Reststückentnahme beim Stangenlader

Wenn eine Materialstange aufgebraucht ist, muss der Rest aus dem Weg – vollständig und zuverlässig, bevor die nächste Stange nachrücken kann. Der Vorgang dauert Sekunden und wird kaum beachtet, bis er einmal nicht funktioniert. Dann steht die Maschine, und zwar oft mitten in der Nacht.

Wann der Vorgang ausgelöst wird

Der Stangenwechsel beginnt nicht, wenn das Material zu Ende ist, sondern bevor es zu Ende ist. Der Lader meldet das nahende Stangenende vorab an die Maschinensteuerung; diese bricht die Teilefolge sauber ab, statt ein unvollständiges Werkstück zu beginnen.

Erst danach läuft die eigentliche Entnahme an. Ist der Vorhaltewert dieser Meldung zu knapp parametriert, entsteht ein angeschnittenes Teil, das im schlechtesten Fall unbemerkt in die Gutteilkiste fällt. Ist er zu großzügig, bleibt mehr Material übrig als nötig. Siehe Reststück beim Lademagazin.

Zwei Wege aus dem Kanal

Für die Ausgabe gibt es zwei grundsätzlich verschiedene Wege. Welcher genutzt wird, ist eine Frage der Bauart und nicht im Betrieb umstellbar.

Nach vorne durch die Spindel

Die Vorschubstange schiebt das Reststück durch die Spindel hindurch in den Arbeitsraum, wo es in eine Auffangvorrichtung oder in den Späneförderer fällt. Der Weg ist kurz und die Mechanik einfach – aber der Arbeitsraum muss das Reststück aufnehmen können, ohne dass es dort etwas beschädigt oder blockiert.

Nach hinten aus dem Kanal

Die Vorschubstange zieht zurück, der Führungskanal öffnet sich, und das Reststück wird seitlich ausgeschleust. Der Arbeitsraum bleibt frei, das Magazin braucht dafür aber eine eigene Vorrichtung und einen Sammelbehälter an der Rückseite.

Der Weg nach hinten setzt in der Regel einen Kopf voraus, der die Stange auch ziehen kann – also ein klemmendes Prinzip statt eines reinen Mitnehmers. Siehe Spannzange der Vorschubstange.

Bei der Planung ist beides zu bedenken: Beim Weg nach vorne muss im Arbeitsraum Platz und ein sinnvoller Auffangpunkt sein. Beim Weg nach hinten muss der Sammelbehälter erreichbar sein, ohne dass jemand über eine ölige Fläche steigen muss.

Der vollständige Ablauf des Stangenwechsels

Zwischen dem letzten Gutteil und dem ersten Gutteil der nächsten Stange liegt eine feste Folge von Schritten. Jeder davon kann klemmen:

1. Stangenendemeldung an die Maschine, Teilefolge wird abgebrochen.
2. Spindel hält an, Spannzange öffnet.
3. Das Reststück wird ausgeschleust – nach vorne geschoben oder nach hinten gezogen.
4. Die Vorschubstange fährt in ihre Ausgangslage zurück, der Kanal ist frei.
5. Die Vereinzelung gibt genau eine neue Stange frei.
6. Die Stange wird in den Führungskanal übergeben.
7. Der Kopf greift das Stangenende.
8. Die Stange wird durch die Spindel bis zur Bearbeitungsposition geschoben, die Maschine spannt.
9. Freigabe an die Maschine, die Teilefolge beginnt von vorn.

Die Summe dieser Schritte ist die Stangenwechselzeit. Sie fällt je Stange an – und damit bei kurzen Stangen deutlich häufiger als bei langen. Siehe Langstangenlader oder Kurzstangenlader?.

Was die Wechselzeit bestimmt

Der längste Einzelanteil ist meistens nicht die Entnahme, sondern der Rückzug der Vorschubstange über die volle Stangenlänge und das anschließende Wiedereinschieben. Bauartbedingt lässt sich hier Zeit gewinnen.

• Ein einstufiger Vorschub arbeitet ohne Umsetzen in einer Bewegung. Bei den Magazinen micromag und minimag von FMB ist dieses Merkmal als Beitrag zur kurzen Stangenwechselzeit dokumentiert.
• Eine einschwenkbare Vorschubstange verkürzt den Weg, indem sie seitlich aus der Achse geschwenkt wird statt vollständig nach hinten zu fahren. Für die turbo-Baureihen von FMB ist dieses Prinzip dokumentiert.
• Die Zeit für die Vereinzelung hängt an ihrer Einstellung und am Materialzustand – ein verhaktes Stangenpaar kostet mehr als jeder konstruktive Vorteil einbringt.

Wie stark die Wechselzeit insgesamt zu Buche schlägt, hängt an der Taktzeit. Bei langen Bearbeitungszeiten je Werkstück verschwindet sie; bei sehr kurzen Takten wird sie zu einem messbaren Anteil. Siehe Produktivität einer CNC-Drehmaschine steigern.

Woran die Entnahme scheitert

Die Störungen bei der Reststückentnahme sind überschaubar und wiederholen sich. Fast alle lassen sich vorher vermeiden:

Was mit dem Reststück danach passiert

Reststücke sind Wertstoff, kein Abfall. Ihr Erlös hängt fast vollständig an der Trennung: sortenrein gesammelt bringen sie ein Vielfaches dessen, was sie im Mischschrott wert sind.

• Sortenrein sammeln – ein Behälter je Werkstoff, nicht ein Behälter je Maschine.
• Nicht mit Spänen mischen. Späne sind anders zu bewerten und ziehen den Preis des gesamten Behälters nach unten.
• Vor dem Verschrotten prüfen, ob sich die Länge für Kurzteile, Vorrichtungen oder Musterteile weiterverwenden lässt.
• Öl abtropfen lassen. Ölbehaftetes Material wird schlechter bewertet, und das Öl gehört ohnehin in den Kreislauf.

Der Materialposten insgesamt gehört in jede Wirtschaftlichkeitsrechnung zur Automatisierung – mit Restlänge je Stange, Anzahl der Stangen pro Jahr, Materialpreis und Schrotterlös. Siehe Der Weg zur mannlosen Schicht.

Arbeitssicherheit

Ein Reststück ist ein kurzes, schweres, meist ölbehaftetes Stück Metall mit einer frisch abgestochenen Kante. Drei Punkte gehören deshalb in die Planung des Arbeitsplatzes:

• Der Fallweg muss definiert sein. Ein Reststück, das unkontrolliert aus dem Arbeitsraum fällt, ist eine Gefahr.
• Der Sammelbehälter muss erreichbar sein, ohne über eine ölige Fläche zu steigen.
• Auslaufendes Öl braucht eine Auffangmöglichkeit; die Rutschgefahr am Boden ist real und gehört zur Gefährdungsbeurteilung.

Häufige Fragen

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