Jeder Millimeter zählt

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AutoPanelSizer platziert identische Teile auf Wunsch so nebeneinander, dass der Roboter sie gemeinsam abstapeln kann. – Bild: Fraunhofer-Institut SCAI

In der Holzbearbeitung zählt jeder Millimeter. Wer Platten effizient zuschneidet, spart Holz, Zeit und Geld. Darum hat das Fraunhofer SCAI seine Software für den Zuschnitt rechteckiger Werkstücke zweifach weiterentwickelt: Erstens unterstützt AutoPanelSizer 6 beliebig viele Schnittebenen, was vor allem dem Handwerk zugutekommt. Und zweitens ermöglicht die Software eine genauere Kontrolle über bevorzugte Plattenformate und Überproduktion – was der Industrie beim Anpassen der Roboterabstapelung sowie beim Ausschleusen von Abfallstücken nutzt. AutoPanelSizer 6 arbeitet dabei weiterhin als reiner Rechenkern ohne grafische Benutzeroberfläche. Softwareanbieter integrieren die Anwendung in die CAD/CAM- oder ERP-Programme anderer Hersteller.

Beliebig tiefe Verschachtelung

In kleinen Betrieben finden sich meist Plattenaufteilsägen, in die die Mitarbeiter die Werkstücke händisch einlegen. Kleine Stückzahlen, spontane Kundenwünsche und knappe Reststücke gehören hier zum Alltag. Dafür ist die neue einstellbare Verschachtelungstiefe der Software gedacht: AutoPanelSizer 6 erzeugt Schnittpläne, bei denen das Werkstück beliebig oft zugesägt, gedreht und wieder in die Säge gelegt wird. Das beugt Verschnitt vor: Es passen mehr zu fertigende Teile auf eine Platte, und wiederverwertbare Reststücke für den nächsten Auftrag werden größer. Vor allem bei teuren Dekoren, HPL-beschichteten Platten und hochwertigen Furnieren kann sich das auszahlen.

Palettenwechsel beim Zuschnitt

In automatisierten Anlagen dagegen entnehmen Roboter die zugeschnittenen Teile und legen sie auf Paletten ab. Die neue Version von AutoPanelSizer hilft, Paletten mit fertigen Teilen auch während des Zuschnitts einer Platte zu wechseln. So sind mehr unterschiedliche Teile pro Platte möglich, was den Materialverbrauch senken kann. Zudem gruppiert die Software gleiche Teile nebeneinander, und der Roboter kann sie in einem Zug greifen – für weniger Fahrten und mehr Durchsatz. Diese industriellen Hilfen passen jedoch auch ins Handwerk: Die gleichen Algorithmen, die die Roboterwege kürzen, bündeln auch die Teile in der Werkstatt sinnvoll. Etikettierung, Sortierung und weitere Bearbeitungen können dadurch Umwege sparen.

Das Problem Zuschnittoptimierung

Hinter dem scheinbar einfachen Ziel möglichst wenig Verschnitt steht ein bekanntes Problem. Denn beim Plattenzuschnitt in zwei Dimensionen kommen zusätzliche Bedingungen hinzu: Sägeblattbreite, Sicherheitsabstände, Anschnittkanten, Klammerzonen, Drehrichtung, Etikettierlogik sowie Reststücke mit Mindestmaßen. Je nach Anlage gibt es zudem Vorgaben für die Reihenfolge der Guillotineschnitte. Das Problem ist also kombinatorisch komplex. Mit der Zahl der Teile wächst auch die Zahl der möglichen Schnittpläne. Daher vereinen moderne Verfahren mathematische Ansätze, heuristische Strategien und Domänenwissen.

Große Teile, bevorzugte Formate

Je größer die Teile, desto herausfordernder also der Zuschnitt: Eine ungeschickte Anordnung der Teile kann schnell zu zusätzlichem Verschnitt führen. AutoPanelSizer 6 passt dazu die Platzierung großer Teile an und kommt auch mit gemischten Auftragslisten zurecht – für weniger Abfall und mehr Ausbeute. Zugleich kann das die Planung robuster machen, wenn viele Teilemaße und Restformate zusammentreffen. Mit der Software können Betriebe ihre Planung mehr beeinflussen, etwa, indem sie bestimmte Formate bevorzugen und somit Bestände im Lager besser berücksichtigen. Zudem können sie die Überproduktion gezielt steuern: Anwender können die Bewertung von Kann-Teilen in der Software einstellen. So orientiert sich der Zuschnitt am Bedarf.

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In AutoPanelSizer 6 kann die Verschachtelungstiefe flexibel angepasst werden. Das reduziert insbesondere bei komplexen Schnittplänen den Verschnitt und senkt die Kosten. – Bild: Fraunhofer-Institut SCAI

Besäumung trifft Abfallmanagement

Platten werden häufig an den Rändern besäumt, um exakte Zuschnittmaße und rechte Winkel zu sichern. Werden Teile in den folgenden Schritten jedoch weiter zugesägt, erfordern sie keinen Anschnitt. In AutoPanelSizer 6 können Anwender das nun für jedes Teil einzeln einstellen. Verglichen mit einer einheitlichen Besäumung, kann das Material sparen. Betriebe wiederum, die Abfall über eine Luke entsorgen, können in der Software eine Maximalgröße für Abfallstücke festlegen. Dann erzeugt AutoPanelSizer 6 automatisch Schnitte, damit der Abfall durch die Luke passt – mit möglichst wenigen Zusatzschnitten. Zudem können Anwender festlegen, wo Abfall- und Reststücke entstehen sollen. Verschnitt lässt sich vorne oder hinten auf der Platte platzieren, passend zur Maschine und zum Ablauf.

Rechenkern statt Komplettlösung

Bei alldem ist AutoPanelSizer 6 ein reiner Rechenkern – ohne eigene grafische Benutzeroberfläche oder Maschinenschnittstellen. Die Software richtet sich an Anbieter, die die Zuschnittoptimierung in ihre Systeme integrieren möchten. Dazu gehören Hersteller von CAD/CAM- oder ERP-Anwendungen sowie Maschinenbauer mit eigener Bedienoberfläche. Das nutzen Maschinenhersteller wie Möbelproduzenten bereits weltweit in ihren Abläufen. Ob über Spezialsoftware oder komplexe ERP-Systeme – der Zugang erfolgt stets über den Integrationspartner. So passt jede Oberfläche zur jeweiligen Maschine, zum Betrieb und zum Workflow.

Für große und kleine Betriebe

Mit der Unterstützung beliebig vieler Schnittebenen richtet sich AutoPanelSizer 6 auch an kleine Betriebe. Das Handwerk profitiert von einer höheren Materialausnutzung, die Industrie von höheren Durchsätzen. In beiden Fällen sorgt nicht der Zufall für bessere Schnittpläne, eher sind sie das Ergebnis kluger Algorithmen. Gleichzeitig bleibt die Software ein Rechenkern ohne eigene GUI, der im Zusammenspiel mit den Oberflächen und Workflows anderer Hersteller funktioniert.