Программы расчета углов реза excel - Word и Excel - помощь в работе с программами

Вопрос.
Стоит задача (очень насущная и трудоемкая — приходится постоянно выполнять) по раскрою линейного профиля материала (брус, прут, труба). Раскрой требуется выполнять с максимальной экономией материала (деловой отход также учитывается и идет в дело при раскрое). Алгоритм раскроя известен. Вот только очень трудоемко выполнять эту задачу, особенно, если попадается большой набор материала разной длины. Как я понимаю, задача чисто арифметическая — перебор значений для максимального заполнения всей длины заготовки. Возможно ли ее решить силами самого Excel? Или для этой задачи требуются ресурсы языка программирования (наподобие Visual Basic)?

Конечно, хотелось бы создать такую таблицу самому, для последующей шлифовки своими силами. Сам сделал таблицу, но она примитивная и выполняет только расчет и показ остатков материала при постепенном (вручную) его заполнении заготовками. Так что настоящего (можно сказать — самостоятельного) алгоритма раскроя моя таблица не имеет.

Перерыл весь Инет. Имеются готовые программы подобного рода, но все имеют один (или несколько недостатков) или работают ужасно. (Например, одна из них (RealCut) выполнила мою задачу — заготовки с обоими косыми углами разной величины нужно было накроить из материала — неправильно. Вывела результатом работы раскрой, где сочетание возможное равных углов заготовок не было учтено вообще, что привело к неэкономии материала. Переделал все вручную с гораздо большей экономией. Хотя в программе имеется инструмент для задания углов заготовки.) Все это делает их непригодными для моих конкретных условий.

Насколько понял из прочтений материалов на программистких форумах, задача из разряда линейного программирования и давно решена. Вот только решений не нашел готовых. А сам, своими силами программировать я не смогу — не хватает знаний и времени для восполнения этих знаний.

Подскажите, кто что знает по этому вопросу. Помощь очень нужна!

Да, задачка непростая. Сталкивался с ней, но уже давно. Подзабыл. У нас было несколько тем по раскрою. Введите в поисковое окошко слово «раскрой».

Поиск по ключевому слову «раскрой» результатов не дал. Скачал архив форума (до 2008 года) — результат аналогичный. Жалко…

Цитата: tomeo от 29.10.2010, 23:47
Поиск по ключевому слову «раскрой» результатов не дал. Скачал архив форума (до 2008 года) — результат аналогичный. Жалко…

Ну как же, я ведь проверил, прежде чем посоветовать. Конечно, полностью готового решения для excel, кажется, нет, но очень много аналогичных задач и есть ссылка на платную, но недорогую, программку. Вот, что я в течение пяти минут нашел на сайте:
http://www.cutting.com.ua/
https://forum.msexcel.ru/microsoft_excel/karta_raskroya-t1320.0.html
https://forum.msexcel.ru/microsoft_excel/summirovanie_znacheniy_kolonki_na_predmet_poiska_summy_chisel_ravnoy_x-t977.0.html
https://forum.msexcel.ru/microsoft_excel/vybrat_iz_stolbtsa_s_chislami_v_summe_maksimalno_priblizhennoe_k_zadannomu_chislu-t967.0.html
https://forum.msexcel.ru/microsoft_excel/nebolshie_problemmy_s_filtrom-t2463.0.html

Спасибо за ссылки! (Вечно я тороплюсь…) Изучу их детально. Предмет нужный для меня.

31.10.2010, 00:24

Последнее редактирование: 31.10.2010, 00:27 от Алексей Шмуйлович

tomeo, я из спортивного интереса написал небольшую программку для раскроя. Сразу оговорюсь — я математического алгоритма оптимизации для этой задачи не знаю, поэтому действовал наобум. Но результат меня устроил. Я постарался набор условных данных сделать максимально правдоподобным. В свое время я работал на производстве пластиковых окон. У нас отходы профиля доходили до 10-15 %. Итак я имитировал набор заготовок (около 2,5 тыс. шт) двух типоразмеров 700 +/- 100 мм — порядка 65% и 1400 +/- 100 мм — остальное. Это распределение привязано к среднестатистическому окну 1400 х 1400. Деловыми остатками считал остатки от 500 мм включительно. Процент отходов по моему алгоритму получается 1-3 %. Но нужно еще учитывать, что деловые остатки по длине вряд ли имеют нормальное распределение. По опыту, коротышки накапливаются гораздо быстрее, чем их удается использовать, так что приходится периодически устраивать чистку завалов. Отсюда реальный процент отходов гораздо выше.
И еще я не уверен, что время на поштучный учет деловых остатков не окажется дороже, чем сэкономленный профиль . Мы его так и не внедрили, хотя пытались (нас аудиторы и всякие проверяльщики на это пытались вынудить).

Итак, мой доморощенный алгоритм:
1. Вводим в таблицу номера всех заготовок в порядке убывания длины.
2. Для каждой заготовки, начиная с самой длинной, выбираем в таблице складских остатков самую короткую заготовку, из которой можно вырезать деталь.
3. Записываем сочетание в карту раскроя и уменьшаем длину складской заготовки на длину отрезанной детали.

Собственно все.

Прикладываю файл. Заполняйте два листа — Детали и Остатки и нажимайте кнопку Раскроить на листе Детали. По результатам откроется лист Карта раскроя, а состояние склада после раскроя можно найти на листе Остатки после раскроя.

Вы писали, что алгоритм раскроя известен. Если Вы опишите его, мне будет интересно попробовать его реализовать (если только не много времени потребуется).

Здравствуйте, Алексей Шмуйлович.

Приложенного вами файлика не увидел. Хотя интересно было бы посмотреть.
Прилаживаю свою таблицу (о которой говорил ранее). Там есть готовые уже раскрои, выполненные мною на работе. Будут интересны как наглядный пример логики раскроя (надеюсь). Таблицы чуть подправил и добавил для объяснения самого процесса и вида карт раскроя.

Да, предложенный Вами алгоритм в целом именно таков. Попытаюсь объяснить его так, как он видится и делается мною.
1. На складе имеются заготовки опеределенной длины (перечень возможных размеров — 12 000мм, 9 000мм, 6 000мм). Кол-во заготовок роли не играет — считается, что их неограниченное колличество.
2. Нужно из одной длины (допустим, 12 000мм) заготовки накроить детали заданной длинны и колличества (к примеру, 7950мм — 33шт., 8590мм — 22шт., 2543мм — 22шт., 2542мм — 22шт.).
3. Берется самая длинная деталь и улаживается на заготовку. При этом стремится надо в к тому, чтобы уложилось целое их число, без остатка. И так далее — по нисходящей.
4. Если все же имеется остаток (тут играет роль и его длина — если это <= 250-300мм — то он не учитывается при дальнейшем расчете), этот остаток вычисляется от длины заготовки, и нужная недостающая длина отпиливается от новой заготовки (так как имеем дело с металлопрофилем, имеют место сварные швы детали, но не более одного шва на одной детали). Получается своеобразная цепочка. Одна из задач — сделать эту цепочку краткой (в приложенной таблице имеются примеры).

Одной из тонкостей этого процесса является также то, что деталь может иметь как прямые, так и косые углы разной величины, что учитывается при раскрое. В этом случае производится вращение детали с тем, чтобы углы равной величины совпали. Длина «полки» этого угла является экономией, которая учитывается при раскрое. В зависимости от величины угла длина этой «полки» может быть достаточно большой, что в сумме приводит к значительной экономии.

Основная трудоемкость и рутинность работы видится мною именно в нахождении оптимального разложения длин деталей (и их недостающих остатков) на материале с целью наиболее полного заполнения последнего.

Например, в последнем примере (прямой раскрой) я пока так и не увидел краткого решения (нахождения нужных длин остатков заданной детали). В итоге карта раскроя у меня получается очень длинной.

Хотелось бы услышать Ваше мнение.

Да, виноват. Спешил на поезд и забыл файл приложить.
Бегло посмотрел Ваш файл. Конечно, косые резы все усложняют.
Ведь у меня в алгоритм перебор вариантов вообще не заложен — все построено на сортировке списка деталей по убыванию и использованию самой короткой заготовки из возможных. И в принципе работает. А тут, действительно, нужно перебирать. Единственное, что приходит пока в голову — осуществлять подбор для деталей с одинаковым углом реза отдельными группами. Тогда длину можно искусственно уменьшить на длину одной полки угла.
В общем, обдумайте. Если сможете дать формализованный алгоритм, может быть переделаем и программку.
А Вы на VBA совсем не программируете?

К сожалению, на VBA не умею програмировать. Хотя есть начальные навыки программирования. Допустим, вложения по тем ссылкам, что Вы привели, открывал и пробовал анализировать. Что-то из исходного текста понимаю. Язык то, в общем, не сложный… Когда-то пытался Python самостоятельно изучать…
Ну, это отступление от темы. Главное — самостоятельно написать подобную программу на VBA, к сожалению, мне не по силам…
Но желание автоматизировать (облегчить, исключить возможные ошибки и повысить скорость соей работы — целых 3 плюса!) у меня большое…
А что значит — формализованный алгоритм? (Хотя, могу догадываться, что это)…

Ну, хотите текстом по шагам опишите действия, включая формулы расчета. Хотите, в виде блок-схемы. Плюс структура исходных данных и в каком виде нужнен результат. Как удобнее, только чтобы однозначно было понятно, что должна сделать программа. Тем более, что начальные навыки программирования есть

Посмотрите мой вариант. Может быть дополнить исходные данные параметрами углов? только я не понимаю, как их потом использовать.

Хорошо. Постараюсь сделать это.

Задачу линейного раскроя можно решать разными способами:
1. Полный перебор, как правило, не возможно реализовать в реальных условиях.
2. Самый эффективный способ — целочисленное линейное программирование. В качестве инструмента можно использовать Solver.
Но здесь есть ряд ограничений — необходимо найти все варианты сложения исходных деталей, не превышающих размер заготовок (а вариантов может быть несколько тысяч или сотен тысяч). Ограничение Solver’a — 200 изменяемых ячеек.
3. «Жадный» алгоритм. У данного алгоритма есть вариации, основное достоинство — высокая скорость. Применим для быстрой оценки раскроя, либо когда скорость важнее оптимизации.
4. Решать как частный случай задачи о рюкзаке (сумма подмножеств) и выбор наилучшего варианта из имеющихся.
5. Генетический алгоритм и алгоритм муравьиной колонии. Ничего про эти алгоритмы сказать не могу, т.к. их не изучал.

Реализовал собственный алгоритм линейного раскроя, который основан на решении задачи о рюкзаке методом целочисленного динамического программирования. Производится генерация различных вариантов раскроя в зависимости от сортировки исходных деталей и заготовок и выбор наилучшего решения.
К достоинству можно отнести — достаточно эффективный результат по сравнению с «жадным» алгоритмом, а также при сравнении с результатом других программ линейного раскроя.

Примеры получаемых раскроев можно посмотреть здесь: https://yadi.sk/d/B_fg089lhsMk4
Если будет заинтересованность в алгоритме, то можете обратиться ко мне в личку.

Профессиональные приемы работы в Microsoft Excel
►
Обмен опытом
►
Microsoft Excel
►
Расчет линейного раскроя в Excel

Источник

Содержание

Содержание:
Приёмы резки труб под углом
Бумажное лекало для трубы
Программы расчёта углов реза
Стусло для резки труб
Простая оснастка под резку
Нюансы работы с прямоугольным сечением
Аппараты точной резки
Промышленные модели (на примере BSM)
Применение термических способов
Видео: как правильно резать трубу
Приёмы резки труб под углом
Бумажное лекало для трубы
Программы расчёта углов реза
Стусло для резки труб
Простая оснастка под резку
Нюансы работы с прямоугольным сечением
Аппараты точной резки
Промышленные модели (на примере BSM)
Применение термических способов
Выводы и полезное видео по теме

выложил F0x. Автор: Петров Юрий Георгиевич (ныне п

размещено: 29 Декабря 2008
обновлено: 29 Декабря 2008

Трубы – широко распространенный строительный материал. Их применяют в монтаже разных систем. Обычным делом в процессе монтажа является ситуация, когда трубы необходимо стыковать под углом. Однако не совсем обычной видится технология производства таких работ. Чтобы создать подобную конфигурацию соединения, требуется резка труб под углом. Рассмотрим, как выполняются такие операции и какие существуют методы резки.

Содержание:

Приёмы резки труб под углом

Рассматривая приёмы работы – реза прямо или под углом – следует учитывать разный материал изделий, подвергаемых обработке. Так, рукава, изготовленные из полипропилена или тонкой меди, резать легче и проще, чем толстостенные стальные трубы.

Пластиковые изделия малых диаметров обрезаются под нужным углом с помощью специальных ножниц. При этом контролировать угол можно обычным транспортиром.

Наиболее частой потребностью в монтаже становится резка водопроводных или иных труб под углом 45º. Выясним, какие приспособления можно использовать для реза под этим и другим углом.

Бумажное лекало для трубы

Для исполнения относительно точного реза можно применить несложную методику, где в качестве своеобразного лекала выступает обычный лист бумаги. Например, удачно подходит для создания лекала бумага принтерная формата А4. Предварительно лист размечается под квадрат с помощью линейки. Размер диагонали квадрата должен быть равен длине окружности трубы, которую нужно отрезать. Лишние части листа обрезаются.

Далее следующие действия:

Согнуть лист по диагонали, совместив противоположные углы.
Полученный треугольник повернуть так, чтобы линия гипотенузы была перпендикулярна оси трубы.
В таком положении обернуть бумагой трубную поверхность, совместив вместе крайние точки гипотенузы.
Нанести маркером метку реза по линии любого из катетов треугольника.
Обрезать трубу по намеченной линии.

Этим способом вполне удобно размечать и резать трубы под углом 45º в диапазоне диаметров от 32 до 63 мм. Для большего удобства разметки рекомендуется брать толстую, но мягкую бумагу. Также можно использовать паронит и похожие материалы.

Программы расчёта углов реза

Технология резки по лекалам позволяет получать разные углы среза. Но для формирования лекала на углы, отличные от 45º, уже потребуется выполнять математические расчёты и по расчётным данным вырезать шаблон из бумаги или подобных материалов. Правда, существуют компьютерные программы, призванные избавить мастера от производства расчётов. Лекала под резку труб такие программы распечатывают на принтере.

Простая программа расчета, созданная на базе приложения MS Excel, позволяет рассчитать и составить лекало практически для любых значений диаметров труб и требуемых углов реза. Всё, что необходимо сделать пользователю – это завести в ячейки «Наружного диаметра» и «Угла среза» соответствующие значения. По этим параметрам сформируется лекало, которое можно отправить на печать.

Недостаток программы – она не учитывает толщину листа лекала, что приводит к незначительным неточностям.

Стусло для резки труб

Есть несложный инструмент, часто используемый в быту, в основном для работ с деревом. Называется – стусло. Так вот, это же приспособление подходит для резки труб, причём под разными углами. Стусло имеется в продаже, но при желании его всегда можно сделать своими руками и подогнать конструкцию под нужный диаметр трубы:

Взять деревянную доску шириной, равной диаметру трубы, длиной 400-500 мм.
Взять ещё две доски тех же размеров, но по ширине увеличенных на толщину первой доски.
Из трёх досок собрать конструкцию в виде перевёрнутой буквы «П», где в качестве основания установлена первая доска.
В центральной части конструкции разметить прямоугольник, две стороны которого проходят по внутренним границам боковых досок.
Разделить прямоугольник диагоналями и по линиям, полученным на верхних гранях боковых досок, сделать пропилы вниз до основания.

Таким способом изготавливается шаблон для резки под углом 45º. Но с помощью транспортира можно разметить практически любой угол и сделать пропилы под рез трубы для конкретного угла. Преимущество стусла — инструмент пригоден для неоднократного применения. Работа с инструментом допустима до такой степени износа стенок прорезей, пока они смогут обеспечивать высокую точность реза. Рекомендуется изготавливать стенки инструмента из материала более высокой прочности, чем дерево.

Преимущества способа очевидны – простота, лёгкость изготовления инструмента (стусла), экономичность, универсальность. Недостатки работы с таким вариантом оснастки – необходимость подгонки размеров стусла под трубный диаметр при условии выполнения точного реза. То есть для каждой трубы придётся делать свой инструмент.

Также с помощью стусла резать трубу можно только ножовкой по металлу или секатором (для пластиковых изделий). Для работы с толстостенными металлическими трубами под рез болгаркой этот инструмент не подойдёт.

Простая оснастка под резку

Металлические изделия круглой и прямоугольной форм, имеющие достаточно толстые стенки, удобно резать под углом при помощи незамысловатой оснастки электромеханического действия. Режущим элементом такого инструмента выступает отрезной диск или дисковая пила, закреплённые на валу электродвигателя. В свою очередь, электродвигатель с резаком является частью всей оснастки, куда входят рабочий стол, маятниковая опора, струбцина.

Для установки трубы под нужным углом с последующим её креплением используются обычная струбцина и два металлических уголка. Один уголок (короткий) прикреплён к основанию поворотного механизма — маятника. Второй уголок (длинный) находится в свободном состоянии.

Процедура закладки трубы и резки:

Поворотным механизмом устанавливается требуемый угол реза (например, с помощью линейки и транспортира).
Найденное положение фиксируется прижимными винтами.
Между коротким и длинным уголками закладывается труба и прижимается винтом струбцины.
Подаётся напряжение на электродвигатель.
Прилагая слабое усилие нажима к диску резака, трубу режут в нужном месте.

Преимущества такой методики – быстрая работа, аккуратный срез, возможность обработки большого количества труб за короткий промежуток времени. Недостатки: ограничения к применению в бытовых условиях, повышенный шум, работа с трубами только малых и средних диаметров. К тому же процесс резки оснасткой выполняется стационарно на удалении от места монтажа, что не всегда приемлемо.

Нюансы работы с прямоугольным сечением

Для выполнения резки изделий прямоугольного сечения рекомендуется заблаговременно подготовить шаблонные отрезы уголков. Их легко сделать из металлического уголка, предварительно разметив тем же транспортиром.

Разметку можно выполнить под разные значения углов. Для использования в деле шаблона, его достаточно приложить к прямоугольной трубе в нужном месте и отметить линию реза. Затем любым подходящим инструментом выполнить рез по намеченной линии.

Аппараты точной резки

Среди фирменных аппаратов, которые могли бы использоваться в быту для выполнения реза под углом, можно обратить внимание на технику итальянского производства. Ленточнопильный станок Mini Cut от компании «MASS» — малогабаритное устройство с ручным прижимом, для работы не только с трубами, но также уголками, прутками, профильными элементами.

На станке поддерживается установка угла среза от 0 до 45º. Процедура осуществляется при помощи ленточного полотна со скоростью 45 возвратно-поступательных движений в минуту. Аппарат оснащается электродвигателем мощностью 370 Вт, который питается от бытовой сети. Максимально допустимый диаметр обрезаемой круглой трубы – 65 мм.

Промышленные модели (на примере BSM)

Существуют специальные станки промышленного назначения для выполнения точных операций резки под углом. Хороший пример: аппараты, выпускаемые под брендом «BSM». Производителем станков является немецкая компания Rexinger. Правда, станки серии «BSM» предназначены исключительно для работы с полипропиленовыми трубами достаточно больших диаметров. Поддерживается обработка изделий типа ПП, ПВХ, ПЭ, ПВДФ.

Режущим инструментом станка является ленточная пила, благодаря которой и выполняется рез под углами от 0 до 67,5º. Точность процесса обеспечивает лазерный распознаватель резки. Несмотря на конфигурацию устройства под изделия больших диаметров, можно применять специальный стол, при помощи которого также успешно режутся трубы малых диаметров (50 – 200 мм). Выпускается широкий модельный ряд устройств «BSM».

Применение термических способов

Кроме механических способов, нередко используются термические способы, где в качестве инструмента работают сварочные или резательные аппараты. Например, автогенный газовый резак или обычный сварочный аппарат (постоянного/переменного тока). При помощи таких аппаратов резке доступны толстостенные металлические трубы. Однако крайне сложно методом электросварки или газового автогена получить идеально ровный качественный срез.

Обычно после резки термическим способом изделия подвергаются дополнительной обработке. Выравнивается линия среза, подгоняются значения требуемого угла. Такой подход экономически невыгоден, так как сопровождается дополнительными расходами на механическую обработку. Как правило, применяется термическая методика реза в условиях промышленно-производственной сферы. Правда, службы ЖКХ тоже часто прибегают к такой методике.

Термический рез используется и для работы с пластиковым материалом. Существуют устройства — термические гильотины. Острое тонкое лезвие таких аппаратов нагревается до высокой температуры, после чего выполняют рез.

Термические гильотины поддерживают резку под углом, и в этом их преимущество. Однако для работы с более жёсткими материалами, чем поливинилхлорид, дерево, древесно-стружечные плиты, эти устройства применять нельзя.

Видео: как правильно резать трубу

В видеоролике представлены расчеты и показан практикум по выполнению реза трубы под углами 45 и 90:

Для каждого отдельного случая монтажа можно подобрать наиболее удобный и менее затратный способ резки. Конкретный выбор зависит от материала трубы, её диаметра, толщины стенки. Применяя простые способы разметки, можно получить достаточно точный угол, под которым требуется обрезать заготовку. Вместе с тем, обращаясь к сложной методике вычисления, есть возможность резать под нестандартными углами с высокой точностью.

Полипропиленовые трубы сварка Появившись относительно недавно, полипропиленовые трубы сразу же завоевали симпатии сантехников и простых обывателей.

Современная отопительная система частного или загородного дома строится чаще всего с использованием полипропиленовых труб. Смонтировать систему из таких.

Обустройство бытовых и промышленных канализационных сетей осуществляется в наши дни с использованием одного из следующих приёмов сочленения: образование.

Трубы – широко распространенный строительный материал. Их применяют в монтаже разных систем. В процессе монтажа случают ситуации ситуация, когда трубы необходимо стыковать под углом. Технология производства таких работ не является стандартной, но знать о ней нужно.

Чтобы создать сложную конфигурацию соединения, требуется резка труб под углом. Мы расскажем, как выполняются такие операции и какие существуют методы резки.

Приёмы резки труб под углом

Пластиковые изделия малых диаметров обрезаются под нужным углом с помощью специальных ножниц. При этом контролировать угол можно обычным транспортиром. Резка полимерных труб также производится обычной ножовкой с мелкозубчатым полотном.

Наиболее частой потребностью в монтаже становится резка водопроводных, канализационных и вентиляционных труб под углом 45º.

Выясним, какие приспособления можно использовать для реза под различными углами.

Бумажное лекало для трубы

Предварительно лист размечается под квадрат с помощью линейки. Размер диагонали квадрата должен быть равен длине окружности трубы, которую нужно отрезать. Лишние части листа обрезаются.

Далее следующие действия:

Согнуть лист по диагонали, совместив противоположные углы.
Полученный треугольник повернуть так, чтобы линия гипотенузы была перпендикулярна оси трубы.
В таком положении обернуть бумагой трубную поверхность, совместив вместе крайние точки гипотенузы.
Нанести маркером метку реза по линии любого из катетов треугольника.
Обрезать трубу по намеченной линии.

Как грамотно подобрать труборез для пластиковых труб и как его применять на деле, подробно описано в предложенной нами статье.

Грамотно сделанные лекала для фигурного раскроя трубы позволяют с предельно высокой точностью выполнить срезы. При этом зазор между подготовленными заготовками все же не исключен. В соединении металлических труб он “закрывается” сварным швом, при соединении пластиковых деталей используется специализированный шнур для пайки.

Программы расчёта углов реза

Правда существуют компьютерные программы, призванные избавить мастера от производства расчётов. Лекала под резку труб такие программы распечатывают на принтере.

Всё, что необходимо сделать пользователю, – это завести в ячейки «Наружного диаметра» и «Угла среза» соответствующие значения. По этим параметрам сформируется лекало, которое можно отправить на печать.

Стусло для резки труб

Стусло имеется в продаже, но при желании его всегда можно сделать своими руками и подогнать конструкцию под нужный диаметр трубы:

Взять деревянную доску шириной, равной диаметру трубы, длиной 400-500 мм.
Взять ещё две доски тех же размеров, но по ширине увеличенных на толщину первой доски.
Из трёх досок собрать конструкцию в виде перевёрнутой буквы «П», где в качестве основания установлена первая доска.
В центральной части конструкции разметить прямоугольник, две стороны которого проходят по внутренним границам боковых досок.
Разделить прямоугольник диагоналями и по линиям, полученным на верхних гранях боковых досок, сделать пропилы вниз до основания.

Преимущество стусла – инструмент пригоден для неоднократного применения. Работа с инструментом допустима до такой степени износа стенок прорезей, пока они смогут обеспечивать высокую точность реза. Рекомендуется изготавливать стенки инструмента из материала более высокой прочности, чем дерево.

Простая оснастка под резку

Режущим элементом такого инструмента выступает отрезной диск или дисковая пила, закреплённые на валу электродвигателя. В свою очередь, электродвигатель с резаком является частью всей оснастки, куда входят рабочий стол, маятниковая опора, струбцина.

Для установки трубы под нужным углом с последующим её креплением используются обычная струбцина и два металлических уголка. Один уголок (короткий) прикреплён к основанию поворотного механизма – маятника. Второй уголок (длинный) находится в свободном состоянии.

Процедура закладки трубы и резки:

Поворотным механизмом устанавливается требуемый угол реза (например, с помощью линейки и транспортира).
Найденное положение фиксируется прижимными винтами.
Между коротким и длинным уголками закладывается труба и прижимается винтом струбцины.
Подаётся напряжение на электродвигатель.
Прилагая слабое усилие нажима к диску резака, трубу режут в нужном месте.

Преимущества такой методики – быстрая работа, аккуратный срез, возможность обработки большого количества труб за короткий промежуток времени.

Недостатки: ограничения к применению в бытовых условиях, повышенный шум, работа с трубами только малых и средних диаметров. К тому же процесс резки оснасткой выполняется стационарно на удалении от места монтажа, что не всегда приемлемо.

Если вы собираетесь сделать дома медный трубопровод, то потребуются особые труборезы, с правилами подбора которых советуем ознакомиться.

Нюансы работы с прямоугольным сечением

Аппараты точной резки

Среди фирменных аппаратов, которые могли бы использоваться в быту для выполнения реза под углом, можно обратить внимание на технику итальянского производства.

Ленточнопильный станок Mini Cut от компании «MASS» – малогабаритное устройство с ручным прижимом, для работы не только с трубами, но также уголками, прутками, профильными элементами.

В промышленных масштабах для резки трубы разработаны многочисленные установки с электромеханическим и электрическим приводом. Технически сложные аппараты позволяют с высокой точностью производить термическую, кислородную и плазменную резку:

Промышленные модели (на примере BSM)

Правда станки серии «BSM» предназначены исключительно для работы с полипропиленовыми трубами достаточно больших диаметров. Поддерживается обработка изделий типа ПП, ПВХ, ПЭ, ПВДФ.

Несмотря на конфигурацию устройства под изделия больших диаметров, можно применять специальный стол, при помощи которого также успешно режутся трубы малых диаметров (50 – 200 мм), которые проще раскроить с помощью трубореза. Выпускается широкий модельный ряд устройств «BSM».

Применение термических способов

При помощи таких аппаратов резке доступны толстостенные металлические трубы. Однако крайне сложно методом электросварки или газового автогена получить идеально ровный качественный срез.

Технология резки с помощью электросварки и автогена распространена повсеместно. Методика не обеспечивает высокую точность реза, но при монтаже труб этот фактор зачастую не является определяющим

Как правило, применяется термическая методика реза в условиях промышленно-производственной сферы. Правда службы ЖКХ тоже часто прибегают к такой методике.

Термический рез используется и для работы с пластиковым материалом. Существуют устройства – термические гильотины. Острое тонкое лезвие таких аппаратов нагревается до высокой температуры, после чего выполняют рез.

Для резки металлопластиковых труб нужны труборезы, способные равномерно разделить на части изделия с многослойной структурой. Их разновидностям и способам применения посвящена рекомендуемая нами статья.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике представлены расчеты и показан практикум по выполнению реза трубы под углами 45º и 90º:

Применяя простые способы разметки, можно получить достаточно точный угол, под которым требуется обрезать заготовку. Вместе с тем, обращаясь к сложной методике вычисления, есть возможность резать под нестандартными углами с высокой точностью.

У вас есть полезная информация по теме статьи? Возникли вопросы в процессе ознакомления с материалом или обнаружили спорные моменты? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке.

Источник

Опубликовано 11 Июн 2019
Рубрика: Справочник Excel | 14 комментариев

Достаточно функциональную программу для решения задач экономного линейного раскроя погонажных материалов можно создать самостоятельно и абсолютно бесплатно, используя исключительно встроенные функции и штатную надстройку «Решатель» программы Calc…

…из свободно распространяемого офисного пакета LibreOffice. При этом ни к созданию макросов, ни к написанию пользовательских функций, ни к программированию вообще обращаться нет необходимости!

«Решатель» Calc — это NLPSolver (wiki.openoffice.org/wiki/NLPSolver).

Предложенное далее решение прекрасно работает и в Calc, и в Excel. Причем даже переписывать формулы не нужно! Достаточно просто скопировать ячейки с формулами и данными и вставить на лист Excel, а вместо «Решателя» использовать надстройку «Поиск решения» — Excel Solver (solver.com/excel-solver-online-help) или лучше – надстройку OpenSolver (opensolver.org).

И все-таки – почему в данном случае стоит попробовать использовать не Excel, а Calc?

Во-первых (и это важно), в «Решателе» Calc нет ограничения по количеству переменных. В Excel «Поиск решения» может принять для поиска оптимального раскройного плана только 200 схем раскроев. (Но, если скачать и в Excel подключить OpenSolver, то получите еще более широкие возможности, чем в LibreOffice Calc!)
Во-вторых, интерфейс «Решателя» — на русском языке. Интерфейс OpenSolver — на английском языке.
В-третьих, в «Решателе» Calc представлены 5 различных алгоритмов поиска решения. В Excel без надстройки OpenSolver набор алгоритмов скромнее.
В-четвертых, LibreOffice Calc, в отличие от MS Excel, бесплатен для коммерческого использования.
В-пятых, LibreOffice Calc не обязательно устанавливать на компьютер. На официальном сайте можно скачать полнофункциональную версию — LibreOffice Portable (libreoffice.org/download/portable-versions/).

Структура задачи и терминология.

Данная тема уже была подробно рассмотрена на блоге в статье «Линейный раскрой в Excel» 4 года назад. Вновь обратиться к ней побудило желание автоматизировать генерацию схем раскроев и сравнить результаты работы «Решателя» и OpenSolver.

Полную «задачу о распиле» можно разделить на две значительные подзадачи:

Генерация всех возможных схем раскроев.
Поиск на основе сгенерированных схем оптимального раскройного плана.

Первая подзадача в статье «Линейный раскрой в Excel» решалась методом составления схем раскроев «вручную» по определенному алгоритму.

Вторая подзадача решалась автоматически с использованием надстройки Excel «Поиск решения» (Excel Solver).

В представленной далее программе генерация схем раскроев выполняется автоматически! Это существенно упрощает работу, защищает от ошибок и экономит время при значительном количестве типоразмеров деталей и схем раскроев.

Поиск плана раскроя осуществим тремя способами:

В LibreOffice Calc с помощью «Решателя» (NLPSolver).
В MS Office Excel посредством штатного «Поиска решения» (Excel Solver).
В MS Office Excel при помощи надстройки OpenSolver.

Определимся с терминологией и ограничениями:

Заготовки – это исходный материал в виде рулонов, прутков, полос, стержней и т.д. одинаковой длины.
Детали – это элементы, которые необходимо получить, разрезав исходные заготовки на части.
Схема раскроя – один из вариантов раскроя заготовки, при котором длина отхода всегда меньше длины самой короткой детали.
План раскроя – это перечень схем раскроя с количеством их повторений.
*Ширина реза равна нулю.

Пример.

Исходные данные для примера я и в этот раз придумывать не стал, а взял из статьи «Задача раскроя» в Википедии (ru.wikipedia.org/wiki/Задача_раскроя).

Условие задачи:

Бумагоделательная машина производит рулоны (заготовки) шириной 5600 мм.

Нужно найти план раскроя для нарезки 13 типоразмеров конечных рулонов (деталей), используя минимальное количество исходных рулонов (заготовок).

Ширины конечных рулонов (размеры деталей) и их необходимое количество — в таблице слева.

Скриншот программы:

Область для генерации схем раскроев имеет размер 13×213 ячеек, что обусловлено исключительно условиями этой конкретной задачи, и может быть изменена и в ширину и в высоту в сторону увеличения или уменьшения по желанию пользователя с соответствующей корректировкой формул.

К сожалению, качественно показать на скриншоте всю область программы для раскроя затруднительно. Скачайте файлы по ссылке под рисунком для детального просмотра листов Calc и Excel с программами.

В ячейках с желтой заливкой – не защищенные от изменений формулы!!! Будьте внимательны! Изменять значения можно только в ячейках со светло-бирюзовой заливкой.

Прошу уважающих труд автора скачать файлы с программой после подписки на анонсы статей. Подписные окна расположены в конце статьи и наверху страницы.

Ссылки на скачивание файлов с программой:

linejnyj-raskroj-2 (ods 106,4KB);
linejnyj-raskroj-2 (xlsx 60,3KB).

Правила ввода исходных данных:

В светло-бирюзовые ячейки записываем исходные данные из условия задачи:

длину исходных рулонов – заготовок — Lз;
длины конечных рулонов – деталей — Lд_i;
количество конечных рулонов – деталей — Nд_i.

Длины деталей Lд_i следует вписывать в порядке уменьшения размеров, слева – направо:

Lд₁ > Lд₂ > Lд₃ > … > Lд₁₂ > Lд₁₃

Внимание! Если типоразмеров деталей в другой вашей задаче будет меньше 13, например 10, то, чтобы не переделывать каждый раз поле схем раскроев, в первые 3 ячейки для длин деталей следует записать значения больше размера заготовки, а их количество указать равным нулю:

Lд₁ = Lд₂ = Lд₃ = А

А > Lз

Nд₁= Nд₂= Nд₃=0

Решение:

После ввода всех исходных данных программа для раскроя автоматически сгенерирует 213 схем, решив, таким образом, первую подзадачу.

Действия пользователя при решении второй подзадачи – поиск оптимального плана раскроя — подробно описаны в статье о линейном раскрое в Excel. Эти действия полностью идентичны при работе со всеми тремя вышеназванными надстройками. Повторять их здесь нет смысла, так как, перейдя по ссылке, можно получить подробную, развернутую инструкцию.

Единственное, что следует дополнительно настроить:

Из окна «Решателя» нужно перейти в окно «Параметры» и выбрать в выпадающем списке «Механизма решателя»: LibreOffice CoinMP линейный решатель.
Там же в окне «Настройки» рекомендую проставить все галочки, так как переменные у нас в примере неотрицательные и целочисленные.

Ответ:

Минимум из 73 заготовок (исходных рулонов) можно изготовить все детали (конечные рулоны) с долей отходов всего 0,401%! В плане раскроя используется 12 схем раскроев. Время поиска решения – менее 10 секунд! (План раскроя показан выше на скриншоте программы.)

Ответ в Википедии: 73 заготовки; 0,401% отходов; в плане – 10 схем раскроев.

Итоги.

Существует несколько решений — планов раскроя с 13, 12, 11, 10 схемами раскроев, состоящих из 73 заготовок.

В таблице ниже представлены решения, найденные с использованием разных программ и надстроек. При расчетах в Excel и Calc использовались линейные механизмы поиска.

Все программы справились с поставленной задачей – нашли раскройные планы, обеспечивающие минимальное количество отходов.

Для обеспечения работоспособности стандартного «Поиска решения» (Excel Solver) в Excel пришлось удалить из поиска 13 схем раскроев с большими длинами остатков.

Если для этой задачи применить прямолинейный «жадный» алгоритм, традиционно используемый на многих производствах (сначала режем широкие рулоны, а узкие – в конце, используя по возможности отходы), то потребуется 82 исходных рулона-заготовки. Более 11,3% материала уйдет в отходы. При этом в плане будет 15 схем раскроев.

В случае необходимости минимизировать количество схем раскроев в плане стоит применить нелинейные алгоритмы надстроек из списков механизмов поиска решения.

Не используя специальных программ с помощью свободной программы LibreOffice Calc или MS Excel можно эффективно решать весьма громоздкие задачи по линейному раскрою погонажных материалов.

Возможности программы для раскроя можно существенно расширить под соответствующие задачи, увеличив количество типоразмеров деталей и пространство для схем раскроя. Ограничивающими факторами расширения являются только размеры листа программы Calc или Excel, производительность процессора и … здравый смысл.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Источник

Иногда нужно подрезать трубу под определенным углом. В статье мастер сантехник расскажет, как выполняются такие операции и какие существуют методы резки.

Приёмы резки труб под углом

Рассматривая приёмы работы – реза прямо или под углом – следует учитывать разный материал изделий, подвергаемых обработке. Так, рукава, изготовленные из полипропилена или тонкой меди, резать легче и проще, чем толстостенные стальные трубы.

Пластиковые изделия малых диаметров обрезаются под нужным углом с помощью специальных ножниц. При этом контролировать угол можно обычным транспортиром. Резка полимерных труб также производится обычной ножовкой с мелкозубчатым полотном.

Разрезать трубы из металла, в процессе монтажа, приходится очень часто. Популярный инструмент для таких случаев – так называемая болгарка. С помощью этого инструмента режут прямо и под углом.

Выясним, какие приспособления можно использовать для реза под различными углами.

Бумажное лекало для трубы

Далее следующие действия:

Согнуть лист по диагонали, совместив противоположные углы;
Полученный треугольник повернуть так, чтобы линия гипотенузы была перпендикулярна оси трубы;
В таком положении обернуть бумагой трубную поверхность, совместив вместе крайние точки гипотенузы;
Нанести маркером метку реза по линии любого из катетов треугольника;
Обрезать трубу по намеченной линии.

Грамотно сделанные лекала для фигурного раскроя трубы позволяют с предельно высокой точностью выполнить срезы. При этом зазор между подготовленными заготовками все же не исключен. В соединении металлических труб он “закрывается” сварным швом, при соединении пластиковых деталей используется специализированный шнур для пайки.

Программы расчёта углов реза

Обратите внимание! Вычисление точек прохождения кривой осуществляется на основе всего двух заданных параметров – диаметра трубы и требуемого угла среза. Недостаток программы – она не учитывает толщину листа лекала, что приводит к незначительным неточностям

Стусло для резки труб

Взять деревянную доску шириной, равной диаметру трубы, длиной 400-500 мм;
Взять ещё две доски тех же размеров, но по ширине увеличенных на толщину первой доски;
Из трёх досок собрать конструкцию в виде перевёрнутой буквы «П», где в качестве основания установлена первая доска;
В центральной части конструкции разметить прямоугольник, две стороны которого проходят по внутренним границам боковых досок;
Разделить прямоугольник диагоналями и по линиям, полученным на верхних гранях боковых досок, сделать пропилы вниз до основания.

Станина для болгарки

Металлические изделия круглой и прямоугольной форм, имеющие достаточно толстые стенки, удобно резать под углом при помощи болгарки закрепленной на станине.

Процедура закладки трубы и резки:

Поворотным механизмом устанавливается требуемый угол реза (например, с помощью линейки и транспортира);
Найденное положение фиксируется прижимными винтами;
Между коротким и длинным уголками закладывается труба и прижимается винтом струбцины;
Подаётся напряжение на электродвигатель;
Прилагая слабое усилие нажима к диску резака, трубу режут в нужном месте.

Нюансы работы с прямоугольным сечением

Для выполнения резки труб прямоугольного сечения рекомендуется заблаговременно подготовить шаблонные отрезы уголков. Их легко сделать из металлического уголка, предварительно разметив тем же транспортиром.

Аппараты точной резки

Видео

В сюжете — Резка трубы диаметром 35 мм и толщиной стенки 2 мм под углом 90° и 45°

Промышленные модели (на примере BSM)

Видео

В сюжете — Ленточные пилы для труб больших диаметров серии GR-BSM

Применение термических способов

Кроме механических способов, нередко используются термические способы, где в качестве инструмента работают сварочные или резательные аппараты. Например, автогенный газовый резак или обычный сварочный аппарат (постоянного/переменного тока).

Обычно после резки термическим способом изделия подвергаются дополнительной обработке. Выравнивается линия среза, подгоняются значения требуемого угла. Такой подход экономически невыгоден, так как сопровождается дополнительными расходами на механическую обработку.
Как правило, применяется термическая методика реза в условиях промышленно-производственной сферы. Правда службы ЖКХ тоже часто прибегают к такой методике.

Видео

В сюжете — Как разрезать трубу под углом 45 или 90 градусов

В сюжете — Как сделать седло для врезки трубы под углом

В сюжете — Как идеально подогнать угол в 90 градусов на круглой трубе

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как сделать седло для врезки трубы под углом

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2020/03/Kak-razrezat-trubu-pod-uglom.html

Источник

Задачу линейного раскроя можно решать разными способами:
1. Полный перебор, как правило, не возможно реализовать в реальных условиях.
2. Самый эффективный способ — целочисленное линейное программирование (метод Гомори, как целочисленный вариант симплекс-метода). В качестве инструмента можно использовать Solver из MS Excel. Но здесь есть ряд ограничений — необходимо найти все варианты сложения исходных деталей, не превышающих размер заготовок (а вариантов может быть несколько тысяч или сотен тысяч). Ограничение Solver’a — 200 изменяемых ячеек.
3. «Жадный» алгоритм. У данного алгоритма есть вариации, основное достоинство — высокая скорость. Применим для быстрой оценки раскроя, либо когда скорость важнее оптимизации.
4. Решать как частный случай задачи о рюкзаке (сумма подмножеств) и выбор наилучшего варианта из имеющихся.
5. Про генетический алгоритм ничего сказать не могу, т.к. не изучал его.

Реализовал собственный алгоритм линейного раскроя в Excel, который основан на решении задачи о рюкзаке (сумма подмножеств) методом целочисленного динамического программирования. Производится генерация различных вариантов раскроя в зависимости от сортировки исходных деталей и заготовок и выбор наилучшего решения.
К достоинству можно отнести — достаточно эффективный результат по сравнению с «жадным» алгоритмом, а также при сравнении с результатом других программ линейного раскроя.

Сравнительные тесты различных специализированных программ линейного раскроя применительно к оконному производству проводилось здесь: http://forum-okna.ru/index.php?showtopic=35118
Применяемый мной алгоритм обошел все специализированные программы.

Дополнительно реализовал решение с помощью линейного программирования.
Вначале производится генерация рациональных схем раскроя, затем симплекс-методом находим решение системы, данное решение является оптимальным (использование наименьшего количества заготовок). Далее сводим задачу к максимизации полезного остатка.

Domo -версию программы можно скачать здесь или здесь, она полностью функциональна, доступен расчет с помощью динамического программирования (DP).
Расчет с помощью линейного программирования (LP) отключен.
Также отключена возможность составления и экспорта отчетов.

Можно использовать до 20 различных размеров заготовок и до 90 различных размеров деталей.
Есть возможность задать ширину реза, размер торцевой кромки, размер полезного (делового) остатка, возможность раскраивать в два профиля (если это требуется)

Можно убедиться в эффективности алгоритма раскроя в сравнении с другими программами.
Если будет заинтересованность в алгоритме или потребуется адаптация отчета под ваши требования, то можете обратиться ко мне в личку.

UPDATE, декабрь 2021
PS:
В связи с нехваткой свободного времени на адаптацию программы по линейному раскрою для нужд всех желающих, а также с учетом отсутствия личной мотивации в этом, выкладываю ссылку на рабочую программу с открытым кодом: https://disk.yandex.ru/d/wLjg9aMUpoGtLw
Реализованы разные алгоритмы по раскрою
Тем, кто знаком с VBA, не трудно будет внести изменение в код, если функционала текущей версии недостаточно.
Либо можно воспользоваться веткой фриланс на данном форуме, где специалисты за разумную оплату смогут реализовать все хотелки.
Для дальнейшего продолжения темы по раскрою есть моя реализация двумерной упаковки (раскроя) в полуограниченную полосу с использованием линейного программирования: http://www.excelworld.ru/forum/3-48430-1

PPS:
Если программа по раскрою окажется полезной и возникнет непреодолимое желания меня отблагодарить, то не откажусь от любого доната
ЯД: 410012329135704

UPDATE, апрель 2022
Выкладываю небольшой калькулятор с примерами, который работает в 3х режимах (быстро, медленно и очень медленно)
т.к. используется внешняя dll, то будет работать только в Excel 32бит

Источник