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튜브 중첩 문제 해결

네스팅의 세계에서 튜브는 플레이트와 작업하기가 상당히 다를 수 있습니다. 플레이트에는 제작자가 튜브를 사용할 때 얻을 수 없는 수준의 네스팅 자유도가 있습니다. 플레이트는 네스트가 더 개방적인 경향이 있고, 제작소는 시트의 길이와 너비를 따라 네스팅할 수 있는 반면, 튜브는 한 방향으로만 작업하고 부품이 공간의 대부분을 차지하기 때문에 오류의 여지가 훨씬 적습니다. 부품 순서나 방향에 아주 작은 차이만 있어도 활용도가 크게 떨어질 수 있기 때문에 튜브 중첩을 통한 최적화를 훨씬 더 잘 수행해야 합니다.

일반적인 오해

보다 일반적인 네스팅 관점에서 보면, 네스팅 소프트웨어를 사용하는 제작자가 수동 네스팅을 시도하는 경우가 드물지 않습니다. 어떤 경우에는 이러한 제작자가 소프트웨어가 설계한 작업을 스스로 할 수 있다고 생각하는 경우도 있습니다. 일부는 촘촘한 네스팅을 만들 수 있는 통찰력을 가지고 있지만, 네스팅 소프트웨어가 몇 분 안에 결정할 수 있는 결과를 도출하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.

거의 대부분의 경우 소프트웨어는 짧은 시간 내에 동등하거나 더 나은 결과를 제공합니다. 하지만 수작업에 대한 고정관념을 깨는 것은 어려울 수 있습니다. 젊은 세대가 제조 분야에 진출하면서 판재와 튜브 모두에서 수동 네스팅에 대한 의존도가 낮아지고 있습니다. 그리고 나란히 시험해 본 결과, 네스팅 소프트웨어가 얼마나 효율적이고 다재다능한지 입증되었습니다.

튜브 가공의 경우, 많은 공장에서 재료 품질이 얼마나 다양하게 변할 수 있는지 깨닫지 못합니다. 톱과 같은 수동 기계로 작업할 때는 재료의 가변성이 덜 문제가 됩니다. 그러나 이러한 공장이 수동 기계에서 더 많은 CNC 절단기로 전환하면 이러한 가변성이 문제를 일으킬 수 있습니다.

Nesting software with automatic feature recognition and part tracking helps to streamline production.
자동 기능 인식 및 부품 추적 기능을 갖춘 네스팅 소프트웨어는 생산을 간소화하는 데 도움이 됩니다.

CNC 기계는 재료의 아주 작은 변화도 감지할 수 있습니다. 기계에 미세한 재료 차이를 조정할 수 있는 터치 프로빙과 같은 기능이 없다면, 제작자는 특히 수동으로 절단한 파트와 비교했을 때 예상과 약간 다르게 보이는 파트를 얻을 수 있습니다. 가능한 한 소재의 가변성을 고려하는 것이 중요합니다.

직사각형 튜브는 재료 가변성과 관련된 추가적인 과제를 안고 있습니다. 직사각형 튜브의 반경이 달라지는 것은 드문 일이 아닙니다. 특정 크기 또는 반경을 기반으로 하는 프로그램을 생성할 때 실제 절단되는 소재를 정확하게 반영하도록 CAD 모델을 변경하지 않으면 절단 품질이 저하될 수 있습니다.

머신 기능을 위한 네스팅

튜브 가공 최적화와 관련하여 공장에서 가장 먼저 고려해야 할 사항 중 하나는 작업 중인 절단기 유형에 따라 네스팅을 설정하는 것입니다.

네스팅은 끝단 절단만 하는 간단한 톱질 기계부터 고급 공작물 처리 및 로딩/언로딩 기능을 갖춘 복잡한 레이저 기계까지 모든 기계에 적용할 수 있습니다. 그러나 네스팅 기능은 사용 중인 기계의 유형과 직접적으로 관련이 있습니다.

톱 기계에서 네스팅 소프트웨어는 묶음 절단 여부와 같은 특정 매개 변수를 알아야 합니다. 소프트웨어는 네스팅을 최적화하여 톱이 동시에 가능한 한 많은 수의 스틱을 절단할 수 있도록 합니다.

표준 레이저 기계의 경우, 일부 척킹 시스템은 스틱에 상당한 데드 존을 남길 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 예를 들어 척이 스틱 끝에 10~20인치 길이를 고정하고 있는 경우 토치가 이 영역에 접근할 수 없으므로 절단할 수 없습니다.

이러한 경우 데드 존 네스팅 기능과 같은 기능을 사용하면 재료 사용을 극대화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이를 통해 제작자가 소프트웨어에 모든 부품을 제공하면 소프트웨어가 분석하여 이 데드 존에 배치할 수 있을 만큼 단순하거나 긴 부품이 있는지 확인하여 스틱의 끝 부분을 사용할 수 있습니다. 절단 기능이 없는 한 이 데드 존에 배치될 가능성이 높습니다.

복잡한 공작물 적재 및 자재 취급 시스템을 갖춘 고급 기계에서는 척 시스템도 작동합니다. 예를 들어, 일부 튜브 절단기에는 모든 재료 및 재고 처리를 수행할 수 있는 4개의 대형 척이 있습니다. 이러한 유형의 기계와 척킹 시스템은 척을 전환하여 좌우 절단에서 좌우 절단으로 전환할 수 있습니다. 소프트웨어의 네스팅 알고리즘은 이 기계 기능을 활용하기 위해 이러한 프로세스에 대해 알고 있어야 합니다. 제작자는 네스팅 엔진에 작업 중인 기계를 알려주기만 하면, 네스팅 엔진은 사용 가능한 모든 기능을 검토하여 이를 최대한 활용하고 그에 따라 네스팅할 수 있습니다.

SigmaCTL includes efficient bundled-cut nesting.
시그마CTL에는 효율적인 번들 컷 중첩 기능이 포함되어 있습니다.
Nesting calculates material quantity and cutting order.
중첩은 재료 수량과 재단 순서를 계산합니다.

머티리얼 최적화를 위한 중첩

공통 라인 절단을 지원하는 것은 소재 사용을 최적화하는 좋은 방법입니다. 그러나 튜브 기계의 1D 네스팅을 수행할 때 커프 거리가 아닌 커먼 라인 절단을 사용하는 것이 스틱 끝에 부품을 하나 더 끼우는 것과 같을 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

비베벨 절단기의 경우, 4축 보정과 같은 기능은 조립 공정에서 적절한 피팅을 위해 큰 도움이 될 수 있습니다. 이 기능을 사용하여 연귀 또는 코프 형상에서 여분의 재료를 잘라내면 다음 단계에서 용접되는 부품과 튜브 내부가 깨끗하고 잘 맞도록 할 수 있습니다.

이러한 경우 네스팅 엔진은 실제 3D 파트 지오메트리가 아닌 공구 경로를 보고 파트가 얼마나 가깝게 네스팅될 수 있는지 결정할 수 있습니다. 공구 경로에 따라 완성된 파트의 모양이 결정되므로 이 기능을 사용하면 소프트웨어가 조금 더 촘촘하게 네스팅할 수 있습니다.

네스팅은 끝단 절단만 하는 간단한 톱질 기계부터 고급 부품 처리 및 로딩/언로딩 기능을 갖춘 복잡한 레이저 기계까지 모든 기계에 적용할 수 있습니다.
다코타 베어드, 시그마튜브 제품 소유자

프로그램 실행 최적화를 위한 중첩

레이저 기계를 사용한 튜브 가공의 경우, 일반적으로 제작자는 동일한 길이의 스틱 번들로 작업합니다. 대부분 매우 특정한 치수로 공급하는 공급업체에서 구매하는데, 240인치가 일반적입니다.

제작자가 동일한 스틱 길이로 작업하는 경우, 네스팅 소프트웨어에 재료에 대한 최적화 대신 정확한 네스트를 생성하도록 최적화하도록 지시할 수 있습니다. 그러면 엔진이 부품을 살펴보고 스틱 한 개를 가장 잘 활용할 수 있는 방법을 찾아내어 해당 프로그램을 반복해서 실행합니다.

다양한 스틱 길이로 작업하는 제작자의 경우 소프트웨어가 최상의 조합을 최적화할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 엔진에 서로 다른 길이의 스틱 두 개를 입력하면 작업 현장 재고에서 최적의 재료 활용을 위한 최적의 스틱 조합을 결정할 수 있습니다.

또한 중첩을 사용하면 제작자가 원하는 길이를 지정할 수 있습니다. 예를 들어, 상점에서 소프트웨어가 가장 짧은 길이를 먼저 모두 사용하도록 지정하여 실제 스틱 재고로 넘어가기 전에 가능한 한 많은 잔여물을 처리할 수 있습니다.

재료가 아닌 프로그램 실행에 최적화된 네스트를 생성하는 것은 절단할 부품이 수천 개에 달하는 대규모 배치 실행을 생산하는 공장에 적합합니다. 네스팅 프로그램이 스틱마다 매우 다르기 때문에 작업자가 여러 부품을 분리하고 분류하는 데 소요되는 시간을 줄이는 것이 재정적으로 더 유리할 수 있습니다.

언로딩이나 기타 작업을 많이 하지 않기 때문에 소량/다품종 공장은 자재 활용도를 극대화하기 위해 모든 최적화 설정을 높일 수 있습니다. 이러한 애플리케이션에서는 프로그램 최적화보다 자재에 우선순위를 두는 것이 더 합리적입니다.

제작자가 제어 기능을 살펴보고 공장의 요구 사항에 가장 적합한 것이 무엇인지 파악하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 공장에서 대량 배치 작업을 하는 경우 기계에 로딩 및 언로딩과 같은 고급 기능이 포함될 수 있습니다. 이 경우 기계가 신속하게 처리하고 작업자를 대신하여 다른 작업에 집중할 수 있으므로 모든 프로그램이 다르더라도 상관없습니다. 좋은 네스팅 소프트웨어는 매장에서 필요에 따라 다이얼과 최적화를 조정할 수 있는 기능을 제공합니다.

네스팅은 끝단 절단만 하는 간단한 톱질 기계부터 고급 부품 처리 및 로딩/언로딩 기능을 갖춘 복잡한 레이저 기계까지 모든 기계에 적용할 수 있습니다.

Integration with quoting and scheduling programs adds accuracy for high-volume shops.
견적 및 스케줄링 프로그램과의 통합으로 대량 주문이 많은 상점의 정확성을 높입니다.
3D simulation shows complex nesting and 4-axis cuts for tight weld fittings.
3D 시뮬레이션은 복잡한 네스팅과 4축 절단을 통해 단단한 용접 피팅을 보여줍니다.

시간 및 비용 계산

계산기는 튜브 가공에 있어 또 다른 좋은 도구입니다. 주요 장점 중 하나는 계산기를 사용하면 기계에 대한 프로그램을 생성하지 않고도 메트릭을 입력하고 시간과 비용을 결정할 수 있다는 것입니다.

제작자는 작업 현장에서 사용 가능한 다양한 스틱 길이를 모두 입력할 수 있으며, 어떤 길이로 시작하여 어떤 길이까지 작업할지 지정할 수도 있습니다. 네스팅 소프트웨어 계산기는 모든 측면을 검토하고 사용 가능한 스틱 길이 또는 주어진 배치에 가장 적합한 스틱 길이를 기반으로 최상의 결과 공정을 결정합니다.

이 기능은 작업 입찰에 유용한 기능입니다. 이 기능을 통해 상점은 작업의 가치가 있는지 확인하고 사용 가능한 스틱 길이를 조합하여 재료 사용을 최적화할 수 있는 유연성을 확보할 수 있습니다.

캐나다 제조 및 용접에 게시됨, 2월 2022
"린제이 루미노소, 부편집장의 '튜브 중첩 문제 해결'
https://www.canadianmetalworking-digital.com/february-2022/Tackling-Tube-Nesting
시그마네스트의 튜브/바 및 수입 부문 제품 책임자 Dakota Baird와의 인터뷰

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