套料软件

什么是套料软件？

当制造商和结构加工商使用 CNC 控制器切割机从薄板金属、金属板或其他材料切割部件时，会在切割过程中利用“套料”来最大限度提高材料利用率。

按照定义，套料是指以高效方式将多个部件或形状放置到既定表面上。在工业切割行业，金属板和其他原材料非常昂贵，因此，最好是尽可能将最多的部件组合在一起进行套料。这样可以显著提高板材利用率、减少材料浪费和降低材料成本。

套料软件是一种 CAM（计算机辅助制造）软件，用于准备部件几何形状，以便进行切割和创建套料。首先，导入部件几何形状，它们通常采用 DWG 或 DXF 等 CAD 文件格式。接下来，通过对部件文件应用引入线和引出线、切割方向等各种参数对部件进行切割准备。完成各部件的切割准备之后，即可创建套料。

这可以由软件用户通过拖放部件进行套料排列手动完成，也可以通过软件应用程序自动完成。此方法使用一种或多种数学套料算法，在旋转和移动部件的同时自动向套料添加形状，以实现较佳的整体配合和较紧凑的材料利用率。在许多情况下，软件都会针对不同作业考虑采用多种部件、板材和套料策略组合来实现较好的整体效果。套料结果可能因部件尺寸和形状而有很大差异，但典型的工业套料可能使材料利用率达到 70%，废料率为 30%



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套料软件的优势

  • 材料优化：
    套料软件以尽可能高能效的方式在材料板材上排列部件，从而显著减少浪费。这种优化可以最大限度提高材料使用率，从而大幅节省成本。
  • 提高效率：
    软件通过将套料过程自动化来提高生产速度。高能效的套料工具和功能（包括全自动套料）使得不必进行耗时又易错的手动编程。由此可以缩短周转时间并提高整体生产效率和材料效率。
  • 降低成本：
    随着材料利用率和效率的提高，整体生产成本得到降低。这包括原材料节约以及减少人工干预带来的劳动力成本降低。

套料软件的典型功能

  • 导入包括 DXF、DWG 在内的各种类型文件的功能，以及将 3D CAD 转换为平面展开图的功能

  • 手动套料工具，能够方便地拖拽、放置、碰撞和旋转套料上的部件，并且能够将部件“吸附”到其他部件上或沿板材边缘定位，同时保持适当的套料部件间距

  • 可将编程时间从数分钟缩短到数秒钟的自动套料系统。

  • 真实形状套料策略，这些策略识别实际部件的几何形状，并将部件联锁在一起（而矩形套料则不同，它会在套料之前在各部件周围放置一个假想的矩形边框，这可能会在切割床上留下有价值的材料）。

  • 可禁止/允许零件内部套料

  • 自动部件干扰检测

  • 根据各种部件属性对部件进行颜色编码以便在套料或查看报告时轻松识别部件的功能

  • 可编辑引入线/引出线的属性及其在套料内部的位置

  • 可按部件控制刀具路径，包括切割方向和切割顺序

  • 能够以动画形式模拟切割序列

  • 理想情况下，作业还可以包含不同材料类型、厚度和板材尺寸的部件，软件将自动创建单独的作业

  • 此外，一些应用不仅可以考虑可用部件，还可以考虑不同的板材尺寸，以确定哪种部件和板材组合能够实现最高利用率。在 ProNest 中，此功能被称为“套料系统优化”。

 

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ProNest 套料软件简介

ProNest 由 Hypertherm Associates 的切割专家开发，是世界领先的 CAD/CAM 套料软件解决方案之一，自 1984 年以来已为数以万计的客户提供过服务。

ProNest 产品系列支持等离子、水刀、激光和火焰切割机以及其他机器应用，包括坡口切割、方管和圆管切割、组合冲打、板材机器等。

如何获得较好的套料结果

我们已经介绍了套料软件的主要优势，但套料程序员可以利用哪些技巧和窍门来充分利用其套料工艺呢？

  1. 选择专业级套料软件
    有些用于自动化切割的 CNC 控制器机器标配了初级套料功能，如果您的切割作业规模较小、仅切割一次性部件或者切割批量很小，那么到目前为止，您的企业可能还不需要专用的套料软件。但随着企业的发展，这种入门级软件可能会拖您的后腿。如果您的软件缺乏自动套料、实际形状套料和其他高级功能，可能会造成时间和材料浪费。请考虑将您的 CNC 控制器与专业级二级市场套料软件搭配使用。

  2. 尽可能采用公共边切割
    除了套料，还有其他方法有助于提高板材利用率。公共边切割是指任何两个部件共用一条边的情况。套料程序员通常利用公共边切割来减少穿孔次数和总切割距离，这样做可以尽可能延长切割机易损件寿命，同时还能消除部件间距，因而成为另一种减少废料的方法。

  3. 跟踪板材库存板材库存图像
    许多 CAD/CAM 套料软件应用程序都为您提供一个数据库，用于存储和跟踪您的可用板材库存，包括余料和余料骨架。跟踪库存有助于提高材料利用率，因为它可以确保套料程序员一开始就知道所有板材选项，从而能够选择更适合作业的板材。许多车间都会遇到这样的问题：余料堆积在货架上，程序员并不清楚实际有哪些余料可用，或者不得不抽时间前往车间进行测量。板材库存数据库会预先提供这些信息，让您能够创建理想的套料。这往往意味着车间可以更快用尽板材余料并降低其持有成本。

  4. 尝试同时对多个作业进行套料
    提高套料软件使用效果的一个方法是，提供更多部件供其选择。这是因为套料引擎会通过不同的策略和方案来运行部件，并且会不断寻找更好的部件整体排列方式，因此，与分别进行数项作业相比，在单一作业中添加更多种类的部件几何形状通常最终可以获得更好的套料效果和更高的利用率。尝试将不同客户的订单合并成单一作业。例如，如果您将未来 10 天需要切割的全部 0.635 cm (1/4 in.) 材料（低碳钢）合并在一起，您最终得到的部件可能会更多，并且整个套料的平均利用率也会比分别完成数项作业更高。此外，您还可以创建更长、更连续的运行，从而减少装载和卸载时间。这是一种双赢的局面，因为连续运行节省的时间可能比利用率更有价值。

  5. 填料部件的图像使用填料部件
    在对主作业进行套料之后，套料上可能仍留有多余空间。利用剩余板材的一种方法是添加常切割的填料部件，或添加可以现在切割并放入库存以备后用的库存部件。这些都是业内常见的制造工艺，但可以通过不同的方式来实现，有些结构加工商会储备他们确信会经常接到订单的部件，而其他结构加工商则会接到大量小部件订单，然后他们会尝试将这些部件安排到其他作业中，一次完成一批。