных принципов, заполняем по аналогии все возможные в данном случае 18 вариантов раскроев.
Сделав пару-тройку таблиц вариантов раскроев самостоятельно, вы уясните логику действий и будете тратить считанные минуты на эту работу.
Если при раскрое не выполняется первый принцип, то ячейка с длиной отхода автоматически окрашивается в красный цвет. Условное форматирование, примененное к ячейкам G7…G24, наглядно поможет вам в этой работе.
В ячейках H7…H24 ничего не пишем! Они используются для вывода результата решения!
Подготовка к решению:
* В ячейках G7…G24 вычисляются длины отходов (обрезков), остающиеся в результате выполнения раскроев, по формуле
Lo j = L з — Σ (L д i * N д ij )
6. Количество деталей каждого типоразмера, изготовленных по всем примененным вариантам раскроя, будут подсчитываться в ячейках D26, E26 и F26 по формуле
N д i расч = Σ (N д ij * N з j )
Количество деталей в найденном в конце решения плане раскроя должно полностью соответствовать заданному количеству деталей!
7. Необходимое число заготовок для выполнения оптимального плана раскроя будет определяться в объединенной ячейке D27E27F27 по формуле
N з расч = ΣNз j
8. Общая длина всех заготовок, необходимых чтобы выполнить линейный раскрой всех деталей будет подсчитываться в объединенной ячейке D28E28F28 по формуле
L з Σ = L з * N з расч
9. Общая длина всех отходов, получаемых при выполнении найденного плана раскроя, будет считаться в объединенной ячейке D29E29F29 по формуле
L о Σ = Σ (L о j * N з j )
10. Доля отходов, полученных при выполнении оптимального плана линейного раскроя от общего количества использованного материала, будет вычисляться в объединенной ячейке D30E30F30 по формуле
Ωo = Lо Σ /Lз Σ
Решение:
Подготовка завершена, определены 18 вариантов наиболее оптимальных раскроев одной заготовки на детали и вписаны все необходимые формулы. Теперь предстоит решить главную задачу: определить оптимальный план раскроя – сколько заготовок, и по каким вариантам раскроев резать , чтобы в итоге получить все необходимые детали в нужном количестве при минимуме отходов.
1. Выбираем в главном меню «Сервис» - «Поиск решения…».
2. В появившемся одноименном окне «Поиск решения» производим настройки.
2.1. Назначаем целевой функцией общую длину отходов Lо Σ и вводим ссылку в окно целевой ячейки.
2.2. Устанавливаем переключатель «Равной:» в положение «минимальному значению».
2.3. Указываем ячейки с переменными Nз j в окне «Изменяя ячейки».
2.4. Вводим ограничения в одноименное окно. В качестве условий указываем необходимость равенства заданного Nд i и расчетного Nд iрасч количества деталей, а так же на переменные Nз j – расчетное количество заготовок по вариантам раскроев – накладываем ограничение: это должны быть целые числа.
3. Нажимаем кнопку «Параметры» и в выпавшем окне «Параметры поиска решения» выполняем настройки так, как показано на следующем скриншоте. Закрываем окно кнопкой «ОК».
4. В окне «Поиск решения» нажимаем кнопку «Выполнить» и ждем, пока Excel найдет решение. Это может длиться несколько минут.
5. После сохранения найденного решения кнопкой «ОК», результаты отобразятся в ячейках H7...H24 на листе Excel.
На следующей картинке показан найденный оптимальный линейный раскройный план.
Что в итоге?
Линейный раскрой в Excel заготовок для задач подобных рассмотренной в этой статье выполняется описанным выше методом за 10-15 минут! «Вручную», не зная метод индексов Канторовича, за такое время решения не найдешь.
Запустив «Поиск решения» несколько раз при разных параметрах поиска, удалось найти 5 различных планов рубки заготовок. Все 5 планов требуют одинаковое число заготовок – 93 и дают отходов всего 2,21%!!! Эти планы почти на 6% лучше, чем план, рассчитанный Покровским и более чем на 10% экономичнее «Традиционного» плана (смотри ссылку на первоисточник в первой части статьи). Очень достойный результат достигнут быстро и без применения дорогостоящих программ.
Следует заметить, что надстройка Excel Solver («Поиск решения»), использующая симплекс-метод при решении задач линейного программирования, может работать не более чем с 200 переменными. В приложении к рассмотренной нами задаче линейного раскроя это означает, что количество раскроев не может превышать 200 вариантов. Для простых задач этого достаточно. Для более сложных задач следует попробовать применить «смесь» «жадного» алгоритма и симплексного метода Solver, отобрав из полного списка раскроев не более 200 самых экономичных. Далее запасаемся терпением и добиваемся результатов. Можно попытаться разбить сложную задачу на несколько простых, но «уровень оптимальности» найденного решения будет при этом, скорее всего, ниже.
Может быть, рассмотренный вариант решения вопросов линейного раскроя и не «высший пилотаж», но однозначно шаг вперед по сравнению с «традиционным» подходом на многих производствах.
Использование надстройки MS Excel «Поиск решения» (Solver) было на блоге уже однажды рассмотрено в статье . Думаю, что этот замечательный инструмент достоин пристального внимания и еще не раз поможет изящно и быстро решить ряд новых нетривиальных задач.
P.S. Ссылки на лучшие из бесплатных программ линейного раскроя, найденных мной в Сети:
http://stroymaterial-buy.ru/raschet/70-raskroy-lineynih-izdeliy.html
http://forum-okna.ru/index.php?app=core&module=attach§ion=attach &attach_id=7508
http://forum.dwg.ru/attachment.php?attachmentid=114501&d=13823277 74
http://www.planetcalc.ru/917/
Программы по последним двум ссылкам реализуют жадные эвристики и выполняют линейный раскрой в задаче из статьи, используя аж целых 103 заготовки. Применение жадных алгоритмов оправдано в случаях необходимости снижения общего времени операции резки при слишком большом количестве вариантов раскроев в более оптимальных планах.
Ниже статьи в блоке «Отзывы» можете написать свои комментарии, уважаемые читатели.
Раскрой – программа для раскройки листовых материалов: древесно-стружечной плиты, стекла, и т.д. Программа для раскроя ДСП позволяет сократить и оптимизировать расход материала, она производит учет отходов, в том числе «деловых», которые не учитываются при подсчетах стоимости заказа. Утилита может быть использована на предприятиях, занимающихся массовым производством корпусной мебели, для этого в ее функционале введено понятие заказа. Все выполненные заказы автоматически заносятся в базу заказов, впоследствии есть возможность их повторить или изменить. Скачать бесплатно Раскрой вы можете на этом сайте.
Для начала работы с утилитой требуется задать размеры листа и деталей, которые будут из него вырезаться. Далее программа самостоятельно подберет оптимальный вариант раскроя с наименьшим количеством отходов. При необходимости можно воспользоваться имеющейся в программе базе материалов, в которой заложены стандартные размеры листов или рулонов. В этом случае достаточно задать материал для распила, а утилита автоматически будет вести расчет согласно стандартным параметрам листа.
Программа для раскроя работает по двум основным алгоритмам оптимизации расхода ДСП – уменьшение общего отхода и увеличение непрерывного обрезка. Уменьшение общего отхода подразумевает раскрой с минимальным количеством обрезков. Режим увеличения непрерывного обрезка, помимо уменьшения отходов, используется для создания максимального обрезка, который затем можно использовать для другого заказа. Сэкономить на материале также можно, объединив два заказа, если для них применяется один и тот же материал.
Основные достоинства утилиты Раскрой
- Два алгоритма оптимизации раскроя.
- База данных стандартных размеров листов.
- Работа с двумя типами кромки.
- Работа как с листами, так и с рулонами.
- База данных выполненных заказов.
Во время раскроя все резы производятся от одного края листа к другому – либо по горизонтали, либо по вертикали. Материал, расходующийся на распил и другие технологические операции, учитывается при расчете раскроя. Утилита позволяет работать с двумя разновидностями кромки. Программа позволяет оптимизировать расход не только листов, но и рулонов. При необходимости есть возможность использовать Раскрой в сетевом режиме.
