Software avanzado de anidamiento impulsa la eficiencia productiva en fabricantes y cortadores de metal

Con el software más reciente para anidamiento de piezas, fabricantes y cortadores de metal aumentan significativamente la productividad manufacturera

Programas de anidamiento más inteligentes, rápidos y con mejor automatización y otras mejoras importantes están ayudando a fabricantes y cortadores de metal en talleres y otras instalaciones a inyectar un impulso de productividad en sus operaciones de fábrica. Acelerar los procesos de planta es siempre clave, pero hacerlo con eficiencias óptimas ganadas mediante nuevas herramientas y técnicas de anidamiento da a los talleres una ventaja sobre la competencia.

Los sistemas de software de anidamiento son empleados por una amplia franja de la industria manufacturera, desde pequeños talleres hasta operaciones manufactureras medianas y grandes que despliegan una variedad de sistemas de corte de metal, desde equipos de soldadura y corte láser hasta chorro de agua, plasma y sistemas de corte por oxicorte. Obtener los rendimientos adecuados al cortar chapa plana es un objetivo clave para los talleres, junto con garantizar altos niveles de seguridad, mantener bajos los costes y acelerar las operaciones con los últimos sistemas en red y equipos de automatización.

Anidamiento para máximos rendimientos

Si bien los fabricantes siempre quieren obtener los mejores rendimientos de sus programas de anidamiento, no es el único factor que los gerentes deben buscar al buscar la mejor solución de anidamiento para su operación particular, señaló James Lindsey, director de producto SigmaNest, SigmaTEK Systems LLC (Cincinnati).

«Normalmente con el software de anidamiento, hay varias cosas que la gente mira para medir la productividad», dijo Lindsey. «El rendimiento del anidamiento es uno de ellos. Es el más fácil. Vamos un poco más allá. No se trata solo de rendimiento, se trata de tener las piezas listas para los procesos posteriores».

Juntar tres o cuatro pedidos cercanos puede ayudar, cuando es posible, a obtener buenos rendimientos —la mayor cantidad posible de piezas de una chapa de material dado. Automatizar el proceso con optimización NC, automatizar el anidamiento y la trayectoria de herramienta NC, también ayuda enormemente a impulsar la productividad.

«Con el rendimiento, está por todos lados», dijo Lindsey. «Dependiendo de las piezas que estés corriendo, podría ser 80-90 %, pero puede variar desde 60-90 %. Si estás haciendo piezas mayormente rectangulares, ese 90 % es donde querrías estar».

Si un taller corta piezas circulares, no hay una gran manera de obtener altos rendimientos de anidamiento. «Solo toma un disco, no hay mucho que pueda hacer sobre el anidamiento de piezas redondas. Habrá algo de desecho. Sacamos esa pieza, y eso es lo que llamamos un remanente, y algunos optan por cortarlo como desecho. Si es acero dulce, típicamente no nos preocupa eso, y tenemos herramientas para gestionarlo».

«Nuestros clientes típicamente tienen una amplia gama de tipos y marcas de máquinas, y quieren un software que ejecute todas sus máquinas sin perder ninguna funcionalidad de la capacidad de las máquinas», añadió Lindsey. «Importar datos con sistemas existentes, y exportar datos a sistemas MRP es siempre importante».

La última versión SigmaNest X1 Versión 1.3 de SigmaTEK añadió soporte para sistema operativo Windows de 64 bits, lo que ganó velocidad, y más mejoras de anidamiento aumentaron los rendimientos en un 2-4 % o más, dijo Lindsey. Se esperan más mejoras en el rendimiento del anidamiento en la próxima versión de SigmaTEK prevista para este mes. Esa actualización añadirá más mejoras en la trayectoria de herramienta NC en los sistemas de manipulación de piezas, dijo Lindsey, así como función NC con los últimos láseres de fibra. «También hemos comenzado a lanzar partes de SigmaNest SX, que es una versión 3D de SigmaNest», añadió.

Anidamiento automatizado, opciones en la nube

Cuando los gerentes de taller consideran si anidar piezas o no, realmente solo hay una buena respuesta. La única forma de optimizar totalmente el material y las máquinas involucradas es tener buenas capacidades de anidamiento. «No importa qué proceso uses, la respuesta sería la misma. Cuando hablas de anidamiento, hablas de utilizar el material de la mejor manera posible», señaló Laura Blackmon, gerente de programación de software, ESAB Cutting Systems (Florence, SC), fabricante de sistemas de corte por plasma, oxicorte y soldadura.

En talleres de fabricación, los trabajadores de planta tienen que introducir grandes piezas de chapas y metales, que a menudo son piezas de hasta 3 × 6 m de tamaño, usando grúas y otra automatización, dijo Blackmon. «Hay bastante carga y descarga, hay muchos requisitos de seguridad que considerar», añadió. «Durante ese tiempo, no hay utilización de la máquina, no hay corte en marcha. Lo que hace el anidamiento es recopilar todas las piezas, colocarlas en una chapa, y con el anidamiento obtienes una utilización del material mucho mayor. También reduces el tiempo de producción al menos un 50 %, quizá incluso un 75 % —así que hay una enorme diferencia entre anidar y no anidar».

Con el último software de anidamiento Columbus III de ESAB, los operarios pueden usar sus capacidades de anidamiento automatizado para programar tareas de anidamiento a medianoche, dijo, y los trabajos de un taller se programan con anidamiento óptimo para cada trabajo y cada cliente. «Sin un programa de anidamiento, no puedes hacer esto eficientemente. Otra cosa importante para los clientes es garantizar la seguridad de los trabajadores. Cuando hablamos de seguridad, eso forma parte de los costes de corte», dijo. «Los costes de compensación laboral se disparan, y cuando entras en los costes de seguridad, se convierte en un tema muy, muy grande».

El anidamiento también permite a los talleres reducir drásticamente el tiempo que los trabajadores dedican a recoger y colocar material, dijo Blackmon. «Si esa máquina no está corriendo, ese plasma no está corriendo, no estoy obteniendo ningún retorno», afirmó. «Cualquier cosa por debajo del 75 % [tiempo de funcionamiento/utilización de la máquina] es muy improductivo».

Dos nuevas funciones han ayudado a los usuarios de Columbus, incluyendo un nuevo Asistente de Trabajo y nuevas herramientas de software basadas en la nube, dijo Blackmon. El Asistente de Trabajo permite a los departamentos de entrada de pedidos introducir fácilmente sus pedidos en Columbus para las operaciones de anidamiento nocturnas. «Columbus entiende el inventario de la empresa; a medianoche iniciará el anidamiento y para cuando el taller abra por la mañana, los nidos ya están hechos. Hemos ido completamente a la automatización». El software anida automáticamente los trabajos y es capaz de tener en cuenta varios materiales y espesores diferentes, y las herramientas de dibujo del programa funcionan con todos los principales paquetes de modelado sólido 3D CAD disponibles.

El segundo gran avance es con los nuevos servicios de datos CutCloud y WeldCloud de la empresa, que ESAB demostró en una feria en Düsseldorf, Alemania, en septiembre, y tendrá en la feria FABTECH de noviembre en Chicago. Las herramientas de intercambio de datos basadas en la nube CutCloud y WeldCloud eliminan a la persona con la hoja de cálculo analizando el proceso, señaló, y en su lugar procesan datos en tiempo real con herramientas basadas en web para analizar los procesos de fábrica de forma más rápida y completa.

«El avance técnico en CutCloud es que permite a las empresas cerrar el bucle de vuelta a los gerentes», dijo Blackmon. «Nuestros clientes se están volviendo más inteligentes y productivos y la forma de hacerlo es entender tu proceso. Esto va a marcar una gran diferencia».

Mejorando la cuenta de resultados

Automatizar la línea de fabricación con mejores mezclas a menudo puede llevar a reducir los costes de corte para talleres de fabricación. «Tradicionalmente, los fabricantes han tomado el enfoque de correr los trabajos por separado. Facilita mantener las piezas/clientes separados para rastrear los trabajos por el taller y asignar costes», dijo Doug Wood, director general de Radan, Américas, para Vero Software (Cheltenham, UK, y Tuscaloosa, AL). «Las soluciones de anidamiento hoy han progresado realmente para permitir a los fabricantes de chapa combinar los trabajos de múltiples clientes y mantener el rastreo de las piezas».

«Combinar trabajos y producir las piezas que necesitas cuando las necesitas ayuda con la utilización del material y los tiempos de funcionamiento de la máquina», añadió. «Los sistemas de anidamiento también pueden integrarse con el sistema MRP o ERP de una empresa para pasar los requisitos de producción. Una vez generados los nidos, se pueden producir etiquetas o las piezas pueden grabarse automáticamente para fines de identificación».

Los fabricantes no solo se benefician de una mayor utilización del material, dijo Wood, sino también de una mayor eficiencia de la máquina manteniéndola funcionando con chapas completas cuando sea posible —fabricando las piezas y cantidades necesarias.

Algunas de las últimas mejoras en la versión 2018 de Radan incluyen un nuevo Motor de Anidamiento en la versión actualizada que se lanza este mes, dijo Wood. El software abordará la utilización por chapa y el trabajo de anidamiento general, o proyecto de nido, dijo.

«Además, hemos desarrollado Radmanager, un nuevo producto que aborda los desafíos del anidamiento con múltiples ingenieros y múltiples máquinas», añadió Wood. «Radmanager proporciona una solución con visibilidad across múltiples máquinas o centros de trabajo para múltiples operarios que permite flexibilidad con los requisitos de producción. Si una máquina está parada por mantenimiento preventivo o reparación, puedes ver rápidamente si alguno de los otros equipos de corte tiene disponibilidad y desplazar la producción. Radmanager también proporciona funcionalidad para rechazar piezas por calidad o tolerancia y que se añadan de nuevo al programa de anidamiento».

Los fabricantes en la industria de la fabricación principalmente buscan facilidad de uso, soluciones de anidamiento que puedan importar rápida y fácilmente datos 2D y 3D, y software que también maneje los requisitos de producción de sistemas MRP, dijo Wood. «Una vez que las piezas han sido anidadas, el rendimiento puede rastrearse para lo que se logró en utilización de material y tiempos de funcionamiento de máquina. Además, generar los informes necesarios y la información de etiquetas de piezas, o grabar automáticamente el número de pieza para identificación, son capacidades que buscan los fabricantes».

El software de anidamiento de hoy se usa para cualquier industria que procese múltiples formas y cantidades, añadió. «Hemos tenido peticiones para anidar componentes de madera, plástico, nailon, vidrio, chapa y placa —e incluso hemos tenido una petición para anidar en chocolate».

«Cada máquina diferente tendrá sus propias características, bordes de chapa requeridos, espaciado de piezas y ángulos de rotación», dijo Wood. «Una buena solución de anidamiento debería poder hacer ajustes sobre la marcha. Así que si hoy mi chorro de agua está parado por servicio, todas las piezas requeridas hoy tendrán que ser redirigidas a mi prensa de punzonado CNC, y piezas anidadas con diferentes requisitos de espaciado y utillaje [tienen que ser] aplicadas para producir las piezas en la prensa de punzonado».

La eficiencia también requiere que el anidamiento debe estar conectado al software CAM de la empresa, añadió. «Mover un agujero, cambiar una entrada, o acomodar un cambio de última hora —estas son realidades en un entorno de fabricación», señaló Wood. «Idealmente, está integrado en tu sistema de diseño, también, para poder soltar un ensamblaje directamente en tu proyecto de nido y calcular los patrones planos durante el proceso sin necesidad de exportar/importar archivos de piezas».

Velocidad y precisión entregan productividad

Muchas nuevas funciones en el software de anidamiento avanzado de hoy entregan productividad de piezas con tiempos de corte más rápidos y mejor precisión, señaló Derek Weston, director de marketing de productos CAD/CAM en Hypertherm (Hanover, NH), desarrollador de máquinas de corte por chorro de agua y plasma, con estas ganancias provenientes de importación CAD más eficiente, anidamiento más rápido, o técnicas de corte que reducen el tiempo total de corte. Por ejemplo, señaló que la tecnología Rapid Part de Hypertherm puede proporcionar hasta un 100 % de aumento en piezas por hora, y su tecnología True Hole puede entregar agujeros listos para pernos cortados por plasma en acero dulce, eliminando la necesidad de operaciones de taladrado secundarias.

Mejoras en programación más rápida, facilidad de uso y reducciones de costes con ahorro de material se suman, y Weston dijo que el software de anidamiento avanzado puede ser sorprendentemente fácil de aprender y usar, requiriendo menos pasos y permitiendo a los usuarios completar tareas más rápidamente. «Esto no solo acelera el proceso de programación, sino que facilita la formación de nuevos empleados», dijo. «Al cambiar a un software de anidamiento avanzado puedes ver una mejora instantánea en la utilización del material. Esto se debe a los sofisticados algoritmos y técnicas de optimización usados en el anidamiento automático, y eficiencias ganadas de la gestión de chapas y procesamiento de órdenes de trabajo. Incluso una pequeña mejora en la utilización del material puede ahorrar decenas de miles de dólares al año».

Nuevos avances técnicos incluyen el soporte completo del software Hypertherm ProNest para sus tecnologías SureCut, incluyendo True Hole y Rapid Part, añadió, que se entregan automáticamente sin intervención del operario, y True Bevel, que reduce enormemente el tiempo de configuración del bisel. Las tecnologías SureCut se aplican sin necesidad de operarios altamente cualificados, señaló.

Algunas nuevas funciones disponibles en ProNest 2017 v12.1 incluyen Dynamic Align, que crea una columna o fila conectada de piezas de tipo rectangular, alineadas en un lado, y las piezas alineadas pueden conectarse con una línea común o puente. Esto permite la caída de la pieza con una sola pasada de corte por el borde alineado, y evita colisiones a medida que las piezas se liberan mientras la cabeza de corte se aleja de la pieza. Otras nuevas funciones de ProNest son su Data Sync, que exporta datos de trabajo de ProNest en el formato necesario para sistemas ERP a medida que se completan los nidos, y la Detección de Bisel Solidworks, para identificar bordes biselados en piezas Solidworks y asignarles automáticamente el biselado de ProNest durante la importación.

Necesidades de anidamiento para chorro de agua

No todos los fabricantes necesitan saltar inmediatamente al software de anidamiento, señaló Carl Olsen, director de productos de software, OMAX Corp. (Kent, WA). «El anidamiento es algo que en realidad desaconsejo a la gente de chorro de agua que se lance al principio, porque cuando la gente pregunta sobre esto, a menudo es una fantasía sobre cómo usarán sus máquinas que no siempre se alinea con la realidad, y no saben lo que no saben, así que terminan comprando el software equivocado de 20.000 dólares», dijo Olsen. «Hay una amplia variedad de software de anidamiento por ahí que tiene una variedad de casos de uso y conjuntos de características, así que cuál es el mejor software de anidamiento depende mucho de cómo se va a usar. Así que es algo para evaluar cuidadosamente, típicamente mejor después de tener unos meses de experiencia con su máquina cuando queda claro qué se necesita realmente».

«Hay un par de razones principales para anidar, pero no todos los fabricantes necesitan anidamiento. Sin embargo, aquí están las cosas principales que el software de anidamiento puede hacer por un taller», dijo Olsen, incluyendo «llenar el material eficientemente con piezas para minimizar la cantidad de material de desecho y maximizar la cantidad de piezas cortadas en una chapa de material». Las funciones secundarias del software de anidamiento incluyen funciones de gestión como rastreo de chapas remanentes, programación de trabajos y otras funciones, dijo.

El último software de OMAX ofrece a los usuarios una planificación automática de trayectoria de herramienta mejorada, específicamente considerando la planificación automática de trayectoria de herramienta para chapas anidadas. «Esto puede usarse para permitir el uso de anidadores de terceros que no tienen su propia planificación de trayectoria de herramienta», dijo Olsen.

Para muchos usuarios, la facilidad de uso es a menudo importante en el software de anidamiento, dijo Olsen. «La capacidad de llenar al máximo una chapa de material con mínimo desecho es a menudo un diferenciador», dijo. «A veces son oportunidades de integración y automatización. Otras veces, es alguna característica única para un proceso particular». Los talleres que cortan una variedad de formas en alta producción pueden poner el software de anidamiento a mejor uso, añadió.

El software de anidamiento es crucial para el uso eficiente del material y el tiempo de los operarios, señaló Kurt Mueller, director de gestión de producto para el fabricante de chorro de agua Flow International Corp. (Kent, WA). «Ser capaz de combinar eficientemente trabajos de diferentes clientes que utilizan el mismo material permite un mejor rendimiento para el taller de fabricación y menor material de desecho», dijo Mueller. Finalmente, el software de anidamiento permite el rastreo y reutilización de cualquier remanente de un tamaño adecuado para otros trabajos».

Las últimas actualizaciones de software de Flow amplían la capacidad de importar una amplia variedad de formatos de modelado estándar de la industria, incluyendo el trabajo con modelos sólidos para corte tanto 2D como 3D, añadió. «Ser capaz de tomar una amplia variedad de formatos permite a los talleres de fabricación flexibilidad y no les requiere comprar muchas herramientas CAD diferentes para cortar piezas en sus máquinas de chorro de agua Flow».

Las características clave de un buen software de anidamiento incluyen empaquetado eficiente de formas en un material, una forma fácil de rastrear remanentes y traerlos de vuelta al software para nidos futuros, así como facilidad de uso. «Para derivar el máximo beneficio del software de anidamiento, necesita ser accesible para programadores con la menor barrera de aprendizaje posible».

Los fabricantes de metal ciertamente se benefician de una mejor utilización del material, pero el software de anidamiento es útil en cualquier industria donde se use material plano —sin importar el tipo de material, añadió. «Empresas que procesan materiales de alto valor como titanio y otras aleaciones obtendrán beneficios aún mayores al anidar piezas eficientemente».