Lights-Out CNC-Zerspanung: 3 Mindset-Shifts für 24/7-Produktion

Für viele Maschinenbetriebe heute ist der vielversprechendste Weg für potenzielle Expansion nicht ein neuer Markt oder eine Anlagenerweiterung, sondern die ungenutzten, unbesetzten Nachtstunden, die für automatisierte „Lights-Out“-Produktion erobert werden könnten.

Tagesstunden sind generell voll. Ihr Limit wird durch Personal auferlegt. Betriebe mit Ressourcen zur Expansion stehen oft vor der Herausforderung, Personal zu finden oder zu entwickeln, um Schritt zu halten. Die Antwort ist dann Ausrüstung mit geringerem Personalbedarf – Maschinen, die lange nach Feierabend der Belegschaft unbeaufsichtigt laufen können. Für viele Betriebe stellt solche Ausrüstung jedoch eine neue und andere Art von Werkzeugmaschine dar, als der Betrieb gewohnt ist, und sie gut zu nutzen erfordert andere Annahmen.

Matsuura hat dies erlebt. Das Unternehmen liefert Bearbeitungszentren, die von Automatisierung bedient werden. Bei einem kürzlichen Besuch der US-Zentrale in St. Paul, Minnesota, sah ich Beispiele, die neu für den nordamerikanischen Markt sind, und diskutierte, wie sich solche Maschinen von in vielen Betrieben gängiger Ausrüstung unterscheiden. Der am weitesten verbreitete CNC-Maschinentyp ist natürlich der kleine, eigenständige, dreiachsige vertikale Bearbeitungszentrum (VMC) – ein Maschinentyp, der herausgefordert ist, nennenswerte unbeaufsichtigte Produktion zu realisieren. Ein Bediener muss typischerweise nah an dieser Maschinentyp bleiben, wenn nur, um sie kontinuierlich mit neuen Werkstücken zu füttern. Im Gegensatz dazu kombiniert ein Bearbeitungszentrum, das besser geeignet ist, signifikante unbeaufsichtigte Produktion zu realisieren, Fünf-Achs- oder Fünf-Seiten-Bearbeitung, um ein Teil in einem einzigen Zyklus fertig oder fast fertig zu stellen, zusammen mit Palettenbeladung, um eine Warteschlange von Arbeit einzurichten und für die Maschine zu stagen. Matsuuras US-Präsident Craig St. John sagt, die Nachfrage nach solchen automatisierten Bearbeitungszentren war nie höher, aber die volle Nutzung dieser Maschinentypen erfordert einen Mindset-Shift in Betrieben, wo Werkzeugmaschinen allgemein in Nähe einer Person laufen.

Hier sind drei kontraintuitive Ideen, die Herr St. John und andere vom Werkzeugmaschinenunternehmen sagen, zur zweiten Natur werden müssen:

1. Einfache Teile auf High-End-Maschinen fahren

„Halten Sie es einfach“, sagt Matsuura Produktmanager Tyler Bonde. Für einen kleineren Betrieb, der zum ersten Mal ein fünfachsiges, palettengefüttertes Bearbeitungszentrum kauft, ist diese automatisierte Maschine wahrscheinlich die teuerste Ressource des Betriebs. Die Standarderwartung sagt, ein hochwertiges Werkzeug sollte hochwertige Teile fahren. Aber das ist potenziell der falsche Weg, über unbeaufsichtigte Zerspanung nachzudenken, sagt er. In diesem Fall sollte das High-End-Werkzeug wahrscheinlich die einfachsten Teile fahren. Also jene Teile, die am besten in der Lage sind, störungsfrei ohne Bediener in der Nähe zu laufen.

„Nicht jeder Job ist Kandidat für unbeaufsichtigte Zerspanung“, sagt Herr Bonde. Einige beinhalten Unsicherheiten oder Herausforderungen, die einen Bediener in der Nähe erfordern. „Fahren Sie diese Jobs bei Tag“, sagt er – möglicherweise auf weniger automatisierten Maschinen. Der Betrieb kann dann die Nachtstunden mit unkomplizierterer und einfacherer Arbeit füllen, auch wenn diese Teile weniger wertvoll sind. Niedrigwertige Arbeit ist häufig dort, wo Automatisierung ihre höchste Wirkung entfaltet.

2. Verlangsamen, um mehr zu schaffen

Auf einer eigenständigen Werkzeugmaschine ist Zykluszeit der Schlüssel. Aber auf einer automatisierten Werkzeugmaschine, die unbeaufsichtigt läuft, ist die Reduzierung der Zykluszeit möglicherweise nicht mehr das produktivste Ziel.

„Für automatisierte Zerspanung geht es nicht darum, wie schnell Sie ein Teil machen können“, sagt Regional Sales Manager Fernando Garcia. „Es geht darum, welchen Durchsatz Sie für ein gegebenes Zeitfenster der Verfügbarkeit aufrechterhalten können.“

Der Unterschied ist subtil, aber wichtig. Der Unterschied ist Konsistenz. Der Durchsatz für ein gegebenes unbeaufsichtigtes Zeitfenster könnte verloren gehen, wenn ein unerwartetes Ereignis, namentlich ein Werkzeugbruch, die Maschine stoppt, während niemand da ist, sie neu zu starten. Herr Garcia sagt, die Minimierung der Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse ist entscheidend für erfolgreiche unbeaufsichtigte Zerspanung, und das Erreichen dieser Zuverlässigkeit erfordert häufig, langsamer zu machen, damit der Zerspanungsprozess stabil ist und Werkzeugverschleiß so vorhersagbar wie möglich ist. Der Nebeneffekt: Werkzeugkosten und Ausschussrate sinken wahrscheinlich.

3. Die profitabelsten Stunden nach Einbruch der Dunkelheit finden

Sobald ein Betrieb etabliert ist, produktiv ohne anwesendes Personal zu laufen, „werden Sie unbeaufsichtigt so viel wie möglich fahren wollen“, sagt Herr St. John. Tatsächlich gehen die Gründe über die Chance hinaus, zusätzliche Kapazität zu finden. Ein weiterer Grund ist, dass diese Kapazität fast sicher die günstigste Zerspanungsarbeit des Betriebs darstellt. Arbeit ist ein großer Teil der Kosten jedes Teils, das in einem Prozess gefahren wird, der einen Bediener erfordert. Betriebe, die Profitabilität erweitern wollen, haben damit das Äquivalent einer kostengünstigen alternativen Quelle, an die sie sich wenden können. Dieser Low-Cost-Provider ist kein externer Subunternehmer, der die Arbeit billig macht, sondern der gleiche Betrieb, der anders läuft während des Teils des Tages, wenn weniger Arbeit vorhanden ist.