Intelligente Werkzeugtechnik: Wie Haimers kontaktloses System Fertigungskosten senkt

Unternehmen, die sich an das „neue Normal“ in der Fertigung anpassen, suchen nach Wegen, effizienter zu werden und der Konkurrenz einen Schritt voraus zu sein. Hier ist der Grund, warum die Steigerung der Werkzeugraumproduktivität ein mächtiger Ansatz für dieses Problem ist.

Fragen Sie jeden Werkstattbesitzer oder Produktionsleiter nach seinem größten Kostenfaktor auf der Fertigungsebene, und Sie werden wahrscheinlich feststellen: Bearbeitungszeit steht ganz oben auf der Liste.

Bearbeitungszeit ist generell der Hauptkostentreiber in einer Einrichtung. Je länger die Bearbeitung eines Teils dauert, desto teurer wird es. Lange Rüstzeiten sind auch ein Produktivitätsverlust. Diese Phasen – einschließlich Abbau, Teile- und Werkzeugbeladung – bringen keinen operativen Mehrwert und sollten so kurz wie möglich sein.

Was ist die Lösung? Die Bereitschaft, neue Werkzeugansätze zu nutzen, die Produktionseffizienz verbessern können, ist entscheidend, sagt Brendt Holden, Präsident von Haimer USA, einem Werkzeughalterhersteller und privater Tochtergesellschaft von Deutschlands Haimer GmbH.

Voreinstellen ist ein großer Teil des Werkzeugraummanagements, wird aber oft übersehen, sagt Holden. Hersteller suchen ständig nach Wegen, Stillstandszeiten zu verringern und Prozesse generell zu verbessern. Sie denken manchmal an Geräte-Upgrades, aber eine günstigere Option ist, den Fertigungsprozess zu vereinfachen, sagt er.

„Leute sagen: ‚Ich stelle meine Werkzeuge einfach an der Maschine ein‘ oder ‚Ich nutze einen Laser in der Maschine zum Voreinstellen des Werkzeugs‘, und während Laser ihren Platz haben, verringert alles, was Sie an der Maschine zum Voreinstellen eines Werkzeugs tun, Ihre Effizienz, da die Maschine während der On-Machine-Voreinstellzeit keine Späne macht“, fügt Holden hinzu.

Werkzeugraumtechniker werden in der Regel stundenbezahlt, aber wenn ein Werkzeugraum nicht effizient geführt wird, kann Bearbeitungszeit – definiert als die Zeit, die mit mechanischen Geräten zur Herstellung eines Produkts verbracht wird – zu einem unnötig großen Anteil der stündlichen Kosten des Mitarbeiters für das Unternehmen werden.

„In vielen Produktionsumgebungen kommt ein Zerspaner oder jemand, der die Maschine bedient, herüber, um Werkzeuge einzurichten, und das ist wirklich verschwenderisch“, sagt Holden. Wenn die Person für das Zerspanen bezahlt wird, aber ihre Zeit mit Werkzeugeinrichtung verbringt, „kosten Sie sich viel mehr Geld, und das ist der versteckte Kostenfaktor, den viele nicht sehen“, fügt er hinzu.

Intelligent beim Werkzeugvoreinstellen

Haimers kontaktloses Werkzeugmanagementsystem rationalisiert den gesamten Werkzeugraum mit einem Industrie-4.0-Ansatz, der es Werkzeugbedienern ermöglicht, Werkzeuge ohne persönliche Interaktion mit anderen Werkzeugbedienern zu wechseln. Es ist auch „kontaktlos“, was in Zeiten von COVID-19-Infektionssorgen bedeutet, dass Sie lange und kostspielige Reinigungszeiten vermeiden können.

Haimers Ansatz ist hochorganisiert und „stabiler“, sagt Holden: „Der große Vorteil ist, die Werkzeugmaschinen durchgängig laufen zu lassen, und das sollte jeder anstreben.“

Eine aktuelle Analyse von Haimer zeigt die Kosteneinsparungen, die das Werkzeugvoreinstell-System bietet. In einer konventionellen Werkstatt mit beispielsweise acht Maschinen, bei denen jede eine Person zum manuellen Einrichten der Werkzeuge benötigt, können die Personalkosten 150.000 Dollar pro Jahr betragen. In einer Werkstatt, die „Industrie-4.0-Werkzeugvoreinstellung“ nutzt, wo eine Person alle acht Maschinen einrichtet, können Sie diese Kosten auf 75.000 Dollar reduzieren, sagt Holden.

Eine weitere Demonstration der Effizienzen, ebenfalls von Haimer (siehe Video unten), zeigt, wie die Zeit für das Einrichten von vier separaten Werkzeugsätzen mit verschiedenen Methoden – manuell, mit Laser, mit regulärem Voreinstellen und mit Haimers Industrie-4.0-Voreinstellung – verkürzt werden kann: von fast 23 Minuten auf 1:43 Minuten.

Dieses Video vergleicht vier Ansätze zum Werkzeugvoreinstellen und die dafür benötigte Zeit:

Kontaktloses Werkzeugmanagement nutzen

Ein weiterer Vorteil des kontaktlosen Werkzeugmanagements ist die Förderung von Social Distancing in Fertigungseinrichtungen, was als eine der effektivsten Methoden gilt, wie Unternehmen eine katastrophale Explosion von COVID-19-Fällen verhindern können.

„Wenn Sie die meisten Werkstätten besuchen, sehen Sie normalerweise eine ganze Menge Leute im Werkzeugraum, die kommen und gehen, und es ist ziemlich chaotisch“, sagt Holden. Mit dem Haimer-Ansatz mildern Sie dieses Problem, fügt er hinzu.

„Wir haben uns das angeschaut und gesagt: ‚OK, wie können wir unsere Mitarbeiter schützen?‘“ sagt Holden. „Früher wäre der Typ oder die Typin, der die Werkzeuge hereingebracht hat, direkt neben der Person, die die Werkzeuge einstellt, herangefahren und hätte gesagt: ‚Hallo Joe, wie geht’s? Hier sind die neuen Werkzeuge für den nächsten Lauf‘, und dann hätten sie vielleicht ein bisschen geredet, und dann wären sie weggegangen, und obwohl es vielleicht nicht viel tatsächlichen Kontakt gab, gab es wenig Social Distancing.“

Im Haimer-System parken Werkzeugtechniker ihre Wagen mit Werkzeugen außerhalb des Werkzeugraums, damit ein anderer Arbeiter sie einsammeln kann, und benutzte Werkzeuge werden an einem angrenzenden Ort zur Abholung hinterlegt.

„Die Leute wissen einfach: Alte Werkzeuge abgeben, neue Werkzeuge schnappen, und dann sind sie weg, sodass sie nie mit der Person im Werkzeugraum interagieren“, sagt Holden. „Es ist ein Prozess, von dem wir glauben, dass er uns wirklich geholfen hat, unsere Mitarbeiter im Shop sozial zu distanzieren.“

Neuer Antrieb für Effizienz

Das Haimer-System hat einige Effizienzen, die nicht sofort erkannt werden, aber signifikant sind, argumentiert Holden.

„Oft haben Sie heutzutage Leute im Werkzeugraum, die wirklich nicht wissen, wie man die Geräte bedient, und so missbrauchen sie die Geräte vielleicht, was zu kostspieligen Fehlern führen kann. Ich denke, wenn es um Effizienz geht, haben Sie einen konsistenten Prozess mit einem echten Experten, der die Geräte im Werkzeugraum bedient, was potenzielle Geräteschäden minimiert und zu konsistenteren Produkten führt, die zum Shopfloor gelangen.“

„Auch wichtig: Ihre Werkzeuge dort zu haben, wo Sie sie wollen“, fährt Holden fort. „Sie können viele Arbeiter haben, die durch einen Werkzeugraum gehen, und oft verbringen sie Zeit damit, nach Sachen zu suchen, weil Joe sie hierhin gelegt hat und Sam sie dorthin, und wenn Tim sie braucht, muss er herausfinden, wo sie sind. Mit einer Person im Werkzeugraum weiß diese Person generell, wo alles ist, weil der Raum organisiert ist und die Werkzeuge griffbereit sind, und all das ist sehr wichtig für Haimer, weil wir verschwendete Zeit vermeiden wollen.“

Gegründet 1977, ist Haimer ein globaler Zulieferer der Werkzeugindustrie. Seit über vier Jahrzehnten bietet es Lösungen für Kunden, die Teile in der Luft- und Raumfahrt sowie Automobilindustrie fertigen, immer mit Fokus auf Abfallminimierung und Effizienzmaximierung.

„Das Einrichten für Aufträge gibt es seit Beginn der Zerspanung, aber ich würde definitiv sagen, es gibt einen neuen Trend zur Effizienz“, sagt Holden. „Alle reden über ihre Schneidwerkzeuge und ihre Vorschübe und Geschwindigkeiten, und das ist alles sehr wichtig, aber der Grund, warum sie das betrachten, ist, Dinge schneller zu erledigen und mit der vorhandenen Ausrüstung mehr Geld zu verdienen.“

„Es hat viel mit Datenerfassung, Analyse und dann der Frage zu tun, wie man einen Prozess effizienter macht“, fährt er fort. „Sie wollen sicherstellen, dass jedes Mal, wenn die Werkzeugbaugruppe an die Maschine kommt, dies in derselben Weise geschieht, mit der gleichen voreingestellten Länge, dem gleichen Auswuchtzustand und dem gleichen Rundlaufzustand. Diese Daten jedes Mal zu analysieren, ist nicht praktikabel.“

Welche Tipps können Sie zum effizienten Werkzeugraummanagement teilen? Was sind Ihre Best Practices?