Produktivität an der Drehmaschine wird meistens mit Zerspanungsleistung gleichgesetzt – schnellere Schnittwerte, bessere Werkzeuge, kürzere Bearbeitungszeit. Das ist ein Hebel, aber selten der größte. Der größte liegt fast immer bei der Zeit, in der die Maschine nicht zerspant.
Die Zeitarten auseinanderhalten
Bevor optimiert wird, lohnt eine Aufteilung. Ohne sie wird an der Stelle gearbeitet, die am besten sichtbar ist – und das ist fast immer die Zerspanung, weil sie im NC-Programm steht.
| Zeitart | Was darin passiert | Fällt an |
|---|---|---|
| Hauptzeit | Das Werkzeug zerspant | je Werkstück |
| Nebenzeit im Zyklus | Zustellen, Werkzeugwechsel, Positionieren, Abstechen | je Werkstück |
| Stangenwechselzeit | Reststück ausschleusen, neue Stange laden | je Stange |
| Rüstzeit | Durchmesserwechsel, Werkzeuge, Programm, Einfahren | je Auftrag |
| Störzeit | ungeplanter Stillstand | unregelmäßig |
| Brachzeit | Maschine läuft nicht, weil niemand da ist | je Schicht |
Die nützlichste Frage lautet nicht „wie schnell zerspant die Maschine?", sondern „wie viele Stunden im Monat zerspant sie überhaupt?". Der Abstand zwischen beiden Antworten ist der Raum für Verbesserung.
Brachzeit: der größte Einzelposten
Eine Maschine, die in einer Schicht bedient läuft, steht zwei Drittel des Tages – nicht wegen eines technischen Problems, sondern weil niemand da ist. Kein Schnittwert der Welt kompensiert das.
Hier setzt die automatische Materialzuführung an: Sie beseitigt einen der Gründe, aus denen jemand danebenstehen muss. Das reicht allein noch nicht für die mannlose Schicht, aber es ist die Voraussetzung dafür. Siehe Der Weg zur mannlosen Schicht.
Der zweite Effekt tritt schon am Tag ein und wird oft unterschätzt: Wer nicht mehr am Takt der Maschine hängt, kann eine zweite Maschine betreuen. Die gewonnene Kapazität entsteht damit doppelt – nachts durch Laufzeit, tagsüber durch Mehrmaschinenbedienung.
Störzeit: unregelmäßig, aber messbar
Störungen fallen unregelmäßig an und werden deshalb selten erfasst. Genau das macht sie gefährlich: Was nicht gezählt wird, taucht in keiner Rechnung auf – wohl aber im Ergebnis.
Auf der Zuführungsseite sind die Ursachen überschaubar und fast alle vermeidbar: gestauchte Stangenenden, falscher Führungseinsatz, gestörte Ölversorgung, voller Reststückbehälter, falsch parametrierte Stangenendemeldung. Siehe Typische Störungen bei Lademagazinen.
Rüstzeit: der Hebel mit dem besten Verhältnis
Rüstzeit fällt je Auftrag an. Bei großen Losen ist sie unbedeutend, bei kleinen bestimmt sie das Ergebnis – und die Losgrößen sinken in den meisten Betrieben.
Auf der Zuführungsseite besteht Rüsten aus dem Wechsel von Führungseinsatz und Vorschubstange, dem Einstellen der Vereinzelung und der Parametrierung von Zustelllänge und Stangenendemeldung. Drei Maßnahmen wirken hier ohne Investition:
- Aufträge mit gleichem Stangendurchmesser hintereinander legen. Das spart den Rüstvorgang vollständig – der wirksamste Eingriff überhaupt und er kostet nichts.
- Einstellwerte je Durchmesser dokumentieren. Beim nächsten Auftrag entfällt das Suchen und Nachjustieren.
- Führungseinsätze vollständig vorhalten. Wer für eine Zwischengröße improvisiert, spart Rüstzeit und zahlt sie über eine reduzierte Drehzahl zurück.
Mit Investition kommen werkzeugloser Wechsel der Einsätze oder eine automatische Anpassung der Führungsgeometrie hinzu. Ob sich das rechnet, entscheidet die Zahl der Durchmesserwechsel im Monat. Siehe Stangenlader richtig einstellen.
Stangenwechselzeit
Der Stangenwechsel fällt je Stange an. Sein Gewicht hängt damit an zwei Größen: der Taktzeit je Werkstück und der nutzbaren Länge je Stange.
Bei langen Bearbeitungszeiten verschwindet er im Rauschen. Bei sehr kurzen Takten – wenige Sekunden je Teil – wird er zu einem messbaren Anteil, weil er dann im Verhältnis zur Hauptzeit lange dauert.
Hebel sind die Stangenlänge, der konstruktive Aufbau des Vorschubs und die zuverlässige Reststückentnahme. Siehe Reststückentnahme beim Stangenlader und Langstangenlader oder Kurzstangenlader?.
Nebenzeit im Zyklus
Innerhalb des Zyklus fällt Zeit für Zustellung, Werkzeugwechsel, Positionierung und Abstechen an. Auf der Zuführungsseite ist davon die Zustellung relevant – sie wird bei jedem Werkstück gebraucht.
Die Zustellzeit besteht aus der reinen Fahrzeit und der Signalverzögerung zwischen Anforderung und Rückmeldung. Bei kurzen Takten wiegt die Verzögerung schwerer als die Fahrzeit selbst. Wie sich das beeinflussen lässt, steht unter Lademagazin und Drehmaschine synchronisieren.
Ein häufig übersehener Punkt: Die Abstechzugabe wirkt je Werkstück auf den Materialverbrauch. Über eine ganze Stange summiert sie sich stärker als das Reststück am Ende.
Hauptzeit: der zuletzt zu bearbeitende Hebel
Die Zerspanungszeit zu senken ist legitim und wirkt – aber sie steht in dieser Reihenfolge bewusst hinten. Sie ist der am besten untersuchte Bereich, der am ehesten ausgereizte, und ihre Verbesserung kostet meistens Standzeit.
Auf der Zuführungsseite gibt es hier trotzdem einen Zusammenhang: Höhere Drehzahlen sind nur fahrbar, wenn die rotierende Stange hinter der Spannzange beherrscht wird. Ein zu großer Führungsspalt oder eine gestörte Ölversorgung begrenzt die Drehzahl unabhängig vom Werkzeug. Siehe Optimale Drehzahl beim Stangenmaterial.
Wer die Schnittwerte anhebt, ohne die Führung zu prüfen, stößt an eine Grenze, die er dem Werkzeug zuschreibt – und tauscht Schneidstoffe, die nicht das Problem sind.
Die Reihenfolge, in der sich Verbesserungen lohnen
Sortiert nach dem üblichen Verhältnis von Aufwand zu Wirkung:
| Maßnahme | Aufwand | Wirkt auf |
|---|---|---|
| Aufträge nach Durchmesser gruppieren | keiner, nur Planung | Rüstzeit |
| Einstellwerte dokumentieren | gering | Rüstzeit, Fehlersuche |
| Störungen zwei Wochen erfassen | gering | Störzeit |
| Stangenenden beim Beschicken sichten | Sekunden je Stange | Störzeit |
| Führungseinsätze vervollständigen | einmalig, gering | Drehzahl, Störzeit |
| Materialqualität spezifizieren | einmalig, Beschaffung | Drehzahl, Störzeit |
| Zuführung automatisieren | Investition | Brachzeit |
| Werkzeugüberwachung, Schwesterwerkzeuge | Investition | Brachzeit, Störzeit |
| Schnittwerte optimieren | laufend | Hauptzeit |
Was sich nicht rechnen lässt – und trotzdem zählt
Nicht jeder Effekt lässt sich beziffern, und es wäre unredlich, dafür Zahlen zu erfinden. Drei Punkte gehören trotzdem in die Betrachtung:
- Planbarkeit: Eine Maschine mit gleichmäßiger Taktzeit lässt sich terminieren. Eine mit unregelmäßigen Unterbrechungen nicht.
- Körperliche Belastung: Das wiederholte Einlegen von Rohteilen entfällt. Dafür kommt das Beschicken langer Stangen hinzu, das eigene Anforderungen stellt.
- Qualifikation: Die Aufgabe verschiebt sich vom Einlegen zum Rüsten und Beurteilen. Das ist für die Beschäftigten meist ein Gewinn, verlangt aber Einarbeitung.
Wie sich die bezifferbaren Posten gegeneinanderstellen, steht unter Der Weg zur mannlosen Schicht.
Häufige Fragen
Welche Drehmaschinen lassen sich mit einem Lademagazin automatisieren?
Grundvoraussetzung ist eine durchgehende Hohlspindel, durch die die Materialstange geschoben werden kann. Das trifft auf Kurz- und Langdrehautomaten sowie auf viele CNC-Drehmaschinen mit Stangenbearbeitung zu. Futtermaschinen ohne Spindeldurchlass scheiden aus.
Was bringt die Automatisierung konkret?
Die Maschine läuft über mehrere Stangen hinweg ohne Bedienereingriff. Das verlängert die mannlose Laufzeit, macht Nebenzeiten planbar und ist Voraussetzung für mehrmaschinige Bedienung. Der Nutzen steigt mit der Stückzahl und mit kurzen Taktzeiten.
Wie werden Drehmaschine und Lademagazin synchronisiert?
Über Signale zwischen Maschinen- und Magazinsteuerung. Die Maschine fordert Vorschub an, das Magazin meldet zurück, ob Material anliegt und ob die Stange zu Ende geht. Die konkrete Umsetzung hängt von der Steuerung ab und wird bei Nachrüstung mit dem Maschinenhersteller abgestimmt.