4 Tipps zur Verbesserung der Effizienz von CNC-Maschinen, bevor die Späne fliegen

Zeit ist in der heutigen hart umkämpften Fertigungswelt von entscheidender Bedeutung. Was können Sie tun, um vor, während und nach der Bearbeitung Zeit zu sparen? Hier sind einige Methoden und Ansätze, die helfen können.

Warum sollten Sie sich bei der Bearbeitung von Teilen um die Zeit kümmern? Wie das Klischee sagt, Zeit ist Geld. Mit den heutigen mehrachsigen und 5-achsigen CNC-Maschinen in der Fertigung gibt es viele Möglichkeiten, die Zeit für Maschinenwerkstätten jeder Größe zu optimieren. Aber bevor wir in die praktischen Details eintauchen, gehen wir einen Schritt zurück und schauen uns an, was getan werden muss, bevor Maschinenbefehle programmiert werden und bevor Späne von einem Stück Titan oder Edelstahl fliegen.

„Es ist wichtig zu wissen, wie viel Zeit und wessen Zeit“, schreibt CNC Cookshop in seiner Blog-Serie zur CNC-Produktivität. „Letztendlich möchten Sie wahrscheinlich die zeitlichen Auswirkungen für Menschen und Maschinen verstehen – beides sind knappe Ressourcen, die eingeplant werden müssen. Es kostet mehr, zu viele zu haben, wenn Menschen oder Maschinen im Leerlauf sind, oder zu wenige, wenn Sie nicht so viel Arbeit verarbeiten können, wie Sie sonst könnten.“

Tipp 1:Beginnen Sie auf der Makroebene:Nehmen Sie schlanke Fertigungspraktiken an

Ein Großteil der Lean-Manufacturing-Methodik konzentriert sich auf die Vermeidung von Verschwendung. Im Kern geht es bei Lean Manufacturing um Optimierung. Es geht darum, einen Prozess zu verbessern oder ein Qualitätsteil in kürzerer Zeit als heute herzustellen. Es liegt nicht daran, einfach schneller zu arbeiten, sagt Lean-Manufacturing-Experte Jamie Flinchbaugh, denn schnelleres Arbeiten kann zu Fehlern führen. Die Fertigungsarbeit kann verbessert werden, indem Aufgaben parallel durchgeführt werden, Übergaben und Nacharbeiten entfallen – und einige Prozessschritte ganz wegfallen.

„Technologie ist hier oft eine Lösung, sei es beim Kauf schnellerer Geräte in der Fertigung oder der Entwicklung von Softwaretools für das Büro“, schreibt Flinchbaugh für Industry Week.

Technologie ist in der heutigen Fertigung im Überfluss vorhanden – und entwickelt sich weiter in den Bereichen Schneidwerkzeuge, Werkstück- und Werkzeughalterung, Kühlmittel und Messtechnik sowie Sensoren, die Echtzeit-Maschinendaten liefern – sowie in Simulations- und Berichtssoftware. Nutzen Sie es zu Ihrem Vorteil.

„Die Menschen dazu zu bringen, die Verschwendung zu sehen, und ihnen dann die Werkzeuge und Techniken an die Hand zu geben, anders zu denken, diese Verschwendung zu reduzieren und zu eliminieren – das ist der Schlüssel“, sagt Mike Petkewich, Senior Knowledge Expert und Teammanager für Lean Manufacturing bei The Boston Consulting Group im Artikel „Transforming to Lean Manufacturing.“

Tipp 2:Bewegen Sie sich in der Werkstatt zum Taktischen und Praktischen

Es mag einfach aussehen, wenn Sie es lesen, aber es ist ein wenig Vorarbeit erforderlich, um in die Denkweise der Optimierung einzusteigen. Mike Lynch, Präsident von CNC Concepts, der Maschinenwerkstätten zu Best Practices berät und schult, rät Herstellern, die Grundlagen zu befolgen, die er auf Folgendes reduziert:

• Organisieren Sie sich
• Aufgaben vereinfachen
• Schulen Sie Ihr Personal

Laut Lynch bedeutet Organisation einen sauberen Arbeitsbereich mit einem ausgewiesenen Platz in einer Arbeitszelle für alles, was zur Erledigung einer Arbeit benötigt wird, wie z. B. das Bereithalten von Werkzeugen und Komponenten. Vereinfachung bedeutet, dass die gesamte erforderliche Dokumentation auf das Personal mit dem niedrigsten Qualifikationsniveau ausgerichtet ist. Es bedeutet auch, den Bedarf an Berechnungen zu minimieren, wie z. B. konsistente Plus- und Minus-Toleranzspezifikationen auf Prozesszeichnungen – und Informationen zur Verfügung zu haben, die bei der Dimensionierung kritischer Oberflächen helfen. Es beinhaltet auch die Programmierung von Probebearbeitungen für Testschnitte.

„Auf lange Sicht spart eine gute Organisation Zeit und trägt dazu bei, Frustration und Doppelarbeit zu begrenzen, und macht die erforderliche Zeit viel vorhersehbarer“, sagt Lynch. „Das Vereinfachen von Aufgaben ermöglicht es Menschen mit geringeren Fähigkeiten, ihre Leistung zu erbringen, während Zeit gespart und Fehler minimiert werden.“

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Tipp 3:Bringen Sie Ihre Maschinen und Werkzeuge an ihre Grenzen

Stellen Sie sich die heutigen CNC-Maschinen wie Rennwagen vor:Sie sind darauf ausgelegt, schnell zu fahren – und viel Durchsatz und Drehzahl zu bewältigen. Diese auf Geschwindigkeit ausgelegte Denkweise gilt auch für Metallabtragsraten und Werkzeuge, die darauf ausgelegt sind, neue und verbesserte Leistungsniveaus zu erreichen – natürlich abhängig vom Material.

„CNC-Maschinen gehören zu den profitabelsten Vermögenswerten Ihres Unternehmens, aber wenn sie im Leerlauf sind, sind sie Overhead“, bemerkt CNC Cookshop. „Shop nach Shop hat festgestellt, dass es an erster Stelle steht, die Späne am Laufen zu halten. Je mehr Produktion die Maschine leisten kann, desto mehr wollen wir sie damit beschäftigen, Geld für die Werkstatt zu verdienen.“

Tipp 4:Vergessen Sie nicht die Zykluszeit

Viele Unternehmen berechnen die Zykluszeit, indem sie die Bearbeitungszeit durch die Anzahl der hergestellten Teile dividieren, was ein Durchschnittswert ist. Aber ist das genau genug Information? Die Automatisierung der Datenerfassung an jeder Maschine, um genauere Informationen zur Zykluszeit zu erhalten, kann hilfreich sein.

„Eine Sekunde eingesparter Zykluszeit summiert sich auf 16,6 Minuten eingesparte Produktionszeit bei 1000 Zyklen … Wenn nur vier Sekunden pro Zyklus bei einer 1000-Stück-Bestellung eingespart werden können, kann über eine Stunde Produktionszeit eingespart werden“, bemerkt Lynch in ein Artikel über schnelle Zeit. „Und wenn sich diese vier Sekunden sparen lassen, ohne Geld auszugeben, indem Sie einfach Ihre Programme effizient formatieren, umso besser.“

Wenn Sie das Zusammenspiel zwischen Maschinendurchsatz und Material wirklich verstehen, kommt es auf die richtigen Werkzeuge an. Wie im Artikel „Get Lean:Choose Better Tools, Compress Time, Deliver On Time“ erwähnt, gibt es mehr Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung durch Zeiteinsparungen auf Maschinenebene, als den meisten Bedienern vielleicht bewusst ist.

Ein Werks- und Betriebsleiter ist vielleicht zu sehr darauf konzentriert, was nötig ist, um einen Job in 20 Sekunden rentabel zu machen, aber kann er mehr bewältigen? Oft wird diese Option nicht einmal untersucht. Irgendwann „wandelt sich das unbeabsichtigt dahin, wie schnell die Maschinisten das Teil bearbeiten sollten“, sagt Adam Moran, Vizepräsident bei Vorne Industries, in dem Artikel „How to Slash Cycle Times When Cutting Metal.“

„Aber wenn wir uns ansehen, wie schnell das Teil laufen kann, stellen wir vielleicht fest, dass wir es relativ einfach in 12 Sekunden schaffen können“, sagt Moran.

Und es gibt einen entscheidenden Vorteil bei 5-Achsen-CNC-Maschinen:Es bedeutet oft, dass Sie dasselbe Werkzeug für eine Reihe von Schnitten verwenden können – so gibt es weniger Werkzeugwechsel und mehr Effizienz, da sich ein Werkstück tangential zum Schneidwerkzeug dreht. Es ermöglicht auch kürzere Werkzeuglängen.

„Da Sie auf fünf Seiten eines Teils zugreifen können, können Sie mit 5-Achsen auch Ihre Werkzeuglängen verkürzen“, sagt Jacob Leighton, CNC-Werkstattleiter von Leighton Machine &Tool. „Dies sorgt für ein steiferes Werkzeug, mit dem Sie schneller arbeiten und bessere Oberflächengüten erzielen können.“

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