O software de aninhamento impulsiona a produtividade da programação de peças

Com o software mais recente para agrupamento de peças, fabricantes e cortadores de metal aumentam significativamente a produtividade de fabricação

Programas de software de agrupamento mais inteligentes e mais rápidos com melhor automação e outras melhorias importantes estão ajudando fabricantes e cortadores de metal em oficinas e outros construtores a injetar um choque de produtividade em suas operações de fábrica. Acelerar os processos da planta é sempre fundamental, mas fazê-lo com eficiência otimizada obtida por meio de novas ferramentas e técnicas de agrupamento dá às oficinas uma vantagem sobre a concorrência.

Os sistemas de software Nesting são empregados por uma ampla faixa da indústria de manufatura, desde pequenas oficinas até operações de manufatura de médio a grande porte que implementam uma variedade de sistemas de corte de metal, desde equipamentos de soldagem e corte a laser até jatos de água, corte a plasma e oxicorte. sistemas. Obter os rendimentos certos do corte de chapas planas é um objetivo fundamental para as oficinas, além de garantir altos níveis de segurança, manter os custos baixos e acelerar as operações com os mais recentes sistemas de rede e equipamentos de automação.

Aninhamento para melhores rendimentos

Embora os fabricantes sempre desejem obter os melhores rendimentos de seus programas de agrupamento, não é o único fator que os gerentes devem procurar ao buscar a melhor solução de agrupamento para sua operação específica, observou James Lindsey, gerente de produto SigmaNest, SigmaTEK Systems LLC (Cincinnati ).

“Normalmente com o software de aninhamento, há várias coisas que as pessoas analisarão para avaliar a produtividade”, disse Lindsey. “O rendimento de nidificação é um deles. É o mais fácil. Levamos as coisas um pouco mais longe. Não se trata apenas de rendimento, trata-se de preparar as peças para downstream.”

Aproximar três ou quatro pedidos pode ajudar quando possível, observou ele, a obter bons rendimentos – o maior número possível de peças de uma determinada folha de estoque de material. Automatizar o processo com otimização NC, automatizar o agrupamento e o caminho da ferramenta NC, também ajudam imensamente no aumento da produtividade.

“Com rendimento, está tudo em cima do tabuleiro”, disse Lindsey. “Dependendo das peças que você está executando, pode ser de 80 a 90%, mas pode variar de 60 a 90%. Se você está fazendo peças em grande parte retangulares, esses 90% é onde você gostaria de estar.”

Se uma loja está cortando peças circulares, não há uma ótima maneira de obter altos rendimentos de aninhamento. “Basta pegar um disco, não há muito que eu possa fazer sobre aninhar peças redondas. Vai ficar alguma sucata. Retiramos esse pedaço, e isso é o que chamamos de remanescente, e algumas pessoas optam por recortar. Se for aço macio, normalmente não estamos preocupados com isso e temos ferramentas para gerenciar isso.

“Nossos clientes normalmente têm uma ampla variedade de tipos e marcas de máquinas e desejam um software que execute todas as suas máquinas sem perder nenhuma funcionalidade da capacidade das máquinas”, acrescentou Lindsey. “Importar dados com sistemas existentes e exportar dados para sistemas MRP é sempre importante.”

O mais recente SigmaTEK SigmaNest X1 Versão 1.3 adicionou suporte ao sistema operacional Windows de 64 bits, que ganhou velocidade, e mais melhorias de aninhamento aumentaram os rendimentos em 2–4% ou mais, disse Lindsey. Outras melhorias no rendimento de aninhamento são esperadas no próximo lançamento do SigmaTEK, que será lançado este mês. Essa atualização adicionará mais melhorias no caminho da ferramenta NC nos sistemas de manuseio de peças, disse Lindsey, bem como na função NC com os mais recentes lasers de fibra. “Também começamos a lançar partes do SigmaNest SX, que é uma versão 3D do SigmaNest”, acrescentou.

Aninhamento automatizado, opções de nuvem

Quando os gerentes de loja consideram se devem ou não aninhar as peças, há apenas uma boa resposta. A única maneira de otimizar totalmente o material e as máquinas envolvidas é ter boas capacidades de agrupamento. “Não importa qual processo você está usando, a resposta seria a mesma. Quando você fala sobre aninhamento, está falando sobre utilizar o material da melhor maneira possível”, observou Laura Blackmon, gerente de programação de software da ESAB Cutting Systems (Florença, SC), construtora de soldagem, corte a plasma e oxicorte sistemas.

Nas oficinas de fabricação, os trabalhadores do chão de fábrica precisam puxar grandes peças de chapas de aço e metais, que geralmente são peças tão grandes quanto 10 × 20 ′ (3 × 6 m) de tamanho, usando guindastes e outras automação, disse Blackmon. “Você tem bastante carga e descarga, há muitos requisitos de segurança a serem considerados”, acrescentou. “Durante esse tempo, não há utilização da máquina, nenhum corte acontecendo. O que o aninhamento faz é coletar todas as peças, coletá-las em um pedaço de placa e, com o aninhamento, você obtém uma utilização muito maior do material. Você também diminui o tempo de produção em pelo menos 50%, talvez até 75%, então há uma enorme diferença entre aninhar e não aninhar.”

Com o mais recente software de agrupamento Columbus III da ESAB, os operadores podem usar seus recursos de agrupamento automatizados para definir tarefas de agrupamento à meia-noite, disse ela, e os trabalhos de uma oficina são programados com agrupamento ideal para cada trabalho e cada cliente. “Sem um programa de aninhamento, você não pode fazer isso com eficiência. Outra grande coisa com os clientes é garantir a segurança do trabalhador. Quando falamos de segurança, isso faz parte do corte de custos”, disse ela. “Os custos de compensação de trabalhadores estão subindo pelo teto e, quando você entra nos custos de segurança, torna-se um problema muito, muito grande.”

O aninhamento também permite que as lojas reduzam drasticamente a quantidade de tempo que os trabalhadores usam para coletar e colocar material, disse Blackmon. “Se essa máquina não estiver funcionando, esse plasma não estiver funcionando, não estou recebendo nenhum retorno”, afirmou. “Qualquer coisa inferior a 75% [tempo de execução/utilização da máquina] é muito improdutivo.”

Dois novos recursos ajudaram os usuários do Columbus, incluindo um novo Job Wizard e novas ferramentas de software baseadas em nuvem, disse Blackmon. O Job Wizard permite que os departamentos de entrada de pedidos coloquem facilmente seus pedidos no Columbus para as operações noturnas de agrupamento. “Columbus entende o estoque da empresa; à meia-noite começará a nidificação e quando a loja abrir pela manhã, os ninhos já estão feitos. Avançamos completamente com a automação.” O software aninha automaticamente os trabalhos e é capaz de contabilizar vários materiais e espessuras de materiais diferentes, e as ferramentas de desenho do programa funcionam com todos os principais pacotes de modelagem de sólidos CAD 3D disponíveis.

O segundo grande avanço é com os novos serviços de dados CutCloud e WeldCloud da empresa, que a ESAB demonstrou em uma feira em Düsseldorf, Alemanha, em setembro, e exibirá na feira FABTECH de novembro em Chicago. As ferramentas de compartilhamento de dados baseadas em nuvem CutCloud e WeldCloud eliminam a pessoa com a área de transferência analisando o processo, observou ela, e, em vez disso, processam dados em tempo real com ferramentas baseadas na Web para analisar os processos de fábrica de forma mais rápida e completa.

“O avanço técnico do CutCloud é que ele permite que as empresas fechem o ciclo de volta para os gerentes”, disse Blackmon. “Nossos clientes estão ficando mais inteligentes e produtivos e a maneira de fazer isso é entender seu processo. Isso vai fazer uma grande diferença”.

Aumentando os resultados

Automatizar a linha de fabricação com melhores misturas pode muitas vezes levar à redução dos custos de corte para as oficinas de fabricação. “Tradicionalmente, os fabricantes adotam a abordagem de executar os trabalhos separadamente. Isso torna mais fácil manter as peças/clientes separados para rastrear trabalhos em toda a fábrica e atribuir custos”, disse Doug Wood, gerente geral da Radan, Américas, da Vero Software (Cheltenham, Reino Unido e Tuscaloosa, AL). “As soluções de agrupamento de hoje realmente progrediram para permitir que os fabricantes de chapas metálicas combinem os trabalhos de vários clientes e acompanhem as peças.

“Combinar trabalhos e produzir as peças de que você precisa quando precisa delas ajuda na utilização do material e nos tempos de execução da máquina”, acrescentou. “Os sistemas de aninhamento também podem se integrar ao sistema MRP ou ERP de uma empresa para atender aos requisitos de produção. Uma vez que os agrupamentos tenham sido gerados, as etiquetas podem ser produzidas ou as peças podem ser gravadas automaticamente para fins de identificação.”

Os fabricantes não só se beneficiam da maior utilização do material, disse Wood, mas também se beneficiam do aumento da eficiência da máquina, mantendo a máquina funcionando com chapas inteiras quando possível – fabricando as peças e as quantidades necessárias.

Algumas das melhorias mais recentes no lançamento de 2018 do Radan incluem um novo Nesting Engine na versão atualizada que será lançada este mês, disse Wood. O software abordará a utilização por folha e o trabalho geral de agrupamento, ou projeto de agrupamento, disse ele.

“Além disso, desenvolvemos o Radmanager, um novo produto que aborda os desafios de agrupamento com vários engenheiros e várias máquinas”, acrescentou Wood. “O Radmanager fornece uma solução com visibilidade em várias máquinas ou centros de trabalho para vários operadores que permite flexibilidade com os requisitos de produção. Se uma máquina estiver parada para manutenção preventiva ou reparo, você poderá ver rapidamente se algum outro equipamento de corte tem disponibilidade e produção por turno. O Radmanager também fornece funcionalidade para rejeitar peças por qualidade ou tolerância e adicioná-las de volta ao cronograma de agrupamento.”

Os fabricantes do setor de fabricação buscam principalmente facilidade de uso, soluções de aninhamento que possam importar dados 2D e 3D de maneira rápida e fácil e software que também lida com os requisitos de produção dos sistemas MRP, disse Wood. “Uma vez que as peças tenham sido aninhadas, o desempenho pode ser rastreado para o que foi alcançado para utilização de material e tempos de execução da máquina. Além disso, gerar os relatórios necessários e informações de etiqueta de peça, ou gravar automaticamente o número da peça para fins de identificação, são recursos que os fabricantes buscam.”

O software de agrupamento de hoje é usado para qualquer indústria que processe várias formas e quantidades, acrescentou. “Recebemos pedidos para aninhar componentes para madeira, plástico, nylon, vidro, chapas metálicas e chapas – e até recebemos pedidos para aninhar chocolate.

“Cada máquina diferente terá suas próprias características, bordas de folha necessárias, espaçamento de peças e ângulos de rotação”, disse Wood. “Uma boa solução de aninhamento deve ser capaz de fazer ajustes em tempo real. Portanto, se hoje meu jato de água estiver em serviço, todas as peças necessárias hoje terão que ser redirecionadas para minha puncionadeira CNC, e peças aninhadas com diferentes requisitos de espaçamento e ferramentas [têm que ser] aplicadas para produzir as peças na puncionadeira .”

A eficiência também exige que o aninhamento esteja conectado ao software CAM da empresa, acrescentou. “Mova um buraco, troque uma pista ou acomode uma mudança de última hora – isso é uma realidade em um ambiente de fabricação”, observou Wood. “Idealmente, ele também está integrado ao seu sistema de design, para poder soltar uma montagem diretamente em seu projeto de aninhamento e calcular os padrões planos durante o processo sem a necessidade de exportar/importar arquivos de peças.”

Velocidade, precisão entregam produtividade

Muitos novos recursos no software de agrupamento avançado de hoje oferecem produtividade de peças com tempos de corte mais rápidos e melhor precisão, observou Derek Weston, gerente de marketing de produtos para produtos CAD/CAM da Hypertherm (Hanover, NH), desenvolvedora de máquinas de corte a jato de água e plasma, com esses ganhos provenientes de importação CAD mais eficiente, agrupamento mais rápido ou técnicas de corte que reduzem o tempo total de corte. Por exemplo, ele observou que a tecnologia Rapid Part da Hypertherm pode fornecer um aumento de até 100% em peças por hora, e sua tecnologia True Hole pode fornecer furos de corte a plasma prontos para parafusos em aço-carbono, eliminando a necessidade de operações secundárias de perfuração.

Melhorias na programação mais rápida, facilidade de uso e redução de custos com economia de material se somam, e Weston disse que o software de agrupamento avançado pode ser surpreendentemente fácil de aprender e usar, exigindo menos etapas e permitindo que os usuários concluam as tarefas mais rapidamente. “Isso não apenas acelera o processo de programação, mas facilita o treinamento de novos funcionários”, disse ele. “Ao mudar para um software de agrupamento avançado, você verá uma melhoria instantânea na utilização do material. Isso se deve aos algoritmos sofisticados e às técnicas de otimização usadas no agrupamento automático e às eficiências obtidas no gerenciamento de placas e no processamento de ordens de serviço. Mesmo uma pequena melhoria na utilização do material pode economizar dezenas de milhares de dólares por ano.”

Novos avanços técnicos incluem o suporte completo do software Hypertherm ProNest para suas tecnologias SureCut, incluindo True Hole e Rapid Part, acrescentou ele, que são entregues automaticamente sem intervenção do operador, e True Bevel, que reduz bastante o tempo de configuração do chanfro. As tecnologias SureCut são aplicadas sem a necessidade de operadores altamente qualificados, observou ele.

Alguns novos recursos disponíveis no ProNest 2017 v12.1 incluem o Dynamic Align, que cria uma coluna ou linha conectada de peças do tipo retangular, alinhadas em um lado, e as peças alinhadas podem ser conectadas a uma linha ou ponte comum. Isso permite a queda da peça com uma única passagem de corte pela aresta alinhada e evita colisões à medida que as peças são liberadas à medida que o cabeçote de corte se afasta da peça. Outros novos recursos do ProNest são o Data Sync, que exporta dados de trabalho do ProNest no formato necessário para os sistemas ERP à medida que os agrupamentos são concluídos, e o Solidworks Bevel Detection, para identificar arestas chanfradas em peças Solidworks e atribuir automaticamente o chanfro do ProNest a elas durante a importação.

Necessidades de aninhamento para jatos de água

Nem todo fabricante precisa pular imediatamente para o software de agrupamento, observou Carl Olsen, diretor de produtos de software da OMAX Corp. (Kent, WA). “O aninhamento é algo que eu realmente desencorajo o pessoal do jato de água de pular logo no início, porque quando as pessoas perguntam sobre isso, muitas vezes é uma fantasia sobre como eles usarão suas máquinas que nem sempre se alinham com a realidade, e eles não sabem o que não sabem, então acabam comprando o software errado de US$ 20.000”, disse Olsen. “Existe uma grande variedade de software de aninhamento por aí que tem uma variedade de casos de uso e conjuntos de recursos, então qual software de aninhamento é o melhor depende muito de como ele será usado. Portanto, é algo para avaliar com cuidado, geralmente melhor depois de alguns meses de experiência com sua máquina, quando fica claro o que é realmente necessário.

“Há algumas razões principais para aninhar, mas nem todo fabricante precisa de aninhamento. No entanto, aqui estão as principais coisas que o software de agrupamento pode fazer por uma loja”, disse Olsen, incluindo “preencher o material de forma eficiente com peças para minimizar a quantidade de resíduos e maximizar a quantidade de peças cortadas em uma placa de material”. As funções secundárias do software de aninhamento incluem funções de gerenciamento, como rastreamento de folhas remanescentes, agendamento de trabalhos e outras funções, disse ele.

O software OMAX mais recente oferece aos usuários um planejamento automático aprimorado de percurso, considerando especificamente o planejamento automático de percurso para folhas aninhadas. “Isso pode ser usado para permitir o uso de nesters de terceiros que não possuem seu próprio planejamento de percurso”, disse Olsen.

Para muitos usuários, a facilidade de uso geralmente é importante no software de aninhamento, disse Olsen. “A capacidade de preencher ao máximo uma folha de material com o mínimo de refugo costuma ser um diferencial”, disse ele. “Às vezes são oportunidades de integração e automação. Outras vezes, é algum recurso exclusivo para um processo específico.” 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.”