Wie Automatisierung in der CNC-Bearbeitung Präzision und Produktivität verbessert

Die Automatisierung von CNC-Maschinen hilft Unternehmen, den für den Bearbeitungsprozess erforderlichen menschlichen Eingriff zu reduzieren und ein höheres Maß an Effizienz, Präzision und Produktivität in ihren Abläufen zu erreichen.

In den 1940er Jahren gab es in der Industrie die ersten CNC-Maschinen, die auf Lochstreifen gespeicherte Codes verwendeten. Die heutigen Setups sind weitaus ausgefeilter und umfassen multifunktionale Setups, die Werkzeuge wie Bohrer, Drehmaschinen und Fräsinstrumente in Zellen integrieren. Der In(Sight)-Bericht 2020 legt nahe, dass die Automatisierung zunimmt. 54 % der Mitarbeiter glauben, dass sie durch Automatisierung jährlich bis zu 240 Stunden einsparen könnten, während 61 % der Unternehmensleiter glauben, dass die Automatisierung in den nächsten zwölf Monaten problemlos auf ihre Branchen angewendet werden könnte. CNC-Bearbeitung ist keine Ausnahme. CNC-Maschinen verfügen über unterschiedliche Software- und Automatisierungsstufen. Der angegebene Automatisierungsgrad kann die Bearbeitungsprozesse und damit die Qualität der Herstellerkomponenten erheblich verbessern. Dennoch besteht die Schwierigkeit darin, die geeignete CNC-Werkzeugmaschine und Automatisierung für Ihre Einrichtung zu finden.

Die Auswahl an Werkzeugen sollte die erste und wichtigste Überlegung sein. In einer modernen Maschinenwerkstatt kann man davon ausgehen, dass etwa 40 oder mehr Werkzeuge benötigt werden, vom Bohrer bis zum Schlagmesser. Allerdings hängt die Werkzeugauswahl von der Art der Operation ab, beispielsweise Bohren, Fräsen, Drehen oder Gewindeschneiden. Bevor Ingenieure einen Entwurf erstellen, ist es von Vorteil, einige Nachforschungen anzustellen, um sicherzustellen, dass die benötigte Werkzeugpalette mit den Bearbeitungsmöglichkeiten und der verfügbaren Ausrüstung übereinstimmt. Es könnte sich beispielsweise herausstellen, dass die CNC-Maschine sieben von zehn Bearbeitungsschritten auf einer CNC-Drehmaschine ausführen kann, zwei weitere Schritte jedoch eine Funkenerosion (EDM) erfordern und ein letzter Schritt einen zusätzlichen Arbeitsgang von einem externen Lieferanten erfordert. Diese zusätzlichen Schritte und die Einbindung eines Drittanbieters würden sich auf die Gesamtkosten auswirken. Auch die Geschwindigkeitsänderung ist ein wesentlicher Gesichtspunkt. Es hat keinen Sinn, all diese Tools zu haben, wenn man sie nicht nutzen kann. Bearbeitungszentren sind mit automatischen Werkzeugwechselmechanismen ausgestattet, die den Werkzeugwechselprozess rationalisieren sollen. Moderne Modelle zeichnen sich durch kurze Werkzeugwechselzeiten aus, was Ihren Erwartungen durchaus entsprechen dürfte.

Wenn Sie mit älteren CNC-Maschinenmodellen arbeiten, ist ein automatisierter Werkzeugwechsel oft keine Option. Wenn Sie jedoch die Zykluszeit optimieren möchten, können Sie Maßnahmen ergreifen, um die Dauer des Werkzeugwechsels zu verkürzen. Um die Werkzeugwechselzeit ohne Automatisierung zu verkürzen, ist eine Kombination aus effizienten manuellen Prozessen, angemessener Organisation und Schulung erforderlich. Ein positiver erster Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass Werkzeuge und Werkzeughalter logisch und leicht zugänglich aufbewahrt werden. Multi-Tool-Halter in der CNC-Maschine selbst, wie Werkzeugmagazine oder Werkzeugkarussells, können auch die Notwendigkeit häufiger Werkzeugwechsel während eines Auftrags reduzieren. Ebenso die Investition in Schnellwechsel-Werkzeugsysteme, wie z. B. Schnellwechsel-Werkzeughalter oder modulare Werkzeugsysteme, um die Werkzeugwechselzeiten deutlich zu verkürzen. In einer idealen Welt würde dies jedoch durch Automatisierung bewerkstelligt. Der manuelle Austausch von Roboterkomponenten in einem System ist eine Aufgabe, die Fachkenntnisse in der Roboterprogrammierung erfordert. Dies kann sowohl zu längeren Ausfallzeiten als auch zur Abhängigkeit von qualifiziertem Personal führen. Ein Automatisierungssystem wie das CubeBOX-System von Tezmaksan Robotics bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche, die es Bedienern ermöglicht, Teile mühelos auszutauschen, ohne dass sie vorher über Kenntnisse in der Roboterprogrammierung verfügen müssen. Dieses schnelle Be- und Entladen der Werkstücke erhöht die Flexibilität und Agilität des Produktionsprozesses erheblich und ermöglicht eine schnelle Anpassung an sich ändernde Produktionsanforderungen. Als nächstes folgt der Bearbeitungsbereich, einschließlich der Fähigkeit der Maschine, mehr als eine Palette gleichzeitig zu bearbeiten. Die Bearbeitungsfähigkeiten des Systems sollten beispielsweise berücksichtigt werden: Ist es ideal für die Bearbeitung großer Stückzahlen, für schwere Bearbeitungen oder für beides?

Beispielsweise können die CubeBOX-Automatisierungssysteme von Tezmaksan Robotics für die CNC-Maschinenbeschickung Aufgaben wie das Be- und Entladen von Werkstücken, Werkzeugwechsel und Qualitätsprüfungen nahtlos ausführen. Durch die Automatisierung dieser Aufgaben können Hersteller ihre CNC-Maschinen kontinuierlich über 24 Stunden betreiben, was zu einer höheren Produktionskapazität und geringeren Arbeitskosten führt. Diese Automatisierung trägt auch zu einer höheren Präzision und Konsistenz bei Bearbeitungsvorgängen bei. Die CubeBOX-Robotersysteme sind mit fortschrittlichen Sensoren und Programmierfunktionen ausgestattet und stellen sicher, dass jeder Vorgang mit einer Genauigkeit ausgeführt wird, die durch manuelle Vorgänge nur schwer zu erreichen ist. Dies ist besonders wertvoll in Branchen, in denen enge Toleranzen und Qualitätsstandards unerlässlich sind. Diese Robotersysteme können an verschiedene CNC-Maschinentypen und -größen angepasst werden und eignen sich daher für ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Branchen. Ob in der Metall-, Holz- oder anderen Fertigungsbranche – die Automatisierung kann individuell auf die spezifischen Produktionsbedürfnisse und -anforderungen zugeschnitten werden. Zu guter Letzt stellt sich noch die Frage der Sicherheit. Die Automatisierung von CNC-Maschinen führt zu einer verbesserten Sicherheit am Arbeitsplatz, da menschliche Bediener weniger repetitive und körperlich anstrengende Aufgaben ausführen müssen und somit das Risiko von Unfällen und Verletzungen minimiert wird. Dies schützt nicht nur das Wohlbefinden der Mitarbeiter, sondern reduziert auch mögliche Ausfallzeiten und die damit verbundenen Kosten. Im Wesentlichen wird die Einführung der Automatisierung in der CNC-Bearbeitung zusammen mit einem strategischen Fokus auf Maschinenspezifikationen einen Wettbewerbsvorteil für Unternehmen verschaffen, die nicht nur ihre Abläufe optimieren, sondern auch an der Spitze der modernen Fertigung bleiben möchten.

Hakan Aydogdu ist General Manager des Herstellers von CNC-Automatisierungssystemen Tezmaksan Robot Technologies mit Sitz in Istanbul, Türkei. Tezmaksan, seit 1981 im Geschäft, ist ein europäisches Unternehmen für Robotik, Werkzeugmaschinen und Industrieausrüstung, das CNC-Maschinen, Bearbeitungszentren, Drehmaschinen, Fräsmaschinen und mehr sowie modernste Lösungen, Schulungen und Supportdienste für industrielle und kommerzielle Anwendungen anbietet .

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