Od dłuższego czasu pojęcie „Solid Edge” oznacza szeroki zbiór rozwiązań CAD/CAM/CAE/PDM, służących do osiągnięcia zróżnicowanych celów inżynierskich. Powyższe definiuje Solid Edge jako portfolio zintegrowanych narzędzi numerycznych, których obszar skutecznego zastosowania dalece i korzystnie wykracza poza typowy zaawansowany CAD 3D/2D. Producent systemu, firma SIEMENS, kontynuuje ten trend także w najnowszej generacji systemu, Solid Edge 2021, co widać m.in. na przykładzie kolejnych funkcjonalności adresowanych dla cyfrowego wsparcia procesów wytwarzania (CAM). Jednym ze środowisk CAM dostępnych w opisywanym portfolio jest Solid Edge 2021 2D NESTING, którego zadaniem jest korzystna optymalizacja rozkładu rozwinięć blach na arkuszach produkcyjnych dla zwiększenia opłacalności ich produkcji.

2. Wejściowy projekt CAD 3D posiadający aż nazbyt odmienne komponenty … czyli niełatwy przykład z życia wzięty

W celu omówienia nowych obszarów rozwoju środowiska 2D NESTING zostanie wykorzystany projekt 3D kasy pancernej (rys. 1a). Jest to złożenie średniego „kalibru”, posiadające łącznie 192 części, tworzone przez 92 unikalne komponenty (przykładowy na rys. 1b).

Złożenie to jest sumą obiektów różnej natury (rys. 2, 3, 4, 5).

Większość jego komponentów unikalnych – więc nie wszystkie – to blachy (rys. 2a). Pozostałe (rys. 2b) to obiekty odmienne technologicznie (np. sworznie, śruby, frezowane płyty), których nie wytwarza się tu przez wycinanie laserem lub plazmą.

Wyrób finalny ma zawierać elementy gięte z blach, wykonane (wycinane) z różnych materiałów, tzn. (klasyfikując ogólnie):

• stal nierdzewna (rys. 3a),
• aluminium (rys. 3b).

Co więcej, zastosowane w projekcie elementy z blach (rys. 2a) posiadają odmienne grubości, tj.:

• # 1,5 mm (rys. 4a),
• # 2 mm (rys. 4b),
• # 3 mm (rys. 4c).

Zwieńczeniem opisywanej różnorodności obiektów składowych projektu jest fakt, iż większość z nich posiada, zgodnie ze sztuką, rozwinięcie obliczone i przechowywane w natywnym pliku blachy 3D (rys. 5a) … lecz są tu i czarne owce, czyli modele cienkościenne, które nie posiadają rozwinięcia (rys. 5b).

Uwaga: dodatkowe informacje nt. autorskiego rozwiązania GM SYSTEM, służącego do zautomatyzowanego generowania rozkrojów dla całości (lub fragmentu) projektu 3D, podano w formie linków w finalnej części opracowania; linki nr 3.1 oraz 3.2).

Mowa więc tu o projekcie zróżnicowanym pod takimi względami, jak:

1. typ komponentów (jest blachą / nie jest blachą), rys. 2,
2. rodzaj materiału do wycinania blach (stal nierdzewna / aluminium), rys. 3,
3. grubość blach (#1,5; #2;  #3), rys. 4,
4. wyposażenie modelu blachy w zapis jej rozwinięcia (posiada / nie posiada), rys. 5.

Na marginesie, pamiętajmy, że Solid Edge umożliwia szybkie i łatwe pozyskiwanie informacji na temat ww. zróżnicowania komponentów, m.in. z wykorzystaniem odpowiednio zbudowanych list części BOM (ang. Bill of Material).

Zestawienia BOM można automatycznie generować m.in. we własnym środowisku 2D. Na rys. 6 przedstawiono poglądowy widok jednego ze składowych arkuszy A4 wchodzący w skład listy BOM, a na rys. 7 i 8 jej odpowiednie fragmenty. Uwagę zwraca fakt czytelnego i odrębnego grupowania w BOM obiektów do wykonania z blach o różnych grubościach, a także wskazywanie modeli blach bez rozkroju (ściśle, o nieznanych wartościach rozkroju X oraz Y) – rys. 7, 8.

Informacje tego typu można również eksportować do postaci tabel arkusza kalkulacyjnego Excel (rys. 9, 10), gdzie również istnieje możliwość grupowania oraz wyróżnienia odmiennych komponentów, analogicznie jak na rys. 7 i 8. W przedstawionym arkuszu, komórki właściwe dla komponentów bez rozkroju dodatkowo wyróżniono beżowym tłem. Komórki elementów wykonanych z innego materiału, niż dominująca stal, wyróżniono natomiast tłem błękitnym.

Załóżmy jednak, dla celowego podniesienia poprzeczki, że użytkownik pragnący skierować do wycinania komponenty blachowe z omawianego projektu nie posiada wiedzy na temat tej różnorodności … choć wydaje się ona istotna z technologicznego punktu widzenia.

Powstaje więc pytanie, czy nowy 2D NESTING, wchodzący w skład portfolio Solid Edge 2021 posiada na tyle unowocześnione możliwości, aby wspomagać użytkownika stojącego twarzą w twarz z opisywanymi wyzwaniami?

3. Import „blachowej zawartości” wskazanych złożeń wraz z informacjami na temat liczności odpowiednich komponentów

Jedną z kluczowych nowości 2D NESTING z portfolio Solid Edge 2021 jest możliwość optymalizowania rozkroju wszystkich właściwych komponentów wchodzących w skład wskazanych złożeń z dodatkowym akcentem na wykorzystanie informacji nt. liczności tych komponentów w analizowanych projektach.

Użytkownik 2D NESTING może więc teraz wskazywać od razu pliki złożeń .ASM, co w przypadku opisywanego projektu (rys. 1a) przedstawiono na rys. 11.

Istotne jest to, że 2D NESTING szybko wyodrębnia i odseparowuje te komponenty projektu, których, całkiem słusznie, nie będzie rozkładał do wycinania (rys. 12). Mowa tu zarówno o komponentach innych, niż blachy (jak na rys. 2b), jak też obiektach cienkościennych bez rozkroju (jak na rys. 5b).

Informacje o tym fakcie mogą także zostać wyeksportowane do pliku tekstowego (rys. 13), w którym system raportuje m.in.:

• nazwy całych projektów wczytanych w postaci złożeń .ASM (rys. 13a),
• nazwy ich blachowych komponentów składowych, posiadających zapis rozwinięcia, więc adekwatnych do procesu optymalizacji rozkładu (rys. 13b, gdzie z racji sporego rozmiaru omawianego projektu .ASM przedstawiono wybrany fragment zestawienia tych plików),
• nazwy pozostałych komponentów (jw. oraz na rys. 2b, 5b), tj. tych nieadekwatnych dla procesu optymalizacji (rys. 13c, gdzie również przedstawiono fragment ich łącznej listy).

Dla zwiększenia czytelności rys. 13, ścieżki dostępu do plików podano w formie skróconej.

Dodatkowo, 2D NESTING dysponuje teraz wiedzą na temat liczności poprawnych komponentów we wskazanych złożeniach. Do szczegółów tego zagadnienia przejdziemy w jednym z poniższych punktów (rys. 15, 16, 17, 18), ponieważ jest to funkcjonalność powiązana z następnym istotnym zagadnieniem, mianowicie z zastosowaniem nowych filtrów.

4. Filtry dla rodzaju materiału oraz przyjętej grubości blachy

Po wczytaniu poprawnych komponentów, 2D NESTING zaczyna zdawać sobie sprawę z ich widocznego tu zróżnicowania pod względem rodzaju i grubości materiału. Założywszy, iż technologia wytwarzania komponentów różniących się rodzajem materiału i / lub jego grubością może być odmienna, system umożliwia odpowiednie odfiltrowanie tak analizowanych obiektów blachowych.

Przykładowe odfiltrowanie ww. komponentów przedstawiono na rys. 14 i 15,

• w pierwszej kolejności uruchomiono filtr rodzaju materiału (rys. 14a), gdzie wybrano jeden z nich, tj. „Stal nierdzewna” (rys. 14b),
• dla tak dokonanego wyboru uruchomiono filtr grubości materiału (rys. 14c), gdzie system rozpoznaje iż ma tu do dyspozycji takie grubości, jak #1,5 mm, #2 mm oraz #3 mm (jak na rys. 4),
• wybierając wówczas #1,5 mm, otrzymuje się zestawienie jak na rys. 15,
• wybierając #2 mm -> jak na rys. 16,
• … #3 mm -> jak na rys. 17.

Można zauważyć, że zestawienia z rys. 15, 16 i 17 odpowiadają (pod omawianymi względami) zestawieniu BOM utworzonemu w arkuszu XLSX (rys. 9 i 10).

Dodatkowo, w tabelach z rys. 15, 16, 17 widnieją m.in.:

• kolumny podające liczność odpowiedniego komponentu w złożeniu (druga kolumna od prawej),
• pola wyboru umożliwiające ew. rezygnację ze skierowania wybranej części blaszanej do kolejnych etapów działań (pierwsza kolumna od prawej).

Do dalszych rozważań zostaną wybrane wszystkie elementy spełniające oba warunki jak na rys. 17, tj. materiał „Stal nierdzewna” oraz grubość #3 mm’.

Warto nadmienić, że ze względu na specyficzne przypadki produkcyjne system umożliwia także wybranie odpowiednich kombinacji ww. warunków (np. różne grubości wybrane jednocześnie), lecz fakt ten, jako wybrany wyjątek, zostanie omówiony w jednym z kolejnych punktów (rys. 24).

5. Przemnożenie liczby komponentów złożenia dla zwielokrotnienia produkcji

Po poprawnym zweryfikowaniu jakości geometrii tak wskazanych obiektów, przechodzi się do głównego panelu przygotowania optymalizacji (rys. 18).

W miejscu tym ponownie można zapoznać się z zestawieniem liczności komponentów (odczytanym z plików złożeń .ASM). W razie potrzeby, wartości te można teraz zmodyfikować nie tylko ręcznie, ale także „hurtowo”, w sposób ujednolicony dla wszystkich ww. komponentów. Mowa tutaj o ich odpowiednim przemnożeniu, np. 5x, co wynikać może z chęci wypalenia od razu tylu komponentów, aby finalnie można z nich było zmontować 5 wyrobów końcowych (np. 5 sejfów, jak na rys. 1a).

W przypadku omawianego przemnożenia, zwielokrotnieniu ulegają nie tylko liczności obiektów, ale także wartości odpowiednich parametrów technologicznych, jak np. liczba wpaleń, długość drogi cięcia, analizowane pola powierzchni itd.

6. Optymalizacja rozkładu rozwinięć blach z szybkim obliczeniem kosztów materiałowych

2D NESTING umożliwia obecnie przeprowadzenie obliczeń optymalizacyjnych (rys. 19a) m.in. z założeniem różnych wartości odstępów rozwinięć od wybranych  krawędzi arkusza. Poza tym, użytkownik jest w stanie przeprowadzić szybkie i ogólne obliczenia kosztów materiałowych (rys. 19b). Pomocne mogą tu być predefiniowane tabele prezentujące szacowane ceny blach określonego rodzaju (rys. 20).

7. Dodatkowe możliwości pracy z filtrami dla rodzaju i grubości materiału

Powyżej skorzystano z filtrów rodzaju i grubości materiału w taki sposób, iż całość zaaprobowanych komponentów odfiltrowano do wykonanych z jednego materiału („Stal nierdzewna”, rys. 14), a następnie tak uzyskany zbiór odfiltrowano ponownie, tym razem do obiektów przewidzianych do wykonania z blachy o jednej zadanej grubości, tj. # 3 mm (rys. 17).

Wspomniano również, że – w specyficznych przypadkach – system pozostawia możliwość takiego wyboru, aby do dalszych prac skierować jednocześnie komponenty wykonane z różnych materiałów i / lub z blach o różnych grubościach.

Przykładowo, komponenty sejfu (rys. 1a) wykonane z aluminium (rys. 3b) mają początkowo mieć grubość j.w.: #1,5 mm, #2 mm oraz # 3 mm, co jest widoczne m.in. podczas pracy z opisywanymi filtrami (rysunki, odpowiednio, 21, 22, 23).

Założyć jednak można, żę dla radykalnego obniżenia kosztów wytwarzania, wszystkie te elementy mogą być wytworzone z blachy o jednakowej grubości (np. # 2 mm), do czego nie ma przeciwskazań konstrukcyjnych, funkcjonalnych oraz technologicznych. W takich okolicznościach, użytkownik może wskazać odpowiednie kombinacje wybranych wartości, w tym przypadku wszystkie tak ustalone grubości elementów „alu” (rys. 24). Efekt obliczeń optymalizacyjnych dla ww. elementów wraz z także i tutaj zastosowanym przemnożeniem 5x, przedstawiono na rys. 25.

8. Kilka projektów – jedno palenie

2D NESTING z portfolio Solid Edge 2021 umożliwia tworzenie zadań optymalizacyjnych także dla paleń, podczas których mają zostać jednocześnie wycięte komponenty blachowe należące do różnych projektów. Przykładem niech będą analizowane łącznie blachy należące do ww. modelu sejfu pancernego (m.in. na rys. 26a) oraz do modelu wspornika (rys. 26b). Również tutaj użyto odpowiednich filtrów wyboru rodzaju materiału i jego grubości, finalnie doprowadzając do udanych obliczeń optymalizacyjnych, których fragment przedstawiono na rys. 27, wraz z raportami na rys. 28 i 29.

 9. Zakończenie

Kolejne generacje Solid Edge przyzwyczaiły już swoich użytkowników do tego, że możliwości całego portfolio SE są znacząco rozszerzane, tworząc zbiór dojrzałych rozwiązań CAD/CAM/CAE/PDM.

Środowisko 2D NESTING należące do portfolio Solid Edge 2021 potwierdza powyższe dostarczając wiele nowych funkcjonalności, dzięki którym rośnie wydajność, więc także i opłacalność stosowania tego rozwiązania w inżynierskiej praktyce przemysłowej.

Dziękując za lekturę niniejszego artykułu, zapraszamy do zapoznania się z poprzednimi opracowaniami nt. 2D NESTING:

1. Webinar LIVE prezentujący 2D NESTING (z portfolio SE 2020) w akcji
2. Artykuł na temat najważniejszych funkcjonalności 2D NESTING z portfolio SE 2020
3. Wdrożenie: zautomatyzowane rozwiązanie do generowania pakietów rozkrojów blach z całego projektu 3D z ich optymalnym ułożeniem na arkuszach produkcyjnych (uwzględniające autorskie makro GM SYSTEM):
   a. Artykuł
   b. Film:
   

Wkrótce pojawią się kolejne publikacje przedstawiające najbardziej korzystne nowości Solid Edge 2021.

… c.d.n.

Opracował: dr inż. Adam Budzyński

Artykuł Wybrane nowości systemu CAD 3D/2D SOLID EDGE 2021 Cz. 3. Solid Edge 2021 2D NESTING – optymalizacja rozkładu rozwinięć blach na arkuszach produkcyjnych pochodzi z serwisu GMSystem.

Firma GM System, należąca do czołówki polskich dostawców oprogramowania CAx, wspiera branżę projektowania (CAD) oraz wytwarzania (CAM) produktów z giętych blach, oferując pakiety rozkrojów blach w https://gmsystem.pl/solid-edge/ z całego projektu 3D.

Oczywistym celem prowadzenia działalności przemysłowej jest uzyskanie możliwie wysokich zysków. Będą one naturalnie tym większe, im mniejsze koszty zostaną poniesione na realizację określonych zadań projektowo-produkcyjnych. Koszty wynikać mogą m.in. z takich nakładów, jak:

• czas trwania całości przedsięwzięcia,
• zaangażowanie zasobów ludzkich na poszczególnych etapach prac,
• zaangażowanie zasobów technicznych (maszyny i urządzenia technologiczne, komputery, ich wyposażenie, itd.).

Współcześni dostawcy nowoczesnych rozwiązań inżynierskich dążą więc do tego, aby wyposażyć producentów przemysłowych w rozwiązania umożliwiające realizację konstruowania i wytwarzania w sposób (analogicznie jw.):

• możliwie szybki i bezbłędny,
• angażujący jak najmniejszą liczbę osób i elementów zaplecza technicznego.

W niniejszym opracowaniu opisane zostanie oferowane przez nas zautomatyzowane rozwiązanie, będące efektem integracji kilku współpracujących narzędzi, które łącznie umożliwia:

a) szybkie uzyskanie zapisu płaskich rozwinięć 2D dla wielu (!) modeli blach wchodzących w skład całościowego większego projektu 3D:

• zadanie to jest realizowane w sposób jednoczesny, w pojedynczym poleceniu (za jednym razem),
• wygenerowanie rozwinięć 2D zachodzi dla wszystkich modeli 3D blach w projekcie, bez względu na fakt, czy poszczególne modele 3D posiadają już swoje rozwinięcie zapisane w pliku 3D, czy też nie,
• obliczone rozwinięcia zostają zapisane w preferowanym w branży formacie 2D .DXF (obsługa wycinarek np. laserowych etc.),

b) import tak uzyskanego zbioru plików .DXF do natywnego formatu 2D systemu Solid Edge (do plików .DFT):

• jak uprzednio, także i to zadanie jest realizowane w sposób jednoczesny, w pojedynczym poleceniu,

c) wygenerowanie optymalnego ułożenia tak uzyskanych rozwinięć na odpowiednich arkuszach technologicznych, dla szybkiego i możliwie niskonakładowego procesu wytwarzania:

• proces optymalizacji rozkładu wielu rozwinięć na arkuszach może zachodzić z wykorzystaniem wybranej strategii optymalizacji,
• poza oczywistym uzyskaniem rozkładu wycinanych elementów
  na arkuszach w postaci pliku .DXF, system dostarcza także szereg czytelnych zestawień w popularnych formatach kalkulacyjnych
  (np. XLSX), a także stricte-informacyjnych (np. PDF).

2. Opis zastosowanego projektu z branży konstrukcji blachowych

Dla zaprezentowania korzyści otrzymywanych dzięki omawianemu rozwiązaniu, wykorzystano projekt 3D kasy pancernej o podwyższonym standardzie bezpieczeństwa. Większość jego komponentów to elementy z giętych blach.

2.1. Model 3D CAD

Kilka przykładowych obrazów reprezentujących zapis 3D ww. produktu przedstawiono na następujących rysunkach:

• widok poglądowy ogólny (rys. 1a) oraz przybliżający szczegóły wnętrza (rys. 1b)
• wybrane szczegóły konstrukcyjne górnej (rys. 2a) i przedniej (rys. 2b) części wyrobu (elementy odpowiadające ze podwyższony standard bezpieczeństwa zostały tu ukryte).

Łatwo można zauważyć, że w skład projektu wchodzą zarówno modele części blaszanych (w sposób dominujący) oraz modele innego typu (np. sworznie, łączniki, etc.). Będzie to szczególnie istotne w dalszej części opracowania, gdzie opisane zostanie zautomatyzowane grupowanie komponentów danego typu
w odrębne podzbiory, aby w kolejnych działaniach wyróżnić obecność obiektów ‘czysto-blachowych’.

Dodatkowo, niejako w celu utrudnienia sobie zadania, żaden z ww. przestrzennych modeli blach nie posiada rozwinięcia płaskiego, obliczonego i zapisanego w pliku 3D (rys. 3).

2.2. Metadane – klucz do automatyzacji

Solid Edge umożliwia wprowadzenie w projekcie samoświadomości komponentów, tj. stanu, w którym elementy składowe są wyposażone w szereg dodatkowych i precyzyjnych informacji na swój temat.

Informacje te mogą mieć m.in. format alfanumeryczny lub cyfrowy i reprezentować takie dane, jak np.:

• nr dokumentu (unikalny, tj. inny dla każdego komponentu),
• tytuł opisowy (unikalny, jw.),

i co szczególnie ważne:

• słowa kluczowe opisujące metodę pozyskania danego komponentu
  w praktyce przemysłowej (wykonanie lub zakup); wartości te mogą być identyczne dla różnorodnych komponentów, tzn.:
• „wytwarzanie LASER” (kluczowe w tym opracowaniu),
• „wytwarzanie FREZARKA”,
• „wytwarzanie TOKARKA”,
• „wytwarzanie (…)” – inne technologie, maszyny, itd.,
• „ZAKUP”,
• kategoria, np. opis funkcjonalny danego produktu; również tutaj opisy mogą być identyczne dla różnorodnych komponentów, tj.:
• „blachy” (różne, tj. określonego typu, grubości,
  o konkretnym miejscu składowania półfabrykatu, przyporządkowaniu do danej prasy krawędziowej, etc.),
• „płyty” (analogicznie jw.),
• „osie”,
• „złącza”,
• inne, wg potrzeby.

Analizując powyższe, ta część komponentów projektu, która jest blachami jest wytwarzana na laserze (i wzajemnie, elementy na laser to blachy).

Informacje tego typu (tzw. metadane) można wprowadzać w projekcie Solid Edge m.in. z poziomu okna dialogowego Menedżer właściwości (rys. 4), gdzie mogą one być wybierane z predefiniowanych list rozwijalnych (zalecane, dla poprawności pisowni i składni, rys. 5) lub wprowadzane manualnie.

Na rys. 4 i 5 uwagę zwraca sygnalizowany uprzednio fakt, iż opisywane tu modele blach są celowo pozbawione rozwinięć obliczonych i zapisanych w pliku 3D. Świadczy o tym widoczny brak wpisów w kolumnach przeznaczonych do pobierania z 3D wartości maksymalnych rozmiarów X oraz Y ww. rozwinięć (dwie kolumny po prawej stronie ww. rysunków).

Tak wprowadzone metadane mogą być w Solid Edge łatwo wykorzystywane do szybkiego pozyskiwania informacji nt. technologicznych aspektów wszystkich (ew. wybranych) komponentów całego projektu CAD, np. do błyskawicznego i czytelnego otrzymywania odpowiedzi na pytania:

• które komponenty projektu są w ogóle blachami,
• które z tych blach mają grubość … (mniejszą / większą niż …),
• dla tak wybranych, jakie są ich numery … a także właściwości fizyczne, np. łączna / indywidualna masa, pole powierzchni, etc.
• i dalej przykładowo: które z tych komponentów producent finalnego produktu wykonuje u siebie, a które zleca w kooperacji itp.

Powyższe metadane mogą być wykorzystywane m.in. w następujących obszarach procesów projektowo-produkcyjnych:

• konfiguracje wyświetlania CAD 3D (rys. 6, do szybkiego odfiltrowania całości projektu do tylko tych komponentów, które spełniają określone kryteria, np. są blachami o zadanej grubości),

• konfiguracje wyświetlania 2D (jw., lecz w przypadku dokumentacji płaskiej, przedstawionej w dalszej części opracowania, na rys. 8 i 9),

• EKSPLORATOR WINDOWS (tzw. widok szczegółów, rys. 7), jw., korzyść szczególnie istotna dla tych użytkowników procesów przemysłowych, którzy nie mają dostępu do Solid Edge, a pragną zapoznać się z ww. informacjami.

Przechodząc do dalszej części opisu stwierdzić należy, że ww. metadane umożliwiają szybsze osiągnięcie wielu aspektów automatyzacji CAD 3D/2D (szczegóły w dalszej części tekstu).

Ich stosowanie nie jest jednak obowiązkowe. Stanowią jednak dobrowolną korzyść dla chętnych, którzy chcą wiedzieć więcej i działać szybciej.

 2.3 Dokumentacja CAD 2D wraz z listami części BOM

Korzystając z modelu 3D kompletnej kasy pancernej rozbudowanej o (jw. opcjonalne, lecz bardzo korzystne) metadane, wykonano złożeniową dokumentację 2D produktu, zawierającą listy części BOM (ang. Bill Of Material). W zależności od potrzeb, rysunki 2D oraz odpowiadające im listy części BOM mogą być tworzone w sposób zautomatyzowany, z wykorzystaniem m.in. grupowania i sortowania pod względem różnych kryteriów, np.:

a) odfiltrowanie całego projektu wyłącznie do elementów blaszanych, z ich dodatkowym grupowaniem na blachy o odmiennych grubościach (zachodzi dla ciężkiego wariantu kasy pancernej – rys. 8, gdzie rysunek złożeniowy przedstawiono fragmentarycznie dla zwiększenia czytelności),

b) odfiltrowanie projektu do elementów blaszanych, lecz z założeniem ich jednakowej grubości, więc bez dodatkowych podziałów (ma miejsce w przypadku lekkiego wariantu ww. produktu – rys. 9); sortowanie zachodzi tu wyłącznie na podstawie unikalnych numerów dokumentów.

2.4 Listy części BOM w biurowych formatach kalkulacyjnych (.XLSX)

Solid Edge umożliwia wyeksportowanie zawartości list części BOM (p.2.3) z CAD do arkusza kalkulacyjnego EXCEL, gdzie dzięki dodatkowym zawartym w nich informacjom typu metadane, możliwa jest dalsza obróbka tak gromadzonych wartości:

a) bazując na liście BOM z rys. 8, uzyskano tabelę jak na rys. 10, dodatkowo rozbudowaną o tzw. sumy pośrednie, dzięki czemu szybko uzyskuje się jednostkowe i łączne liczby komponentów z blach o ew. odmiennych grubościach (zaprezentowano tu dokładne dane dla blach #1.5, natomiast dla innych grubości, celowo widnieje tu tylko zwięzłe podsumowanie),

b) na podstawie listy z rys. 9, utworzono tabelę jak na rys. 11, gdzie korzyścią dodaną jest zastosowanie tzw. szybkiego filtrowania (tzw. ‘fragmentator’); zawartość listy odfiltrowano tu wyłącznie do tych komponentów, które tworzą korpus kasy pancernej (więc celowo pominięto elementy tworzące drzwi kasy, jej wnętrze, etc.).

3. Autorskie makro GM System – rozwijanie blach

Powyżej opisano projekt Solid Edge 3D, posiadający następujące cechy:

1. składa się z 53 unikalnych modeli elementów giętych z blach (3D), których część występując wielokrotnie daje łączną liczbę 97 obiektów do wykonania w praktyce (dane przedstawione m.in. na rys. 10),
2. żaden z tych 53. modeli blach (natywne pliki 3D .PSM) nie posiada obliczonego i zapisanego rozwinięcia (rys. 3, rys. 4),
3. w celu przystąpienia do procesu wytwarzania, za konieczne uważa się pozyskanie zapisu płaskiego rozwinięcia 2D dla KAŻDEGO z ww. 53. obiektów 3D.

W przypadku większości rozwiązań CAD 3D, w opisywanej sytuacji należałoby otworzyć każdy z ww. odrębnych modeli blach 3D, wygenerować w nim rozkrój (rozwinięcie), a następnie zapisać je do postaci nowoutworzonego pliku 2D .DXF (czynność do powtórzenia dla każdego modelu blachy 3D – wówczas jeden
2D .DXF przypadać będzie na jeden natywny plik 3D .PSM).

Oczywistym jest, iż w przypadku tak dużej liczby plików zadanie to może być:

• względnie długotrwałe,
• nużące dla realizującego je użytkownika,
• ze względu na powyższe – podatne na pojawienie się kosztownych błędów.

Wobec tego, dla przyspieszenia procesu generowania rozwinięć dla ‘n’ odmiennych modeli blach 3D, z jednoczesnym zapisem tych rozwinięć do łącznie ‘n’ różnych plików 2D .DXF, firma GM System opracowała i udostępniła dla swoich klientów rozwiązanie autorskie: makro „ROZWIJANIE BLACH”.

Szczególnie istotne jest, iż makro to wykonuje ww. zadanie rozwinięcia ‘n’ modeli 3D na podstawie zaledwie jednego polecenia i nie wymaga jego powtarzania, działa więc za jednym razem.

Poszczególne etapy pracy z ww. makro można przedstawić następująco:

• wskazanie folderu, skąd makro ma pobrać ‘n’ modeli 3D .PSM ‘do rozwinięcia’, rys. 12 (ew. wskazanie złożenia, reprezentującego całość projektu),
• wskazanie folderu, do którego makro ma zapisać ‘n’ tak utworzonych plików 2D .DXF , jw. rys. 12,
• wykonanie polecenia ‘za jednym razem’, rys. 13,

• weryfikacja poprawności realizacji polecenia, tj. sprawdzenie zapisu ‘n’ x 2D .DXF w folderze docelowym (rys. 14) oraz otwarcie wybranych z nich (rys. 15 – uwagę zwraca obecność właściwych warstw, tam gdzie to uzasadnione, np. dla zarysów zewnętrznych i wewnętrznych, osi gięcia w górę i w dół, etc.).

Dla zwiększenia intuicyjności dalszego opisu tego rozwiązania, wykorzystano projekt lekkiej wersji kasy pancernej, znamienny tym, iż omawiane modele blach mają przyporządkowaną identyczną grubość blachy i naturalnie identyczny rodzaj materiału.

4. Makro Batch.exe – realizacja tzw. wczytania hurtowego

Po zautomatyzowanym wygenerowaniu względnie dużej liczby nowych plików 2D .DXF, wielu użytkowników dodatkowo pragnie dysponować zapisami ich zawartości w analogicznej liczbie nowych plików 2D, ale utworzonymi w natywnym formacie Solid Edge, tj. DFT.

Często zamiar ten tłumaczy się chęcią:

• szybkiego dostępu do ww. zawartości 2D bez każdorazowej potrzeby wczytywania pliku .DXF i ‘przechodzenia wszystkich kroków kreatora translacji’,
• szybkiego dostępu do ww. zawartości bez konieczności używania przeglądarek .DXF, ew. dodatkowego komercyjnego oprogramowania CAD 2D.

Dla radykalnego przyspieszenia także i tego procesu, tj. wczytania ‘n’ 2D .DXF i utworzenia na ich podstawie ‘n’ 2D .DFT, a wszystko to za jednym razem, użytkownik Solid Edge może wykorzystać makro BATCH.exe, dostarczane wraz z systemem przez jego producenta, firmę SIEMENS.

Makro realizuje opisywane wczytywanie hurtowe (in. wsadowe) po wskazaniu formatu źródłowego (tu .DXF) / docelowego (domyślnie .DFT) oraz lokalizacji folderu źródłowego i docelowego dla omawianej translacji (rys. 16).

W wyniku powyższego, docelowy folder zostanie wypełniony właściwą liczbą nowych plików w oczekiwanym formacie, tj. 53 x 2D .DFT (rys. 17a), a potwierdzeniem realizacji zadania będzie ‘dziennik operacji’ (plik .LOG – rys. 17b).

Sprawdzając poprawność opisywanej translacji, otwarto wybrany plik 2D .DFT, będący efektem wczytania pliku 2D .DXF z rys. 15, uzyskując poprawny rezultat, tj. zapis o identycznej treści, wyrażony w odmiennym formacie (rys. 18).

5. Solid Edge 2D Nesting

W skład portfolio SOLID EDGE, dedykowanego dla branży projektowania i wytwarzania elementów z giętych blach wchodzi także 2D NESTING.
Jest to rozbudowane narzędzie, służące do generowania optymalnego ułożenia rozwiniętych elementów blaszanych na arkuszach produkcyjnych. Powyższe zachodzi na podstawie jednej z kilku strategii optymalizacyjnych. Szczegółowy opis Solid Edge 2D NESTING

W związku z tym, w niniejszym opracowaniu przedstawione zostaną najważniejsze aspekty wykorzystania 2D NESTING w odniesieniu do rozpatrywanego projektu, tj.:

a) wczytanie niezbędnych rozwinięć w postaci 2D .DXF, sprawdzenie popraw-ności zapisanej tam geometrii oraz nadanie właściwej liczby wypaleń dla każdego z tak przedstawionych obiektów (rys. 19),

b) wprowadzenie gabarytów dostępnych arkuszy technologicznych, określenie ich liczności oraz ew. kolejności stosowania (rys. 20),

c) uzyskane wyników optymalizacji (całość palenia – rys. 21, fragment-rys. 22),(założona strategia: najwyższa wydajność), uzyskana wartość zagospodarowania półfabrykatów, tj. wydajność > 95%

d) eksport uzyskanego rozkładu blach w formatach 2D .DXF oraz 2D .DFT (wybrany fragment przedstawiono na rys. 23),

e) raport ogólny nt. palenia w ww. układzie optymalnym (XLSX – rys. 24),

f) raport szczegółowy tj. dalece rozbudowana wersja raportu ogólnego (XLSX – rys. 25).

Podsumowanie: generowanie pakietów rozkrojów blach w Solid Edge

Opisywane rozwiązanie znacząco przyczynia się do przyspieszenia procesów projektowo-produkcyjnych, ponieważ:

1. skraca czas trwania poszczególnych zadań konstrukcyjnych (CAD) oraz wytwórczych (CAM),
2. minimalizuje stopień zaangażowania zasobów ludzkich i technicznych, dzięki zautomatyzowaniu ważnych, choć dalece powtarzalnych czynności (m.in. generowanie pakietów rozkrojów blach w Solid Edge),
3. realizuje poszczególne zadania w sposób optymalny, z założeniem wybranej strategii optymalizacyjnej,
4. umożliwia znaczące obniżenie liczby błędów możliwych do zaistnienia podczas omawianych przedsięwzięć przemysłowych,
5. ułatwia komunikację inżynierską pomiędzy poszczególnymi zespołami ludzkimi, o odmiennych zadaniach, wyposażeniu i wiedzy.

Z technicznego punktu widzenia (gł. software’owego) – rozwiązanie to ma naturę hybrydową, ponieważ łączy reprezentację produktów w postaci 3D i 2D, a także spaja środowiska projektowania (CAD) i wytwarzania (CAM).

Z biznesowego punktu widzenia – przedstawiono tu metodę uzyskania znaczących oszczędności z tytułu prowadzenia działalności przemysłowej (w jej wybranym obszarze), co prowadzić ma do możliwie wysokich zysków. Umożliwia je szczególnie generowanie pakietów rozkrojów blach w Solid Edge.

Obejrzyj film przedstawiający przebieg omawianych to procesów:

Jeśli masz pytania odnośnie generowania pakietów rozkrojów blach w Solid Edge, skontaktuj się z nami

Opracował: dr inż. Adam Budzyński

Artykuł Zautomatyzowane generowanie pakietów rozkrojów blach w Solid Edge z całego projektu 3D z ich optymalnym ułożeniem na arkuszach produkcyjnych pochodzi z serwisu GMSystem.

Turniej ten jest adresowany do uczniów średnich szkół technicznych, przede wszystkim z regionu Małopolski, ale nie tylko. Konkurs przeprowadzono przy współpracy z instytucjami naukowymi (AGH), jak również przemysłowymi, działającymi w branży ogólnie rozumianej mechatroniki. Do tego zaszczytnego grona należała także firma GM System (rys. 2, 3).

Cieszymy się, że mogliśmy być aktywnie obecni podczas tego wydarzenia, m.in. przeprowadzając prelekcję na temat  Solid Edge 2D Nesting (rys. 4) pt.

„Solid Edge 2D Nesting –optymalizacja rozkładu rozwiniętych elementów blaszanych na arkuszach produkcyjnych w procesie cięcia”

Prelekcję wygłosił dr inż. Adam Budzyński.

Kulminacyjnym momentem konkursu było ogłoszenie zwycięzców i wręczenie nagród, ufundowanych m.in. przez naszą firmę. Były to podręczniki do Solid Edge, dedykowane dla użytkowników CAD 3D/2D o różnym stopniu zaawansowania. Autorami podręczników są inżynierowie naszej firmy, a podręczniki pochodzą z serii wydawniczej ‘Biblioteka GM System’. Jesteśmy dumni z otrzymania od Organizatorów Konkursu pamiątkowego dyplomu z podziękowaniami (rys. 5).

Artykuł GM System na Skawińskim Turnieju Wiedzy Mechatronicznej pochodzi z serwisu GMSystem.