Stangenoptimierer

Material und Zeit sparen, Anzahl der Spanner beachten, Spannerverfahrwege berücksichtigen

Weniger Abfall – mehr Gewinn: Wer durch Stangenoptimierung Material spart, steigert den Gewinn. Stangenoptimierung hat manchmal aber auch andere Ziele: z.B. den Auftrag überhaupt produzierbar zu machen mit der Anzahl von Spannern, die zur Verfügung stehen.

Modul „Stangenoptimierung“ bietet viele Vorteile
Wer verschnittoptimiert arbeitet, verbraucht weniger Material – das steigert den Gewinn: die Vorteile einer Stangenoptimierung sind offensichtlich. Allerdings: Nicht immer hat Stangenoptimierung reduzierten Materialverbrauch zum Ziel – manchmal soll auch hinsichtlich „Spannbarkeit der Einzelteile“, „mögliche Verfahrwege der Spanner“ oder „Schnelligkeit des Bearbeitungsprogramms“ optimiert werden. Für all diese Einsatzfälle bietet das eluCad-Modul „Stangenoptimierung“ eine Lösung.

Zahlreiche Gründe sprechen dafür, das Modul „Stangenoptimierung“ in eluCad zu nutzen:

1. Material- und Kostenersparnis
Eine effektive Verwertung des teuren Rohmaterials erhöht die Wertschöpfung in der Prozesskette. Beispiel: Angenommen, ein Profilstab kostet 150 Euro und es lassen sich an jedem Arbeitstag durch Stangenoptimierung 2 Stangen einsparen – schon in einem Monat summiert sich die Ersparnis auf rund 6.000 Euro.

2. Möglichst wenig Verschnitt
Abfallstücke müssen zum Schrottpreis abgegeben werden. Warum Stangenprofile teuer einkaufen und zum Schrottpreis wieder abgeben? Je kürzer die Reststücke und je geringer die Abfallmengen sind, desto positiver sieht die Bilanz eines Unternehmens aus.

3. Weniger Lagerstellen
Wer Reststangen lagert, braucht viel Platz. Bei unterschiedlichen Profilarten entstehen schnell zahlreiche Kleinstlagerstätten, die es schwer machen, den Überblick zu behalten. Außerdem: Die Reststangen müssen schnell gefunden werden, wenn sie gebraucht werden. Und jede Reststange muss so gelagert werden, dass sie nicht verkratzt und später noch zu gebrauchen ist.

4. Zeitersparnis
Man kann auf der Säge sägen und dann die Teile zum Bearbeitungszentrum tragen. Schneller geht es, wenn man statt 2 Maschinen nur eine benutzt: Ein Stabbearbeitungszentrum, das nicht nur bereits zugesägte Einzelstücke, sondern ganze Rohstangen bearbeiten kann. Der eluCad-Stangenoptimierer sortiert Teile eines Auftrages nach gleicher Einspannlage.

5. Bessere Sicherheit
Der eluCad-Stangenoptimierer vermeidet, dass große Teilstücke der Stange ins Maschinenbett fallen und zu Störungen führen.

6. Produzierbarkeit herstellen
Der eluCad-Stangenoptimierer berücksichtigt die Spannmöglichkeiten an der Maschine. Das gilt für die Anzahl der Spanner sowie deren Verfahrwege.

7. Arbeitsvorbereitung erleichtern
Der eluCad-Stangenoptimierer berechnet, wie viele Stangen für den Auftrag benötigt werden. Mit dem Modul lässt sich prinzipiell auch berechnen, ob es günstiger ist, längeres Rohmaterial einzukaufen, weil dann weniger Verschnitt anfallen würde. Dafür trägt der Anwender die zur Auswahl stehenden Stablängen ein und startet dann jeweils die Berechnung mit dem eluCad-Stangenoptimierer.

Das eluCad-Modul „Stangenoptimierung“ deckt zusätzliche weitere Anwendungsfälle bei der Stangenoptimierung ab:
– Sie haben ein Stangenoptimierungsprogramm eines anderen Anbieters – z.B. aus einem Fensterbauprogramm – im Einsatz. Die Profilstange wird von diesem Programm auch Material sparend mit Einzelteilen belegt – allerdings hat Ihre Maschine nicht genug Spanner, um alle diese Teile und das Reststück zu halten? Die eluCad-Stangenoptimierung macht voroptimierte Stangen produzierbar, indem sie die Anzahl der Spanner an der Zielmaschine berücksichtigt.
– Das Stangenoptimierungsprogramm eines anderen Anbieters – zum Beispiel Ihres Fenster- und Fassadenbauprogramms – macht Ihnen einen Vorschlag, die Profilstange mit Einzelteilen zu belegen. Sie haben eigentlich genug Spanner an der Maschine, um alle Teile und das Reststück zu halten – aber sie können das Programm dann doch nicht umsetzen, weil nicht alle Spanner über die ganze Länge des Maschinenbetts so weit verfahrbar sind, wie das nötig wäre. Wieder bietet die eluCad-Stangenoptimierung Lösungen, welche die möglichen Verfahrwege der Spanner berücksichtigt und das errechnete Bearbeitungsprogramm produzierbar macht.
– Ihnen kommt es gar nicht darauf an, möglichst viel Material zu sparen – Ihnen geht es vielmehr darum, schnell zu produzieren? Sie wollen vielleicht sogar Abfallstücke zwischen Einzelteilen einer Stange vergrößern, um so schneller zu fertigen? Auch hier bietet das Modul „Stangenoptimierung“ zur Programmiersoftware eluCad die Lösung.

Lizenz zum Optimieren
Der folgende Text beschreibt die Stangenoptimierung an einem elumatec-Stabbearbeitungszentrum, das nicht nur bereits zugesägte Einzelstücke, sondern ganze Rohstangen bearbeiten kann – z.B. das 5-Achs-Zentrum SBZ 151. Mit dieser Maschine lässt sich sehr effizient arbeiten. Der eluCad-Stangenoptimierer steht allen Kunden zur Verfügung, die mit einer solchen 5-Achs-Maschine arbeiten und das Modul „Stangenoptimierung“ haben.

Spannerberücksichtigung an der Zielmaschine
Um die unterschiedlichen Einsatzfälle in der Praxis abdecken zu können, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten, nach denen der eluCad-Stangenoptimierer arbeitet: Zum einen die „Verschnittoptimierung ohne Spannerberücksichtigung der Zielmaschine“ und zum anderen die „Verschnittoptimierung mit Spannerberücksichtigung der Zielmaschine“.

Eine Verschnittoptimierung ohne Spannerberücksichtigung leisten z.B. einige Fensterbauprogramme. Solche Stangenoptimierungen reichen aus, wenn Profile auf einer separaten Säge in Einzelteile gesägt werden. Allerdings macht es generell einen Unterschied, ob die Stangenoptimierung für eine Säge oder für ein Stabbearbeitungszentrum als Zielmaschine berechnet wird. Eine Säge kann sehr kleine Stücke schneiden und arbeitet ohne Spanner, die Teilstücke halten müssen – deshalb kann für eine Säge anders optimiert werden als für ein Profilbearbeitungszentrum. Die maschinenspezifische Ausstattung eines Stabbearbeitungszentrums umfasst beispielsweise die Anzahl der Spanner sowie ihre Verfahrwege: oft können nicht alle Spanner über die gesamte Länge des Maschinenbetts verfahren werden. Daraus ergeben sich Konsequenzen für die Stangenoptimierung.

Voroptimierte Stange wird aufgeteilt
Hat ein Kunde – z.B. mit einem Fensterbauprogramm – eine Verschnittoptimierung ohne Spannerberücksichtigung durchgeführt, kann dieses Ergebnis vom eluCad-Stangenoptimierer weiter verarbeitet werden. Die Profilstange samt der Belegung mit Teilstücken lässt sich nach eluCad importieren. Der eluCad-Stangenoptimierer berücksichtigt dann die Spannmöglichkeiten an der Zielmaschine und teilt die voroptimierte Stange gegebenenfalls so auf, dass das Programm an dieser Maschine produzierbar ist. Das Aufteilen von Stangen, die in Fremdprogrammen voroptimiert wurden, mit Spannerberücksichtigung durch eluCad kann zu einem schlechteren Ergebnis führen als die „Verschnittoptimierung mit Spannerberücksichtigung“, die direkt vom eluCad-Modul „Stangenoptimierung“ errechnet wird. „Schlechteres Ergebnis“ bedeutet, dass mehr Stangen gebraucht werden.

Verschnittoptimierung mit Spannerberücksichtigung
Wie funktioniert nun beim eluCad-Modul „Stangenoptimierung“ die Verschnittoptimierung mit Spannerberücksichtigung? Wie meistens gab ein konkreter Kundenwunsch den Anstoß, diese Lösung für fertigungsspezifische Aufgaben zu entwickeln. Die Ausgangslage: Ein elusoft-Kunde wollte aus einer 7.000 mm langen Profilstange viele kleine Teilstücke sägen, deren Anzahl durch einen externen Stangenoptimierer errechnet wurde. Am Stabbearbeitungszentrum muss jedes Teilstück und auch das verbleibende Reststück von 2 Spannern gehalten werden – so viele Spanner standen an der Maschine aber gar nicht zur Verfügung. Außerdem konnten nicht alle Spanner über die volle Länge des Maschinenbetts verfahren werden – zum Teil haben elumatec-Maschinen eine Länge von über 16 m.

Die elusoft-Spezialisten entwickelten nun eine Lösung, die alle maschinenspezifischen Ausstattungen berücksichtigt und eine Stangenoptimierung erlaubt, bei der nicht mehr Verschnitt entsteht als unbedingt notwendig.

Zwei Möglichkeiten
Das eluCad-Modul macht die Stangenoptimierung produzierbar mit der Anzahl von Spannern, die an der Maschine zur Verfügung stehen. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, wie die errechnete Stangenoptimierung umgesetzt werden kann: mit dem Programm „Bar Splitter“ oder mit dem Programm „Bar Optimizer“.

Beim Programm „Bar Splitter“ wird die Profilstange an den linken Anschlag des Maschinenbetts geschoben, dann beginnt die stangenoptimierte Profilbearbeitung: Das 1. Teilstück wird von mindestens 2 Spannern gehalten, bearbeitet und von der Stange gesägt – dann folgt Teilstück 2, Teilstück 3 usw. Die Stangenoptimierung läuft so lange weiter, bis alle an der Maschine zur Verfügung stehenden Spanner eingesetzt sind, um entweder Teilstücke oder die Reststange zu halten. Mangels Spannern kann nun das Reststück nicht weiter bearbeitet werden und die Maschine stoppt.

Der Maschinenbediener nimmt jetzt die fertig bearbeiteten Teilstücke vom Maschinenbett und schiebt die Reststange wieder an den linken Anschlag des Maschinenbetts. Dieses Reststück wird nun vom Programm mit den restlichen Teilstücken dieser Stange belegt. Anschließend läuft das eluCad-Stangenbearbeitungsprogramm weiter ab, bis die Stange so weit wie möglich in benötigte Teilstücke zerlegt wurde. Nur der unvermeidbare Verschnitt bleibt übrig.

Das Problem: Die Maschine hat nicht genug Spanner, um alle kleinen Teilstücke und das Reststück halten zu können. Die kurzen Holzleisten auf der Stange zeigen geplante Sägeschnitte. (Profil eingefärbt zur besseren Erkennbarkeit)

Das Resultat: Die gesamte Stange wurde bearbeitet und gesägt. Das eluCad-Modul macht’s möglich – auch, wenn zu wenig Spanner für die geplante Bearbeitung verfügbar sind.

Bei diesem Programm „Bar Splitter“ erzeugt die Software Folgeprogramme, wann immer die Reststange neu an den Anschlag geschoben wird. Der Programmablauf wird am Bildschirm des Bedienpults angezeigt. Der Maschinenbediener sieht also, dass er in diesem Programm die Reststange an den Anschlag schieben muss, wenn bei der Stangenoptimierung nicht mehr genug Spanner zur Verfügung stehen.

Programm errechnet Offset
Bei der „Bar Optimizer“-Variante der Stangenoptimierung muss der Maschinenbediener die Profilstange in einen Bereich des Maschinenbetts legen, den – bezogen auf das zu fertigende Teileprogramm – möglichst viele Spanner anfahren können. Das Programm errechnet unter Berücksichtigung der möglichen Verfahrwege eine optimale Position der Profilstange und zeigt dem Maschinenbediener den so genannten „X-Offset“ an. Dieser „X-Offset“ ist der Abstand zwischen der Anschlagplatte am Nullpunkt der Maschine und dem Anfang des Profils. Ist das Profil – wie vom Programm angezeigt – eingelegt, läuft das Bearbeitungsprogramm weiter ab. Nur der unvermeidbare Verschnitt bleibt übrig.

Das Problem: Die Maschine hat eigentlich genug Spanner, um die ganze Stange zu bearbeiten. Es geht doch nicht, weil nicht alle Spanner so weit wie nötig verfahrbar sind.

Die Lösung: Das eluCad-Modul errechnet den Bereich des Maschinenbetts, der von den meisten Spannern angefahren werden kann und deshalb für die geplante Stangenbearbeitung am besten geeignet ist. Der Abstand vom Anschlag bis zum Profilanfang – der sogenannte X-Offset – wird dem Maschinenbediener angezeigt.