Сапр оптимизации раскроя металла

В настоящее время существует множество систем, позволяющих в автоматическом режиме выполнять оптимизацию раскроя металла. Так, например, приложение «T-FLEX/Раскрой» является программой, встроенной в графическую систему T-FLEX CAD, и представляет собой один из модулей программного комплекса конструкторско-технологической подготовки производства, предлагаемого российской компанией «Топ Системы». С помощью «T-FLEX/Раскрой» решаются задачи раскроя листового материала на полосы и (или) карты, раскроя детали в полосе (регулярный раскрой) и раскроя группы разнородных деталей в прямоугольном листе или другом листовом материале произвольно заданной формы (нерегулярный или фигурный раскрой).

Регулярный раскрой представляет собой задачу оптимизации раскроя плоской детали на полосе или листе материала. Это, пожалуй, одно из наиболее апробированных решений приложения «T-FLEX/Раскрой» с пятилетним стажем его эксплуатации на российских машиностроительных предприятиях. Первоначально программный модуль раскроя использовался для конструирования штампов разделительной группы для вырубки-пробивки плоских листовых деталей в разрабатываемой в МГТУ «Станкин» системе автоматизированного проектирования штамповой оснастки.

С его помощью рассчитывались оптимальное (с точки зрения экономии материала полосы) размещение очка матрицы в рабочей зоне штампа, размер рабочей зоны и ширина полосы. В дальнейшем решение было оформлено в самостоятельное приложение, интегрируемое с другими системами на файловом уровне и с предоставлением доступа к методам управления программой с использованием технологии OLE Automation.

Помимо однорядного раскроя в нем стали возможными поиск оптимальных параметров раскроя детали на заготовке заданной ширины и/или длины и многорядный раскрой на листе.

Но это приложение по-прежнему больше учитывало интересы конструкторов, нежели технологов. Поэтому в новом специализированном модуле «T-FLEX/Раскрой» при решении задач регулярного раскроя дополнительно были учтены интересы технологов. А для расчета нормы расхода на деталь (заготовку) стали учитываться не только данные по регулярному раскрою, но и результаты раскроя листов на карты-полосы. Однако об этом мы поговорим подробнее в следующей публикации.

Нерегулярный (фигурный) раскрой представляет собой решение задачи оптимизации раскроя разных плоских деталей на прямоугольном листе или той части, что остается после его использования для получения других деталей (заготовок). Это, пожалуй, одна из наиболее интересных и сложных задач, требующих активного участия в процессе расчета непосредственно пользователя системы.

Для автоматического решения (увы, существующего пока только теоретически) никаких мощностей компьютера не хватит.

Но тем не менее интерактивный режим получения наиболее приемлемого решения существует и позволяет получать довольно неплохие результаты. С этим решением также более подробно можно будет ознакомиться в одной из последующих публикаций.

Отмечу только, что одним из пунктов эффективного использования «T-FLEX/Раскрой» является применение фигурного раскроя в сочетании с регулярным, когда за основу берутся результаты регулярного раскроя, а затем на оставшемся материале заготовки размещаются новые детали (заготовки).

Оптимизация раскроя листов на карты-полосы в том или ином виде решена практически на всех машиностроительных заводах, в той или иной степени охваченных компьютеризацией. Это либо покупные системы, либо системы, разработанные собственными специалистами. В последнем случае, как правило, они призваны решать конкретные производственные задачи и неплохо с этим справляются.

Алгоритм решения задачи раскроя листов на карты-полосы сравнительно прост и используется во всех этих системах. Различаются только подходы к его реализации и интерфейсы пользователя и обмена данными между другими системами.

Основной упор при реализации решения этой задачи в приложении «T-FLEX/Раскрой» делался на обеспечение прямого обмена графическими данными с T-FLEX CAD, быстродействие выполнения расчетов, универсальность и обеспечение возможности совместного использования, в частности, с хорошо знакомой многим читателям журнала «САПР и графика» технологической системой «T-FLEX/Технология».

Прямой доступ к графическому ядру T-FLEX CAD и уникальная реализация алгоритма расчета позволили эффективно решить задачи обмена графическими данными между CAD-системой и приложением «T-FLEX/Раскрой», существенно сократить время выполнения расчета и тем самым предоставить пользователю возможность оценить полученные результаты по коэффициентам использования материала и нормам расхода на получаемые детали (заготовки).

Универсальность задачи обусловлена возможностью раскроя листов на группу разнотипных карт-полос (то есть одной толщины и марки материала, но разной длины и/или ширины), заданных в исходных данных, и получением различных схем раскроя:

• схема продольного раскроя, когда размещаемые на листе карты-полосы выстраиваются вдоль него рядами (каждый ряд в схеме раскроя содержит карту-полосу только одного типа);

• схема продольно-поперечного раскроя, когда размещаемые на листе карты-полосы вначале выстраиваются вдоль него рядами, а затем на оставшемся свободном месте — рядами поперек листа (каждый ряд в схеме раскроя содержит карту-полосу только одного типа);

• схема продольного комбинированного раскроя, при которой размещаемые на листе карты-полосы выстраиваются вдоль него рядами, но в них могут сочетаться карты-полосы разных типов, чьи размеры совпадают как минимум по одной из сторон;

• схема продольно-поперечного комбинированного раскроя, когда размещаемые на листе карты-полосы выстраиваются как вдоль, так и поперек него рядами, в которых могут сочетаться карты-полосы разных типов, имеющих хотя бы одну равную сторону.

Раскрой можно выполнять на одно изделие или на группу изделий с учетом объема программы на заданный период времени. Здесь программа «T-FLEX/Раскрой» не накладывает никаких ограничений и не контролирует действий пользователя.