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Arcline Schachtelung, im Browser

Konturschachtelung, die weiß, welche Tafeln bei Ihnen wirklich liegen.

Teile verzahnen sich an ihrer echten Kontur statt an einem umschließenden Rechteck, kleine Teile fallen in die Ausschnitte größerer, und die Suche läuft auf den Resten in Ihrem Regal genauso bereitwillig wie auf einer vollen Tafel. Jeder Lauf hält den Startwert fest, mit dem er gefunden wurde, eine Schachtelung lässt sich also exakt wiederholen.

Die Arbeit, wie sie heute läuft

Die Tafel ist der teure Teil

Material macht den größten Teil der Kosten eines Brennteils aus, und der Unterschied zwischen einer guten und einer bequemen Schachtelung ist Geld auf dem Boden.

Zehn verschiedene Konturen aus drei Aufträgen, alles 6 mm Baustahl, alles für diese Woche. Jemand ordnet sie nach Augenmaß auf dem Bildschirm an, merkt zu spät, dass die beiden großen Konsolen ineinander gepasst hätten, schneidet die Tafel und legt einen Rest von 1400 auf 500 ins Regal, den niemand notiert und niemand wiederfindet. Nächste Woche kommen dieselben Konturen wieder, und das Ganze beginnt von vorn mit einer vollen Tafel.

Es gibt Programme, die das ordentlich können, und es sind Installationen auf dem Rechner, mit Dongle, mit Lizenz je Arbeitsplatz und mit einem Schulungstag. Für einen Betrieb mit einem hauptberuflichen Programmierer ist das eine vernünftige Antwort. Für vier Leute, zwei Tische und einen Laptop im Büro, der nebenbei die Rechnungen schreibt, ist es eine schlechte.

Die Schachtelung, das Material, von dem sie stammt, und der Rest, den sie hinterlässt, sind ein Vorgang. Sie an drei Stellen zu führen, kostet die Tafel.

Die Schachtelung hier ist deshalb kein eigenes Programm. Sie läuft im Browser gegen dieselben Bestände, Teile und Schneidaufträge wie alles andere, und was übrig bleibt, geht als echter Rest mit eigener Kontur zurück ins Regal, bereit, beim nächsten Mal beschachtelt zu werden.

Echte Kontur

Konturen, keine Rechtecke

Zwei Teile passen genau dann nebeneinander, wenn der Ursprung des einen außerhalb des No-Fit-Polygons des anderen liegt, also außerhalb der Minkowski-Summe des ersten mit dem gespiegelten zweiten. Die Engine berechnet diese Polygone aus den echten Konturen und legt eines je Formpaar in den Zwischenspeicher, sodass sich ein Winkelblech in die Ecke eines anderen Winkelblechs setzt, statt ein Rechteck zu belegen, das es nie ausfüllt.

Die meisten realen Teile sind konvex, sobald sie ihren Abstandsversatz tragen, und für die ist die Summe die konvexe Hülle der paarweisen Eckensummen: exakt und günstig. Eine konkave Kontur wird in Dreiecke zerlegt, die Dreiecke werden zu so wenigen konvexen Stücken wie möglich wieder zusammengefasst, und jedes Stückpaar liefert seine eigene exakte Summe. Wo eine Zerlegung numerisch heikel wird, fällt die Engine auf die konvexe Hülle der Kontur zurück, die etwas mehr Fläche sperrt als nötig: vorsichtig, nie überlappend.

Die Einbettung funktioniert genauso. Die Positionen, an denen ein Teil vollständig in der Tafel liegt, bilden ein Inner-Fit-Polygon, ein geformter Rest wird also auf seiner echten Kontur beschachtelt und nicht auf dem Rechteck, das hineinpassen würde. Eine rechteckige Tafel nimmt die exakte Abkürzung über das Rechteck, denn beim Rechteck sind beide Antworten dieselbe.

Ein Teil, das im Ausschnitt eines anderen Teils liegt, wird geschnitten und freigelegt, bevor das Teil um es herum aus der Tafel fällt.

Teile in Teilen

Der Ausschnitt in einem Flansch ist Blech, das Sie bezahlt haben

Nach dem Hauptdurchgang werden allen noch nicht platzierten Teilen die Ausschnitte der bereits platzierten angeboten. Jeder Ausschnitt wird an seiner Position genommen, um denselben Randabstand erodiert, den auch die Tafel verwendet, und sofort verworfen, wenn das Verbleibende zu klein ist, um sinnvoll etwas hineinzusetzen. Kleine Teile fallen dann in die verbleibenden Ausschnitte, mit derselben No-Fit-Rechnung wie auf der Tafel selbst, sodass sich ein Distanzring in die Bohrung eines Flansches setzt, statt frisches Blech zu belegen.

Das zahlt sich nur aus, wenn die Schneiddatei versteht, was sie bekommen hat, also tut sie das. Ein Teil, das im Ausschnitt eines anderen sitzt, wird als ein vollständiger Block geschnitten, erst seine eigenen Ausschnitte, dann seine Außenkontur, und immer vor seinem Elternteil, sodass es freigelegt wird, während der Rahmen ringsum noch mit der Tafel verbunden ist. Ein Teil in einen Ausschnitt zu schachteln und dann das Elternteil zuerst herausfallen zu lassen, kippt das kleine Teil in die Roste.

Das Füllen der Ausschnitte geht bewusst nur eine Ebene tief: Ein Teil, das in einem Ausschnitt sitzt, nimmt nicht seinerseits ein Teil in seinen eigenen Ausschnitt auf. Es bringt auch keinen Zufall hinein, macht eine Schachtelung also nie schlechter reproduzierbar, als sie ohnehin war.

Reproduzierbar

Derselbe Startwert gibt dieselbe Schachtelung

Die Suche ist ein genetischer Algorithmus über Reihenfolge und Drehung der Teile, und jede Zufallsziehung darin kommt aus einem einzigen Zufallsstrom mit festem Startwert. Nichts liest die Uhr, nichts liest eine Adresse aus dem Speicher, und nichts läuft über eine Zuordnungstabelle in der Reihenfolge, in der sie zufällig steht. Bei gleichen Teilen, gleichen Kandidatentafeln, gleichen Einstellungen, gleichem Startwert und gleicher Generationenzahl entstehen byteweise identische Platzierungen. Das ist keine Absichtserklärung: Genau das prüft die Testsuite, zweimal, einmal an der Suche und einmal durchgängig einschließlich der Tafelauswahl.

In der Werkstatt ist der Lauf durch ein Zeitfenster begrenzt und nicht durch eine Generationenzahl, die ehrliche Fassung des Satzes lautet also: Die Folge der Anordnungen, die probiert werden, legt der Startwert fest, und die Uhr entscheidet nur, wie weit in diese Folge hinein der Lauf kommt. Ein schnellerer Rechner sieht mehr davon, und behalten wird immer die beste gefundene Anordnung. Jede Schachtelung wird mit dem Startwert gespeichert, mit dem sie gefunden wurde, eine Schachtelung, die Ihnen gefallen hat, lässt sich also wiederherstellen statt erneut gesucht zu werden.

Ein zweiter Druck auf Schachteln erhöht den Startwert absichtlich, denn was in diesem Moment nützt, ist ein anderer Versuch zum Vergleichen und nicht derselbe noch einmal.

Der schnelle Modus ist eine andere Engine und kein kürzerer Lauf derselben: ein Skyline-Packer über umschließende Rechtecke, Teile vom größten zum kleinsten, jeder Gleichstand über Koordinaten entschieden. Er ist ebenfalls deterministisch, ist in deutlich unter einer Sekunde fertig und ist das, was die Kandidatentafeln vorbewertet, bevor die eigentliche Suche beginnt.

Tafelauswahl

Es schachtelt auf dem Material, das Sie haben, Reste zuerst

Hier schachtelt nichts auf einer idealen Tafel. Die Kandidaten sind die Zeilen in Ihrem eigenen Bestand, die zu Werkstoff und Dicke des Auftrags passen.

Jeder Kandidat wird zuerst schnell bewertet
Der schnelle Packer läuft über jeden Kandidaten und schätzt, wie viel davon der Auftrag füllen würde. Die Bewertung ist diese Schätzung mit 0,55 gewichtet, ein Restebonus mit 0,30 und eine Vorliebe für die knappste passende Tafel mit 0,15. Die Gewichte sind Einstellungen und kein Geheimnis, und die Rangliste steht auf dem Bildschirm.
Ein Rest schlägt eine volle Tafel schon von Bauart wegen
Der Restebonus ist ein fester Teil der Bewertung, ein Reststück, das den Auftrag aufnehmen kann, wird also einer jungfräulichen Tafel vorgezogen, solange die Packung nicht deutlich schlechter ausfällt. Genau dafür bankt man Reste überhaupt, und genau das lässt eine Schachtelung von Hand nach zwei vollen Wochen stillschweigend sein.
Ein knapper Zweiter bekommt seinen eigenen Lauf
Liegt der Zweitplatzierte innerhalb von fünf Prozent des Siegers, bekommen beide eine echte Suche über je die Hälfte des Zeitfensters, und das bessere Ergebnis gewinnt. Eine schnelle Schätzung ist gut im Sortieren und nicht gut genug zum Entscheiden.
Was nicht passt, läuft auf die nächste Tafel über
Alles, was nicht platziert werden konnte, geht erneut gegen die verbliebenen Kandidaten und kommt als zweite Tafel zurück, und als dritte, wenn es sein muss. Ein Kandidat, der kein einziges verbliebenes Teil aufnehmen kann, wird übersprungen statt durchsucht, die Schleife endet also immer.
Ein gebankter Rest behält seine echte Form
Ein Reststück wird mit seiner Kontur gespeichert und nicht nur mit Breite und Höhe, und die bereits herausgeschnittenen Teile bleiben als Ausschnitte erhalten, damit nie über Luft geschachtelt wird. Alles Nachgelagerte arbeitet im eigenen Koordinatensystem des Rests, seine Platzierungen kommen also in den Koordinaten zurück, in denen Sie schneiden.
Das Reststück geht zurück ins Regal
Auf einer rechteckigen Tafel wird der Überschuss als die beiden sauberen Streifen rechts und oberhalb der genutzten Fläche gebankt, also als das, was eine Schere oder ein gerader Schnitt tatsächlich zurückgewinnen kann. Auf einem geformten Rest wird die echte freie Fläche vermessen, und ein Stück wird nur gebankt, wenn das größte wirklich darin liegende Rechteck die Schwelle erreicht, damit eine große, aber schmale Fläche nicht als brauchbarer Bestand geführt wird.
Bestand an Tafeln und RestblechenBeispielbestand

Von der Schachtelung zur Schneiddatei

Der Teil, den der Tisch tatsächlich liest

Jede geschlossene Kontur bekommt einen Einstich auf der Abfallseite der Linie und einen Anschnitt darauf, Innenkonturen werden vor der Außenkontur desselben Teils geschnitten, und die Teile werden nach dem nächstgelegenen Einstich vom Tafelursprung aus geordnet. Außenkonturen bekommen eine Ausfahrt in den Abfall. Gerade Strecken kommen als G1 heraus, und echte Kreisbögen werden als G2 und G3 mit inkrementellen Mittelpunktsversätzen wiederhergestellt statt in tausend kurze Sätze zerlegt.

Jeder Tisch ist ein Maschinendatensatz, und die Postprozessor-Details folgen ihm: die Einstichverzögerung nach dem Zünden, genau die Zeilen, die Ihre Höhenregelung vor und nach einem Schnitt erwartet, eine Vorschubobergrenze, auf die der ausgegebene Vorschub begrenzt wird, und der Name der Maschine im Kopf der Datei. Dieselbe Schachtelung wird damit für zwei verschiedene Tische korrekt ausgegeben, ohne dass jemand die Datei anfasst.

Die Bahn selbst ist vor dem Schneiden einstellbar: Schnittfugenkorrektur, gerade oder bogenförmige Anschnitte mit eigener Länge und eigenem Winkel, Schnittrichtung, der Startpunkt einer einzelnen Kontur aus einer Ecke heraus in den Abfall geschoben und Mikrostege, damit Teile mit der Tafel verbunden bleiben. Alles davon ist voreingestellt aus, und mit allem aus ist die Datei die schlichte, portable.

Im Einzelnen

Was aus einer Schachtelung herauskommt

Sechs Dinge, jedes Mal, für jede Tafel, die der Auftrag gebraucht hat.

Eine Anordnung, die man an der Maschine lesen kann
Jede Platzierung als Position und Drehung in Tafelkoordinaten, gezeichnet auf der Tafel oder dem Rest, zu dem sie gehört, mit den Teilen, die in Ausschnitten anderer Teile sitzen, als solche gekennzeichnet.
Eine Ausnutzung, die definiert ist
Echte Teilefläche geteilt durch die genutzte Fläche der Tafel, an der echten Kontur beschnitten. Das ist bewusst kein Prozentwert der ganzen Tafel, denn ein Wert auf die ganze Tafel bleibt gleich, wie gut die Teile auch liegen. Es heißt aber auch, dass die Zahl nicht mit einem Ganztafelwert aus einem anderen Programm vergleichbar ist, und es lohnt zu wissen, welche der beiden man gerade liest.
Verschnitt, ohne das gebankte Reststück
Gemessen an der gesamten nutzbaren Tafel, wobei alles abgezogen wird, was als Rest gebankt wurde, denn ein Stück, das zurück ins Regal geht, ist kein Verschnitt. Das ist die Zahl, die Ihnen sagt, ob der Auftrag Sie eine Tafel gekostet hat.
Eine geschätzte Schneidzeit mit ihren Bestandteilen
Schnittlänge beim Vorschub aus Ihren Prozessparametern, dazu die Einstichzeit für jeden Einstich, dazu die Fahrt des Brenners zwischen den Konturen mit einer modellierten Eilganggeschwindigkeit. Sie ist überall als geschätzt gekennzeichnet, denn sie modelliert einen Tisch und misst nicht Ihren.
DXF und G-Code aus derselben Anordnung
Eine DXF mit jeder Kontur als geschlossener Polylinie auf einer CUT-Ebene und der Tafelkontur auf einer eigenen Ebene, Bögen als Bulge erhalten, in Millimetern. Oder G-Code im Wortadressformat mit den Postprozessor-Details der Maschine. Beide beschreiben dieselbe Schachtelung.
Bestand, der sich selbst fortschreibt
Eine Schachtelung als geschnitten zu markieren verbraucht die Tafel oder den Rest, auf dem sie lag, bankt jedes qualifizierte Reststück als neue Restzeile mit seiner Kontur und einem Verweis auf die Schachtelung, die es erzeugt hat, erhöht die geschnittene Menge auf jeder abgedeckten Auftragsposition und meldet, wenn ein Werkstoff Ihre Meldeschwelle unterschreitet.

Teile hineinbekommen

DXF hinein, und es sagt, was es nicht lesen konnte

Der Import liest Linien, Bögen, Kreise und Polylinien einschließlich gewölbter Segmente, fügt offene Ketten durch Fangen der Endpunkte innerhalb eines zwanzigstel Millimeters zu geschlossenen Konturen zusammen und sortiert die entstandenen Konturen über die Einbettung in Außenkonturen und Ausschnitte. Ein als einzelne Entität importierter Kreis behält seinen Bogen, wird also als Bogen exportiert und ausgegeben statt als Vieleck, das so tut, als wäre es einer.

Was es nicht verwenden kann, sagt es laut. Nicht unterstützte Entitätstypen werden je Typ gezählt und gemeldet, und jede Kette, die sich nicht schließen ließe, wird verworfen und als verworfen gemeldet. Eine DXF ohne eine einzige geschlossene Kontur bekommt das klar gesagt, statt als leeres Teil importiert zu werden, denn ein leeres Teil, das man an der Maschine entdeckt, ist eine teure Art, das herauszufinden.

Teile lassen sich auch im Browser zeichnen oder aus den parametrischen Vorlagen des Presets nehmen, und jedes Teil trägt seinen eigenen Werkstoff, seine Dicke, Fläche, Schnittlänge und Einstichzahl, und genau danach gruppiert und kalkuliert die Warteschlange.

Teile-EditorUI-Standbild

Klare Ansage

Was das hier nicht tut

Gut zu wissen, bevor Sie einen Auftrag darauf umstellen, denn eine Seite, die das auslässt, ist eine, von der man es später erfährt.

Es schachtelt flache Konturen in zwei Dimensionen. Kein Fasenschnitt, kein Rohr- oder Profilschachteln, kein Mehrbrennerbetrieb und kein gemeinsamer oder verketteter Schnitt: Jede Kontur wird einzeln eingestochen und angeschnitten. Ein Auftrag ist ein Werkstoff in einer Dicke, denn so gruppiert die Schneidwarteschlange die offene Arbeit.

Es wählt Ihre Schneidparameter nicht. Vorschub, Einstichzeit und Schnittfuge kommen aus den Prozessparametern, die Sie je Werkstoff und Dicke hinterlegen, und jede daraus abgeleitete Zahl, allen voran die Schneidzeit, ist als Schätzung gekennzeichnet. Nichts hier entscheidet über eine Stromstärke, eine Brennerhöhe oder einen Verschleißteilsatz.

Es ist keine Maschinensteuerung. Es gibt eine Datei aus, und Ihre Steuerung fährt den Tisch. Der direkte G-Code wird gemeinsam an Ihrem eigenen Tisch abgesichert, bevor sich jemand darauf verlässt, und der DXF-Weg in das CAM, das Sie ohnehin fahren, ist genau deshalb da, damit Sie das nicht auf Vertrauen hinnehmen müssen.

Gegen das Anordnen nach Augenmaß

Wo es hilft und wo nicht

Ein sorgfältiger Bediener, der Teile am Bildschirm anordnet, ist eine echte Antwort, und auf einer einfachen Tafel eine gute. Das hier ändert sich.

Eine von Hand belegte Tafel im Vergleich zu denselben Teilen, geschachtelt.
AufgabeNach Augenmaß am BildschirmKabaido
Zwei konkave Konturen ineinander verzahnenWenn es jemandem auffälltGesucht, an den echten Konturen
Den Ausschnitt in einem großen Teil nutzenSeltenGefüllt, wo ein Teil hineinpasst
Auf einem unregelmäßigen Rest schachtelnNach Augenmaß, auf dem RechteckAuf seiner echten Kontur
Wählen, welche Tafel geschnitten wirdWas gerade am nächsten liegtSortiert, Reste zuerst gewichtet
Die Teile, die nicht mehr passenZweite Tafel, wieder von Hand belegtAutomatisch übergelaufen und geschachtelt
Eine gelungene Schachtelung wiederholenAus dem GedächtnisMit ihrem Startwert gespeichert
Festhalten, was übrig bleibtEin Zettel am Regal, wenn überhauptMit Kontur gebankt
Schnittfolge und EinstichlageIhr CAMAusgegeben, oder in Ihr CAM exportiert
Vorschub, Einstichzeit und SchnittfugeIhreIhre
Den Tisch fahrenIhre SteuerungIhre Steuerung
Entscheiden, dass der Auftrag so geschnitten wirdSieSie

Erste Schritte

Schachteln Sie eine Tafel, die Sie schon geschnitten haben

Keine Karte bei der Anmeldung, und der kostenlose Tarif ist kein Testzeitraum.

Schritt 1

DXF importieren und die Tafel eintragen

Holen Sie die Konturen eines Auftrags herein, den Sie letzten Monat geschnitten haben, und tragen Sie das Format ein, auf dem Sie ihn geschnitten haben, Rest oder volle Tafel.

Schritt 2

Schachteln und vergleichen

Lassen Sie es laufen und legen Sie die Anordnung neben die, die Sie geschnitten haben. Die Ausnutzung und das Reststück sind die beiden Zahlen, über die zu streiten sich lohnt.

Schritt 3

Exportieren und die Datei prüfen

Nehmen Sie die DXF in das CAM, das Sie ohnehin fahren, oder den G-Code mit gesetztem Maschinenprofil an den Tisch, und prüfen Sie ihn, bevor Sie ihm vertrauen.

Im Gespräch schachteln wir einen Ihrer eigenen Aufträge mit Ihnen, auf Ihren eigenen Formaten, und was dabei herauskommt, behalten Sie.

Fragen

Was Plasmabetriebe zuerst fragen

Schachteln Sie eine Tafel, die Sie schon geschnitten haben, und vergleichen Sie.

Melden Sie sich kostenlos an, importieren Sie die Konturen, tragen Sie das Format ein, auf dem Sie geschnitten haben, und lassen Sie es laufen. Ist die Anordnung nicht besser als Ihre von Hand, sagen Sie uns, welcher Auftrag es war.