Инструкция

ГЛОССАРИЙ

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Программа «C-MES:Cutting for Laser and CNC» предназначена для оптимизации резки прямоугольных и произвольных деталей из металла, древесных плит, камня, картона и т. д. C-MES:Cutting for Laser and CNC может быть использована для резки листовых материалов лазером на лазерных станках и станках с гидроабразивной резкой, на фрезерных обрабатывающих центрах с ЧПУ и для ручной резки материала. C-MES:Cutting for Laser and CNC - это простая в использовании современная программа с хорошо разработанным, простым и удобным пользовательским интерфейсом. Расчет нарезки может быть выполнен для прямоугольных деталей и заготовок, а также для деталей и заготовок с произвольной конфигурацией. Несмотря на свою простоту, с использованием C-MES:Cutting for Laser and CNC можно добиться значительного сокращения отходов.

2. УСТАНОВКА ПРОГРАММЫ

Для установки программы распакуйте скачанный с https://c-mes.co.uk/products/c-mescutting-for-laser-and-cnc/ файл «C-MES_Cutting Setup 2.1.4.zip». Откройте его двойным щелчком мыши и запустите мастер установки. Следуйте инструкциям мастера установки. После установки на рабочем столе появится ярлык с именем «C-MES_Cutting»

3. ЗАПУСК ПРОГРАММЫ

Двойным щелчком мыши по ярлыку запустите C-MES:Cutting for Laser and CNC, должно появиться следующее окно:

4. НАСТРОЙКИ

При нажатии второй закладки сверху слева «настройка» со значком  откроется окно настроек программы:

Раздел «Nesting configuration»

Display units	Выбор единиц измерения (inches/mm)
Space between parts	Минимальное расстояние (мм) между размещаемыми деталями. Если планируется использовать функцию слияния общих линий, это значение устанавливается на ноль
Curve tolerance	При вычислении размещений изогнутые участки должны быть превращены в отрезки. Допуск кривой - максимально допустимая ошибка при выполнении этого приближения. Устанавливается более высокое значение, чтобы ускорить процесс размещения, и более низкое значение, когда требуется большая точность
Part rotations	Количество поворотов, которые нужно попробовать при размещении детали. Например, если используется 8 поворотов, некоторые детали будут иметь угол 45 градусов. Обычно достаточно четырех поворотов, что позволяет легко объединять общие линии для прямоугольных деталей. Более высокие повороты могут помочь, если у вас геометрически сложные детали
Optimization type	Тип оптимизации – реализовано три типа:
1.Gravity	минимизируется ширина размещения. Это хорошо подходит, когда используется для размещения прямоугольный лист, и необходимо использовать остатки для нарезки других деталей
2.Bounding Box	уменьшение общих прямоугольных границ. Этот режим лучше всего подходит для сохранения материала, когда используется только небольшая часть листа
3.Squeeze	уменьшение общей площади, при этом можно размещать детали, которые не являются прямоугольными. Лучше всего использовать его для листов сложной геометрической формы, или когда все листы будут заполнены, и в них не останется свободного места
Use rough approximation	Использование приближений. Определенные геометрии могут быть очень трудоемкими для вычисления, например, несколько сотен уникальных снежинок. Для ускорения процесса вычислений рекомендуется использовать простую аппроксимацию полигонов, при этом может увеличиться расход материала. Если ваш вектор не уникален (т.е. несколько сотен идентичных снежинок), использование поля «количество» - это еще один способ значительно ускорить процесс
CPU cores	Количество параллельных вложенных процессов. 2 – для большинства ноутбуков; 4 – для большинства настольных компьютеров

Раздел «Import/Export»

SVG scale	Масштаб для импорта из SVG. Задает коэффициент пересчета между дюймами / мм в единицы SVG (пиксели – px). Обычно для файлов, полученных с помощью векторного графического редактора Adobe Illustrator, устанавливается 72 единицы/дюйм, и для файлов с Inkscape – 90 единиц / дюйм. Коэффициент масштабирования можно получить из самого файла SVG, но когда он недоступен, используются эти значения
Endpoint tolerance	Допуск (дюйм, мм) сходимости конечных точек замкнутых контуров. Реальные векторы часто бывают неточными, иногда точки от одного пути к другому не совпадают точно, чтобы сформировать замкнутый путь. Попробуйте увеличить это значение, если у вас возникли проблемы с импортом файла
DXF import units	Выбор единиц измерения (пиксель, дюйм, мм) при импорте данных с DXF файла
DXF export units	Выбор единиц измерения (пиксель, дюйм, мм) при экспорте данных в DXF файл

Раздел «Laser options»

Merge common lines	Опция объединения общих линий. Если установлено, края детали, которые соприкасаются, будут объединены в одну линию при экспорте. Объединение общих линий гарантирует, что лазер проходит по каждой линии только один раз, сокращая время резки и тепловой деформации. Так же опция полезна при расчете раскроев для циркулярных пил для сокращения количества продольных и поперечных резов.
Optimization ratio	Коэффициент оптимизации. При размещении деталей необходимо определить, что важнее – экономия времени или материала. Когда коэффициент оптимизации равен 0, размещение рассчитывается только исходя из экономии материала. Когда это соотношение равно 1, экономия времени считается такой же важной, как экономия материала.

Раздел «Meta-heuristic fine tuning» (настройка метаэвристики)

GA population	Генетические алгоритмы являются формой машинного обучения, которая имитирует биологическую эволюцию. Меньший размер популяции может привести к результатам быстрее, но будет иметь меньше генетического разнообразия. Больший размер популяции может дать лучшие результаты за счет увеличения времени обработки.
GA mutation rate	Коэффициент, задающий количество мутаций популяции в каждом последующем испытании. Более высокая частота мутаций гарантирует, что большое разнообразие вариантов размещения деталей будет опробовано, но при этом снижается способность алгоритма использовать предыдущие успешные варианты размещения. Увеличьте это значение, если есть очевидные механизмы, которые он, похоже, не исследует.

При наведении курсора мыши на активную область параметров – на левом поле окна настроек может отображаться краткое пояснение текущего пункта настроек

5. РАБОТА

После запуска программы открывается основная форма (п. 3 Инструкции), на которой находится в активном состоянии кнопка «Import»:

При нажатии этой кнопки, открывается диалоговое окно «Открытие», в котором нужно выбрать файл с деталями, которые необходимо разместить (на рисунке показан файл example.svg).

После нажатия кнопки «Открыть» на форме программы справа – на закладке «example.svg» появятся фигуры, содержащиеся в выбранном файле:

В левой части окна программы отображается таблица с 5 колонками:

1. «Label» - метка детали, отображаемая в дальнейшем при выводе на экран варианта раскроя, и которую пользователь может изменять (может принимать символы и числа), кликнув мышью на значении:

2. Колонка с упрощенным эскизом детали

3. «Size» - размеры детали (мм или дюймы – в зависимости от выбранных настроек – п.4 Инструкции)

4. «Sheet» - колонка с checkbox для выбора детали (деталей) на которой (которых) будут размещаться другие детали. Выбор осуществляется посредством клика мышью на квадрате напротив выбранной детали. После выбора становится активной кнопка «Start nest» - старт размещения деталей (на рисунке помечена зеленым кругом).

Корректный выбор в данном случае определяется только одним критерием – размещаемая деталь должна иметь габаритные размеры, не превышающие той детали, на которую предполагается ее разместить. В случае некорректного выбора программа будет пытаться произвести расчет, но при этом не будет выдавать результат.

5. Колонка «Quantity» - количество размещаемой детали (только числа), которое пользователь также может изменять, кликнув мышью на значении:

Пользователь может отсортировать все фигуры по каждой из колонок, имеющей название: «Label», «Size», «Sheet», «Quantity» кликнув по названию.

Возможно удаление детали или нескольких деталей, для этого необходимо выделить удаляемые детали, кликнув мышью по этой детали (при нажатии на кнопку «Select all», показанную на рисунке синим цветом, производится выделение всех деталей):

После того, как выделяется деталь – становится активной кнопка, отмеченная на рисунке красным кругом. При нажатии на неё или на кнопку «Delete» на клавиатуре PC, происходит удаление выбранных деталей и далее удаленные детали не используются в расчетах.

В программе предусмотрено также добавление прямоугольных деталей с заданными размерами, для этого нажимается кнопка , отмеченная на рисунке зеленым кругом. После нажатия на эту кнопку в нижней левой части окна программы появляется интерфейс добавления прямоугольных фигур «Add Rectangle»:

В окне «width» задается ширина прямоугольной детали (листа), в окне «height» задается высота прямоугольной детали (листа). После задания этих параметров нажимается кнопка «Add», помеченная на рисунке зеленым кругом – добавленная фигура появляется в конце списка деталей. При нажатии кнопки «Cancel» интерфейс для добавления фигур закрывается.

После того как выбрано необходимое количество деталей для размещения и лист, на котором предполагается размещать выбранные детали нажимаем кнопку «Start nest» - после чего первоначально открывается пустое окно программы, где отображается зеленым цветом процесс размещения деталей с активными кнопками:
«Stop nest» – остановка расчета размещения,
«FixPl» – фиксация текущего варианта размещения
«Back» – возврат к начальному окну программы

По окончании процесса, когда индикатор прогресса размещения дойдет до крайней правой части окна программы, в этом окне программы становится активной кнопка «Export» . На поле справа будет отображен первый вариант размещения деталей с именами белого цвета на сером фоне, соответствующие именам (меткам) в колонке «Label». Алгоритм, реализованный в программе, основан на обучении, т.е. для расчета последующих вариантов размещения используются предыдущие варианты. Таким образом, производится оптимизация размещения.

Первый вариант размещения:

Последующие варианты размещения:

Слева на экране на кнопках отображены параметры текущего размещения:

	Количество листов (sheet), на которых размещаются детали
	Количество размещенных деталей/общее количество дета-лей, которые необходимо разместить
	Общая площадь размещенных деталей (сколько процентов эта площадь занимает на листе (sheet), где они размещены)
	Каждая полоса – это свой вариант размещения. KMU – отношение суммы площадей всех размещенных фигур на листе к площади этого листа. KMU’ – отношение минимальной площади прямоугольника, в котором размещены все фигуры к площади листа. KMU’’ – отношение суммы площадей всех размещенных фигур к минимальной площади прямоугольника, в котором размещены все фигуры.

При нажатии на любую полосу размещения на экране справа отображается соответствующий вариант размещения и в поле «parts placed» количество размещенных деталей в этом варианте.
Для экспорта нужного варианта размещения нажимаем кнопку «Export»- появляется раскрывающийся список, в котором выбираем нужный формат файл и вводим имя экспортируемого файла, после чего нажимаем кнопку «Сохранить»:

Экспортируемый файл можно всегда потом открыть в этой программе и посмотреть выбранный вариант размещения или запустить расчет заново:

В данном случае расположение деталей, зафиксированное в файле, не влияет на результаты последующего расчета.

Кнопкой «FixPl» – производится фиксация текущего варианта размещения, после нажатия этой кнопки можно посмотреть каких деталей и какое их количество осталось неразмещенным. Для этого нажимаем кнопку «Back» после чего открывается начальный экран со списком не размещенных деталей:

Те детали, которые все размещены – их количество будет равно нулю, как видно из рисунка – не размещены, остались 15 и 16 детали. После чего можем разместить только оставшиеся детали или добавить новые и запустить процесс размещения с добавленными фигурами на следующем листе (sheet).

6. ТРЕБОВАНИЯ К СТРУКТУРЕ ИМПОРТИРУЕМЫХ ФАЙЛОВ.

6.1. Общие требования

Для того чтобы при дальнейшей интерпретации импортируемых элементов раскроя не возникло проблем в CAM-системах (Autodesk ArtCAM, SolidCAM и т.п.), необходимо соблюдать следующие правила:

– удаляются из чертежа неподходящие элементы (точки, области, OLE-объекты, 3D-полилинии, формы и пр.);
– чертеж делается плоским;
– не допускаются двойные и наложенные линии;
– сплайны и эллипсы преобразовать в полилинии;
– все объекты переносятся в один слой;
– все типы линий – сплошные;
– все примитивы должны быть нулевой толщиной линии;
– все контуры должны быть замкнуты;
– избегать (по возможности) острых углов, скруглить все острые углы дугой малого радиуса, в этом случае режущей головке станка не придется останавливаться для смены направления движения, и в результате получится одинаковый по качеству рез на протяжении всей траектории. Радиус дуги должен быть не менее ширины реза, который для станков лазерной резки составляет 0,2...0,3 мм, но не слишком большим, чтобы не нарушить функциональные и геометрические характеристики детали;

6.2. Файлы SVG

Программа поддерживает синтаксис согласно спецификации SVG версии 1.1. Для корректной работы программы (корректного импорта элементов раскроя) необходимо, чтобы контуры деталей были представлены в виде не фрагментированных элементов SVG и были замкнутыми или закрытыми.
Фигура с несколькими замкнутыми контурами должна быть обязательно представлена в файле с помощью элемента SVG path. При этом каждая отдельная деталь (фигура любой сложности) должна содержаться в своем path, т.е. количество path должно быть равно количеству фигур.
При использовании элемента SVG path необходимо соблюдать следующие правила:

- команда M должна быть единственной для текущего замкнутого контура (этим обеспечивается неразрывность контура и корректное применение атрибутов заливки, цвета и т.д. к этому контуру);
- если через формат SVG передается сложная фигура (к примеру, внутренней вырез-отверстие в детали), необходимо каждый замкнутый контур заканчивать командой Z.
- не должна присутствовать команда m.

При подготовке векторных изображений деталей в таких известных графических векторных редакторах как Inkscape, Adobe Illustrator и т.п. для последующего раскроя – файлы SVG формируются в соответствии с вышеперечисленными требованиями.

6.3. Файлы DXF

Для корректного импорта элементов раскроя из файлов DXF элементы графических примитивов и графические примитивы должны размещаться в разделе BLOCKS. При наличии нескольких контуров в одной детали, все контуры этой детали должна быть обязательно представлены в одном разделе BLOCK. Это необходимо для эффективного использования экспортируемых элементов раскроя при подготовке к производству в CAM-программах.