CNC-Maschineneffizienz steigern: 4 bewährte Zeitspartipps

Zeit ist in der heutigen hart umkämpften Fertigungswelt essenziell. Was können Sie vor, während und nach dem Zerspanen tun, um Zeit zu sparen? Hier sind mehrere Methoden und Ansätze, die helfen.

Warum Zeit beim Zerspanen wichtig ist? Wie das Klischee sagt: Zeit ist Geld. Mit heutigen Mehrfach- und 5-Achs-CNC-Maschinen in der Fertigung gibt es für Werkstätten jeder Größe reichlich Optimierungspotenzial. Doch bevor wir in die praktischen Details eintauchen, einen Schritt zurück: Was muss getan werden, bevor Maschinenbefehle programmiert und Späne von Titan oder Edelstahl fliegen?

„Es ist wichtig zu wissen, wie viel Zeit und wessen Zeit“, schreibt CNC Cookshop in seiner Blogserie zur CNC-Produktivität. „Letztlich wollen Sie wahrscheinlich den Zeitimpact für Menschen und Maschinen verstehen – beides sind knappe Ressourcen, die geplant werden müssen. Es kostet mehr, zu viele Leute oder Maschinen untätig zu haben – oder zu wenige, wo Sie nicht so viel Arbeit verarbeiten können, wie möglich wäre.“

Tipp 1: Auf Makroebene ansetzen: Lean Manufacturing Practices einführen

Lean Manufacturing fokussiert sich darauf, Verschwendung zu eliminieren. Im Kern geht es um Optimierung – einen Prozess verbessern oder ein Qualitätsteil in weniger Zeit fertigen als heute. Nicht durch bloß schnelleres Arbeiten, betont Lean-Experte Jamie Flinchbaugh, denn schnelleres Arbeiten führt zu Fehlern. Fertigungsarbeit lässt sich verbessern durch parallele Abläufe, Eliminierung von Übergaben und Nacharbeit – und das Streichen ganzer Prozessschritte.

„Technologie ist oft eine Lösung hier – sei es schnellere Fertigungsausrüstung oder Softwaretools für das Büro“, schreibt Flinchbaugh für Industry Week.

Technologie ist heute allgegenwärtig in der Fertigung – und entwickelt sich weiter in Schneidwerkzeugen, Spann- und Werkzeughaltesystemen, Kühlschmierstoffen, Messtechnik, Sensoren für Echtzeit-Maschinendaten sowie Simulations- und Reporting-Software. Nutzen Sie sie zu Ihrem Vorteil.

„Menschen die Verschwendung sehen lassen und ihnen dann Werkzeuge und Techniken geben, anders zu denken, um Verschwendung zu reduzieren und zu eliminieren – das ist der Schlüssel“, sagt Mike Petkewich, Senior Knowledge Expert und Teamleiter Lean Manufacturing bei Boston Consulting Group, im Artikel „Transforming to Lean Manufacturing“.

Tipp 2: Auf taktische und praktische Ebene auf dem Shopfloor gehen

Es mag einfach klingen, wenn man es liest, aber es braucht Vorarbeit, um in die Optimierungs-Mindset zu kommen. Mike Lynch, Präsident von CNC Concepts, der Werkstätten zu Best Practices berät und schult, rät Herstellern, den Fundamenten zu folgen, die er auf drei Punkte herunterbricht:

• Organisiert sein
• Aufgaben vereinfachen
• Personal schulen

Nach Lynch bedeutet Organisation einen sauberen Arbeitsbereich mit einem festen Platz in der Arbeitszelle für alles, was für einen Job nötig ist – Werkzeuge und Komponenten griffbereit. Vereinfachung heißt: Alle benötigten Dokumentation auf dem niedrigsten Qualifikationsniveau der Belegschaft ausrichten. Auch die Notwendigkeit von Berechnungen minimieren – z. B. durch konsistente Toleranzangaben auf Prozesszeichnungen – und Informationen bereitstellen, die beim Einstellen kritischer Flächen helfen. Dazu gehört auch das Programmieren von Probebearbeitung für Testschnitte.

„Organisiert sein spart langfristig Zeit, begrenzt Frustration und doppelte Arbeit und macht die benötigte Zeit weitaus vorhersehbarer“, sagt Lynch. „Aufgaben zu vereinfachen ermöglicht es auch geringer qualifizierten Mitarbeitern, zu performen – bei Zeitersparnis und Fehlervermeidung.“

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Tipp 3: Maschinen und Werkzeuge an ihre Grenzen bringen

Denken Sie an heutige CNC-Maschinen wie Rennwagen: Sie sind für Geschwindigkeit gebaut – und hohe Durchsätze und Drehzahlen. Diese Built-for-Speed-Mentalität gilt auch für Spanabtragsraten und Werkzeuge, die neue Performance-Level erreichen – materialabhängig natürlich.

„CNC-Maschinen sind die profitabelsten Assets Ihres Betriebs, aber im Leerlauf sind sie Overhead“, notiert CNC Cookshop. „Werkstatt um Werkstatt hat festgestellt: Die erste Priorität ist, die Späne fliegen zu lassen. Je mehr Produktion die Maschine leisten kann, desto mehr wollen wir sie damit beschäftigen, Geld für die Werkstatt zu verdienen.“

Tipp 4: Zykluszeit nicht vergessen

Viele Unternehmen berechnen Zykluszeit als Bearbeitungszeit geteilt durch Stückzahl – ein Durchschnitt. Ist das präzise genug? Automatisierte Datenerfassung an jeder Maschine für genauere Zykluszeitdaten kann helfen.

„Eine Sekunde eingesparte Zykluszeit summiert sich auf 16,6 Minuten eingesparte Produktionszeit bei 1.000 Zyklen … Werden vier Sekunden pro Zyklus bei einem 1.000-Stück-Auftrag eingespart, spart das über eine Stunde Produktionszeit“, rechnet Lynch in einem Artikel zu Rapid Time vor. „Und wenn diese vier Sekunden ohne Kosten durch effiziente Programmgestaltung eingespart werden, umso besser.“

Wenn man das Zusammenspiel aus Maschinendurchsatz und Material wirklich versteht – das richtige Werkzeug zählt. Wie im Artikel „Get Lean: Choose Better Tools, Compress Time, Deliver On Time“ festgestellt: Es gibt mehr Chancen, Effizienz durch Zeitersparnis an der Maschine zu gewinnen, als die meisten Bediener ahnen.

Ein Werkleiter mag zu sehr darauf fokussiert sein, was nötig ist, um einen Job bei 20 Sekunden profitabel zu machen – aber kann er mehr? Oft wird diese Option nie erkundet. Irgendwann morpht das ungewollt in „wie schnell der Zerspaner das Teil laufen lassen soll“, sagt Adam Moran, VP bei Vorne Industries, in „How to Slash Cycle Times When Cutting Metal“.

„Aber wenn wir tatsächlich schauen, wie schnell das Teil laufen kann, stellen wir vielleicht fest: 12 Sekunden sind relativ leicht machbar“, sagt Moran.

Ein klarer Vorteil von 5-Achs-CNC-Maschinen: Oft kann dasselbe Werkzeug für verschiedene Schnitte genutzt werden – weniger Werkzeugwechsel, mehr Effizienz, während das Werkstück tangential zum Schneidwerkzeug rotiert. Auch kürzere Werkzeuglängen sind möglich.

„Weil Sie fünf Seiten eines Teils erreichen können, erlaubt 5-Achs auch kürzere Werkzeuglängen“, sagt Jacob Leighton, CNC-Shop-Supervisor bei Leighton Machine & Tool. „Das macht ein steiferes Werkzeug, erlaubt höhere Geschwindigkeiten und bessere Oberflächen.“

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