無料のオープンソース・ネスティングアプリケーション

FREECAD ワークベンチ

CAD部品から
より良いレイアウトに。

FreeCAD 内の実用的なネスト ワークフロー。元の形状を保持し、在庫を整理して、理解できる結果を検査してください。

ソース ZIP、手動インストール、初回使用時に提供されるエンジン。 Windows x64 上の FreeCAD 1.0 および 1.1 でテスト済み。

部品、材料シート、およびネストされたコントロールを表示する 1st Nesting ワークベンチ本物の FREECAD ワークベンチ

始めましょう

最初の起動までの 3 つのステップ。

01

ダウンロードして解凍します

FreeCADを閉じます。ソース ZIP をダウンロードして解凍します。ワークベンチ ファイルを 1stNesting という名前のフォルダーに配置し、その中に InitGui.py を直接置きます。

  • 更新する場合は、既存のジョブ ファイルと結果のコピーを保存してください。
  • 余分なネストされたアーカイブ フォルダーを避けてください。
02

FreeCADのModディレクトリに入れてください

Windows では、C:\Users\YOUR_USER_NAME\AppData\Roaming\FreeCAD\Mod を使用します。 Linux および macOS では、FreeCAD のユーザー データ ディレクトリ内の Mod フォルダーを使用します。 FreeCAD の Python コンソールで App.getUserAppDataDir() を実行して、そのディレクトリを見つけます。

または、FreeCAD を開いて、Tools → Addon Manager を選択します。 [Addon Manager] ウィンドウで歯車アイコンをクリックし、[Open Addons Folder] を選択します。これにより、FreeCAD のアドオン ディレクトリが開きます。 FreeCAD を閉じて、そこに 1stNesting フォルダーを配置し、その中に InitGui.py を直接入れます。

  • ワークベンチ フォルダーは、ジョブ、ログ、および結果に対して書き込み可能である必要があります。
  • このリポジトリは 1st-Nesting と呼ばれます。インストールフォルダー名として 1stNesting を使用します。
1. FreeCAD で、Tools → Addon Manager を選択します。
1. FreeCAD で、Tools → Addon Manager を選択します。
2. 歯車アイコン → Open Addons Folder をクリックします。
2. 歯車アイコン → Open Addons Folder をクリックします。
03

FreeCADを再起動し、1st Nestingを選択します

FreeCAD を再起動し、ワークベンチ セレクターで 1st Nesting を選択します。初回使用オファーを受け入れて、システム用の CLI-Nesting エンジンをダウンロードします。次に、ワークベンチのツールバーまたはメニューからネスティング ツールを開きます。

  • 通常のワークベンチの使用には、別途 Python をインストールする必要はありません。
  • エンジン リリースは、Windows x64、Linux x64/ARM64、および macOS Universal 2 をサポートします。完全なワークベンチ テストは Windows で実行されました。

あなたにできること

レイアウトに必要なものがすべて揃っています。

実際のジオメトリ

FreeCAD で開かれた STEP モデルを含む FreeCAD ソリッドを追加するか、DXF および SVG アウトラインをインポートします。曲線および凹面の周囲は、境界ボックスに置き換えられるのではなく、保持されます。

シートと再利用可能な端材

長方形のシートまたは不規則な DXF ストックを使用してください。材料の量、エッジのマージン、端数部分の間隔、および許可される回転を設定します。

まとまる質感

テクスチャ エディターで透明パーツのアウトラインを配置します。スナップ、衝突チェック、最小間隔は、隣接するパーツ間の関係を維持するのに役立ちます。

検査できる結果

高速な最初のソリューションまたは継続的な検索を実行します。 FreeCAD で再構築されたジオメトリを確認し、部品の凡例とシート使用率を含む色付きの SVG レポートをエクスポートします。

ワークフローのステップバイステップ

初めてのネスト プロジェクト。

パーツの追加から結果のエクスポートまで、垂直のブロックに従ってください。これらのスクリーンショットは、実際の FreeCAD ワークベンチを示しています。一部の以前のキャプチャでは以前の名前が使用されています。

18 ステップ
01

FreeCAD および STEP パーツを追加

FreeCAD でモデルまたは STEP ファイルを開きます。モデル ツリーまたは 3D ビューでボディまたはソリッドを選択します。 Ctrl を使用して複数のオブジェクトを選択します。ネスティング ツールを開き、[選択項目を追加] をクリックします。選択したソース オブジェクトは、ツールを開いたときに自動的に追加される場合があります。

作業コピーは Nesting_Preview に表示されます。特に片面のみに穴や溝がある場合は、面を上に向けて検査してください。

  • ソース ジオメトリは、ネストされたプレビューから分離されたままになります。
  • 必要な部分がすべて表に記載されていることを確認してください。
FreeCAD ワークベンチ: FreeCAD および STEP パーツを追加
01 / FreeCAD および STEP パーツを追加 画像を見る ⤢
02

DXF および SVG アウトラインのインポート

Import DXF… または Import SVG… を使用してパーツ プロファイルをロードします。 DXF インポートでは、1 回の操作で複数のファイルを受け入れることができます。インポート後にプレビューを調べて、内部の輪郭とスケールを確認してください。

部品ではなくストックを表す DXF の場合は、ワークフローの後半で [材料の追加] ボタンを使用します。

  • 正しくスケールされた閉じたアウトラインを使用します。
  • ジョブを実行する前に、インポートされた数量を確認してください。
FreeCAD ワークベンチ: DXF および SVG アウトラインのインポート
02 / DXF および SVG アウトラインのインポート 画像を見る ⤢
03

部品表を確認する

行番号は各パーツまたは保存されたテクスチャ グループを識別します。行をクリックしてプレビュー ジオメトリを選択します。 「数量」をダブルクリックして正の整数を入力し、「回転」をダブルクリックして許可される角度を編集します。

不要な行を削除するには、[選択項目を削除] を使用します。行の選択は、準備回転コマンドのターゲットを選択する「回転用に選択」チェックボックスとは異なります。

  • パートごとにコピー部数を設定します。
  • 向きを変更するときはプレビューを確認してください。
FreeCAD ワークベンチ: 部品表を確認します。
03 / 部品表を確認する 画像を見る ⤢
04

長方形のシートを追加する

マテリアルセクションで「追加」をクリックします。シートの寸法と使用可能なシートの数を入力します。メインウィンドウでシートの余白とパーツの間隔を設定します。

材料行を選択し、「編集」をクリックして修正します。このジョブで在庫が利用できなくなった場合は、行を選択して削除します。

  • 寸法はミリメートルまたはインチで表示できます。ジョブは内部的にミリメートルを使用します。
  • パーツの間隔には、100 分の 1 ミリメートルを含めることができます。
FreeCAD ワークベンチ: 長方形シートを追加
04 / 長方形のシートを追加する 画像を見る ⤢
05

不規則な在庫や端材を使用する

利用可能なマテリアルが長方形でない場合は、DXF アウトラインを使用してストックを追加します。その輪郭、利用可能な量、粒子の方向、および除外された内部領域を検査します。

ネストする前に、ストックの編集アクションを使用して、インポートされたアウトラインを確認または変更します。

  • 端材は配置する部品としてではなく、在庫として扱います。
  • ジョブを実行する前に、ホールまたは除外された領域を検査します。
FreeCAD ワークベンチ: 不規則な在庫と端材を使用する
05 / 不規則な在庫や端材を使用する 画像を見る ⤢
06

部品の向きを準備する

[回転の選択] でパーツを選択し、水平回転軸として X または Y を選択し、角度を選択して [回転] を押します。これらの準備回転により、どの面が上を向くかが変わります。これらは、「回転」列で許可されるネスト角度とは別のものです。

180° — 裏返す: 反対側に穴を開けたり、ポケットをフライス加工したりする場合は、3D パーツを裏返します。目的の加工面が上を向いていることを確認してください。

90° — 上向きの面を修正します。1stNesting は、最初に最大の面を上向きに揃えます。一部の部品には、意図された上面よりも大きな側面があります。このようなパーツを X または Y の適切な軸を中心に 90° 回転させ、目的の面を上に配置し、プレビューを確認します。

  • 反対側の加工を露出させるには180°を使用してください。
  • 大きい側面に位置合わせされた部分を修正するには、90° を使用します。
  • 準備回転によって、許可される面内ネスティング角度は変更されません。
FreeCAD ワークベンチ: 部品の向きを準備する
06 / 部品の向きを準備する 画像を見る ⤢
180度反転と上向き部品側の90度変化を比較した図
180度反転と上向き部品側の90度変化を比較した図
07

許可されるネスト回転を選択してください

パーツの回転値を編集して、ネスティング エンジンが使用できる面内方向を制御します。標準オプションには、単一の向き、4 つの 4 分の 1 回転の向き、45 度の増分、および [0, 180] などのカスタム リストが含まれます。

粒子やその他の方向の制約が重要な場合は、回転を制限します。

  • 許可される回転はエンジンの制約です。
  • これらは、3D 準備の回転コマンドに代わるものではありません。
FreeCAD ワークベンチ: 許可されるネスト回転を選択します
07 / 許可されるネスト回転を選択してください 画像を見る ⤢
08

テクスチャの方向とカスタム角度を設定する

テクスチャ方向を有効にして、パーツのローカル X または Y 方向を選択します。プレビューでは、パーツとその方向矢印が水平になるように回転します。方向拘束部品には[0, 180]を使用します。

別の方向の場合は、カスタム角度も有効にし、カスタム角度の設定を使用します。選択を行った後、プレビュー矢印を確認してください。

  • 材料の方向を保持する必要がある場合は、粒子制約を使用します。
  • 保存されたテクスチャ グループは、相対的な配置を維持します。
FreeCAD ワークベンチ: テクスチャの方向とカスタム角度を設定する
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09

使用可能な穴にマークを付ける

パーツ行を選択し、[選択したパーツの穴をマーク] を使用します。ネスティング ジオメトリで考慮すべき適切なスルーホールを選択します。続行する前に、強調表示された内側の輪郭を確認してください。

  • このコマンドには行選択を使用します。
  • 選択した輪郭が目的のスルーホールに対応していることを確認してください。
FreeCAD ワークベンチ: 使用可能な穴にマークを付ける
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10

テクスチャグループを配置する

関連するパーツを選択し、「テクスチャの一致」を開きます。透明な輪郭を所定の位置にドラッグします。内側の穴は見えたままです。非表示のグリッドにより隣接するパーツが整列され、衝突チェックにより設定された最小間隔が維持されます。

部品を選択し、「回転」を押して時計回りに 90 度回転します。アレンジメントの準備ができたら、「グループを保存」を押します。

  • 目に見えないグリッドは最小部分に比例し、ミリメートル単位で丸められます。
  • パーツを重ねたり、必要な間隔内で移動したりすることはできません。
FreeCAD ワークベンチ: テクスチャ グループを配置する
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11

一致を確認または削除する

保存されたテクスチャ一致パーツ グループは、番号付きのテーブル行として表示されます。配置された 1 つの境界としてネストされ、そのメンバーの表示位置が維持されます。

マッチング エディターを開き、[マッチングの削除] を押して、選択したグループのパーツをテーブルに解放します。配置を変更した場合は、テクスチャの方向と回転の制約を再度確認してください。

  • グループは、個々のパーツと同じネスト ワークフローを使用します。
  • その結果、元の部材のジオメトリが再構築されます。
FreeCAD ワークベンチ: 一致を確認または削除する
11 / 一致を確認または削除する 画像を見る ⤢
12

最初の検索または継続的な検索を選択します

最初の有効な解決策の後で停止するには、「最初 (高速)」を選択します。改善点を探し続けるには、「継続的」を選択します。制限付きで実行したい場合は、制限時間を設定します。

継続期限がゼロの場合は、無制限の検索を意​​味します。 [キャンセル] を選択すると、既に公開されている有効なレイアウトを使用可能なままにしたまま、実行を停止できます。

  • 最初 (高速) から開始して、ジョブの設定を確認します。
  • 追加の検索時間が必要な場合は、「連続」を使用します。
FreeCAD ワークベンチ: 最初の検索または継続的な検索を選択します
12 / 最初の検索または継続的な検索を選択します 画像を見る ⤢
13

CPU またはオプションの GPU 処理を選択します

メイン ウィンドウには、ネスト ジョブに使用されるプロセッサ コントロールが表示されます。 CPU 処理が利用可能です。 OpenCL GPU 処理はオプションです。デバイスを選択する前に、[GPU の表示] を使用して検出されたデバイスを検査します。

GPU の可用性は、インストールされている互換性のあるドライバーと OpenCL のサポートによって異なります。

  • GPU はオプションであり、通常のネストでは必須ではありません。
  • すべての GPU がサポートされていると想定するのではなく、検出されたデバイスを検査します。
FreeCAD ワークベンチ: CPU またはオプションの GPU 処理を選択します
13 / CPU またはオプションの GPU 処理を選択します 画像を見る ⤢
14

ネスティングを実行し、進行状況を追跡する

パーツ リスト、ストック、間隔、マージン、回転ルールの準備ができたら、[ネストを実行]をクリックします。エンジンが検索している間は、進行状況の表示に従ってください。

中止したい場合は「キャンセル」を使用してください。有効な結果がすでに公開されている場合は、引き続き検査に利用できます。

  • 開始する前に、数量と利用可能な在庫を確認してください。
  • 有効なレイアウトが見つからない場合は、ジオメトリまたは拘束を修正します。
FreeCAD ワークベンチ: ネスティングを実行し、進行状況を追跡する
14 / ネスティングを実行し、進行状況を追跡する 画像を見る ⤢
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FreeCAD の結果を調べる

Nesting_Result ドキュメントは完成した配置を開き、結果をビューに表示します。使用したシート、パーツの位置、方向、テクスチャとグループの関係を確認します。

ワークベンチは元の形状を再構築するため、湾曲したエッジや機械加工の詳細は引き続き検査に利用できます。

  • 製造前に CAD 結果を検査します。
  • 方向性のある部品を目的の材料粒子と比較します。
FreeCAD ワークベンチ: FreeCAD の結果を検査する
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16

カッティングブリッジでパーツを接続

ブリッジは、隣接するパーツを 1 つの接続されたアウトラインに結合します。 CAM では、そのアウトラインを複数のパーツにまたがる 1 つの連続カットとしてカットできるため、個別の開始や不必要なレーザー ヘッドの格納や移動が削減されます。穴カットと機械固有のカット パスは、引き続き CAM で構成されます。

ネスティングを実行し、「テクスチャの一致」の横にある「ブリッジの作成」をクリックします。シートを選択し、選択した mm または inch 単位でブリッジ幅を入力します。最初のパーツの外側エッジをクリックし、次に 2 番目のパーツの外側エッジをクリックしてブリッジを追加します。エディタは、ブリッジ幅全体が別のパーツや穴と交差していないかどうかをチェックします。

マウス ホイールを使用してズームし、マウスの左ボタンでドラッグしてパンし、[すべてフィット] を押してシートを表示します。リスト内で間違ったブリッジを選択し、「選択したものを削除」を押します。 [OK] を押して Nesting_Bridges を作成します。接続された各グループは 1 つの結合された 3D ソリッドまたは 2D 切断プロファイルになり、すぐに CAM にエクスポートできます。

  • ネスト結果を取得した後、ブリッジを作成します。
  • ブリッジの幅は内部でミリメートルに変換されます。
  • 接続された外周を連続的に切断できます。内部の穴には独自のカットが必要です。
オレンジ色のブリッジで接続された 2 つの色のパーツと編集可能なブリッジ リストを表示するブリッジ作成エディター
16 / カッティングブリッジでパーツを接続 画像を見る ⤢
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色付きの SVG レポートをエクスポートする

結果を取得したら、[ネスティング結果を SVG にエクスポート] を押します。出力ファイルの場所を選択します。レポートにはパーツに個別の色が付けられ、凡例、位置、角度、面積、配置/未配置情報、シート使用率が含まれます。

SVG はレイアウト レポートです。製造ワークフローでマシン固有のツールパスを個別に作成して検証します。

  • SVG をジョブ記録と一緒に保管してください。
  • CAD/CAM 輪郭の場合は、DXF へのエクスポートを使用します。
  • CAM でマシン固有のツールパスを生成および検証します。
FreeCAD ワークベンチ: 色付きの SVG レポートをエクスポートする
17 / 色付きの SVG レポートをエクスポートする 画像を見る ⤢
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ネスティング結果を DXF にエクスポートします

SVG エクスポート ボタンの横にある DXF にエクスポートを押し、ファイル名を選択します。エクスポータは、サンプリングされたネスト ポリゴンから線、円、円弧、スプラインを再構築するのではなく、実際に配置された CAD ジオメトリを使用します。 FreeCAD パーツとインポートされた STEP、DXF、および SVG ジオメトリは、同じエクスポート ワークフローを使用します。

ネスト配置をエクスポートするには、Nesting_Result をアクティブなままにしておきます。接続されたパーツをエクスポートするには、Nesting_Bridges をアクティブなままにしておきます。各パーツまたは結合されたブリッジ グループには独自のシート/パーツ レイヤがあり、複数のシートは表示位置を保持します。インターフェイスにインチが表示されている場合でも、ファイルではミリメートルが使用されます。

DXF は、穴と機械加工の詳細が表示された 2D 上面図です。 CAD/CAM プログラムで開き、目的の切削またはフライス加工輪郭を選択します。ストックの境界線、ラベル、未配置パーツはエクスポートされません。

  • カラーレイアウトレポートの場合は SVG をエクスポートします。 CAD/CAM 輪郭の DXF をエクスポートします。
  • 受信アプリケーションで DXF 単位をミリメートルとして確認してください。
  • マシン固有のツールパスを生成する前に、選択した輪郭を検査します。

あなたの次のステップ

パーツを動かしてみましょう。

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