Die Zykluszeit lässt sich selten durch eine einzige drastische Programmänderung verkürzen. Häufiger schleicht sie sich durch Dutzende kleiner Entscheidungen ein: eine Freistellfläche, die höher als nötig eingestellt ist, ein Bohrer, der stückweise vorgeht, obwohl er in einem Durchgang arbeiten könnte, ein Werkzeug, das zweimal zum Einsatz kommt, oder eine Schruppstrategie, die für das Werkstück nicht geeignet ist.

In der Produktion kommt es auf jede Sekunde an. Wenn man bei einem Auftrag über 500 Teile eine Minute einspart, werden 8 Stunden und 20 Minuten Maschinenkapazität frei.

Für Teams, die nach Möglichkeiten suchen, die Zykluszeiten bei der CNC-Bearbeitung zu verkürzen, ist der gesamte Prozess der Ausgangspunkt. Dazu gehören das Beladen, das Antasten, das Zerspanen, die Eilgänge, der Werkzeugwechsel, die Prüfung und das Entladen. Die besten Ergebnisse lassen sich in der Regel erzielen, indem mehrere kleinere Verzögerungsquellen reduziert werden, während der Prozess sicher, stabil und wiederholbar bleibt.

Was die CNC-Zykluszeit umfasst

Manche Betriebe messen die Zykluszeit vom Beginn des Zyklus bis zum Ende des CNC-Programms. Das ist zwar ein nützlicher maschinenbezogener Wert, jedoch werden dabei möglicherweise wiederkehrende Arbeiten rund um die Maschine nicht berücksichtigt.

Für eine praktische Überprüfung der Zykluszeit sollten Sie Folgendes festhalten:

• Be- und Entladen
• Einstellung des Arbeitsversatzes und Abtastung
• Schnittzeit
• Schnelle Bewegungen, Verbindungsbewegungen und Positionsbewegungen
• Werkzeugwechsel
• Prüfung während des Betriebszyklus
• Chip-Clearing
• Wiederkehrende Bedienungsvorgänge

Zunächst einmal können Programmier- und Rüstzeiten separat erfasst werden. Jede Aufgabe, die für jede Komponente wiederholt wird, fließt in die Berechnung pro Teil ein.

Verwenden Sie vor und nach einer Änderung dieselbe Messmethode. Schätzungen nach dem „ CAM “-Prinzip, Kontrollzeiten und Stoppuhrmessungen können voneinander abweichen; legen Sie daher die Ausgangsbasis klar fest. Messen Sie bei einem Serienauftrag die Zeit für mehrere aufeinanderfolgende Teile, anstatt den schnellsten Zyklus der Schicht auszuwählen.

1. Einen tatsächlichen Produktionszyklus messen

Wählen Sie einen Auftrag, bei dem das Ergebnis eine Rolle spielt. Ein Serienbauteil mit hohem Jahresvolumen, einem langen Zyklus oder einer geringen Marge ist in der Regel besser geeignet als ein Einzelbauteil.

Unterteilen Sie den Arbeitsablauf in sinnvolle Abschnitte. Ein 14-minütiger Arbeitsabschnitt könnte beispielsweise sechs Minuten Schruppen, drei Minuten Schlichten, zwei Minuten Bohren und Messen, eine Minute Werkzeugwechsel und zwei Minuten Handhabung umfassen.

Diese Aufschlüsselung zeigt dem Team, wo die größte Chance liegt. Eine Verbesserung um 10 Prozent bei einem sechsminütigen Schruppvorgang ist weitaus mehr wert als die Einsparung einer Sekunde bei einem einzelnen Werkzeugwechsel.

Zu den nützlichen Beweisen gehören:

• Tatsächliche Maschinenlaufzeit
• CAM-voraussichtliche Dauer
• Zeit, die mit leeren Schnitten verbracht wird
• Spindelbelastung bei umfangreichen Bearbeitungsvorgängen
• Standzeit und Grund für den Austausch
• Ausschuss und Nacharbeit
• Ergebnisse zu Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit
• Eingriffe durch das Bedienpersonal

Videos können bei kurzen, sich wiederholenden Arbeitsvorgängen hilfreich sein. Oft lassen sich dadurch Pausen, doppelte Arbeitsschritte und unnötige Bewegungen erkennen, die leicht übersehen werden, wenn der Bediener mehrere Maschinen gleichzeitig bedient.

2. Nicht-Schneidbewegungen reduzieren, ohne die Kollisionssicherheit zu beeinträchtigen

Nicht-Schneidbewegungen können zu nützlichen Einsparungen führen, sollten jedoch erst verkürzt werden, nachdem die gesamte Einrichtung genau abgebildet wurde.

Die Umgebung „ CAM “ sollte das Werkstück, den Schraubstock oder die Halterung, Klemmen, Backen, Schrauben, Aufspannblöcke und alle anderen Objekte enthalten, die das Werkzeug oder die Halterung erreichen könnte. Werkzeugbaugruppen benötigen zudem realistische Haltergeometrien und Messlängen. Soweit möglich sollte die Simulation das Werkstück so darstellen, wie es zu diesem Zeitpunkt im Prozess vorliegt, anstatt davon auszugehen, dass alle vorherigen Arbeitsschritte den Bereich bereits freigeräumt haben.

Selbst wenn der Abstand zum fertigen Bauteil ausreichend ist, kann der Halter dennoch in eine Spannvorrichtung gelangen. Eine Verbindungsbewegung, die über dem Modell sicher erscheint, kann Material durchqueren, das noch nicht abgetragen wurde. Aus diesem Grund ist eine modellbasierte Werkstückspannung unerlässlich, wenn Eil- und Rückzugsbewegungen angepasst werden.

Verstehen, wie die Maschine Eilgänge ausführt

Die von einem Backplotter angezeigte Bahn entspricht nur dann der Realität, wenn seine Bewegungsannahmen mit der Maschine und der Steuerung übereinstimmen.

Das Verhalten bei G00 ist unterschiedlich. Bei einigen Maschinen werden die Achsen entlang einer geraden Bahn koordiniert. Bei anderen bewegt sich jede Achse mit ihrer eigenen Eilganggeschwindigkeit und erreicht das Ziel möglicherweise zu einem anderen Zeitpunkt. Die daraus resultierende Werkzeugbewegung kann zwischen den programmierten Punkten einer nichtlinearen oder geknickten Bahn folgen.

So wird beispielsweise in der Haas-Dokumentation zur Eilgangbewegung mit G00 erläutert, dass die Eilgangbewegung in der Regel nicht einer geraden Linie folgt und dass die Achsen ihre Bewegungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten beenden können. Im Vergleich dazu heißt es in der Haas-Dokumentation zur linearen Bewegung mit G01, dass die programmierten Achsen ihr Ziel gemeinsam erreichen. Andere Steuerungen können je nach Maschinenkonfiguration lineare oder nichtlineare Eilgang-Interpolationsmodi bieten.

Wenn der tatsächliche G00-Pfad Unsicherheiten mit sich bringt, kommen unter anderem folgende Ansätze in Betracht:

• Trennung der Z-Bewegung von der X- und Y-Bewegung
• Verwendung einer geeigneten G01-Bewegung mit hohem Vorschub in einem kritischen Bereich
• Verwendung einer steuerungsspezifischen linearen Schnellfunktion
• Anpassung des Beitrags „ CAM “, um das bekannte Verhalten der Maschine widerzuspiegeln
• Ein größerer Abstand zu den Klemmen und dem verbleibenden Material wird beibehalten

Diese Einstellungen sind maschinen- und steuerungsspezifisch. Ein G01-Vorschub mit hoher Vorschubgeschwindigkeit ist zwar möglicherweise langsamer als ein echter Eilgang, kann jedoch eine interpolierte Bahn liefern, die genauer der programmierten Linie entspricht. Er sollte nur dort verwendet werden, wo die Maschine, die Postprozessor-Software und die betrieblichen Abläufe dies unterstützen.

Einige Steuerungen verfügen zudem über Parameter, die die schnelle Interpolation beeinflussen. Dabei handelt es sich möglicherweise eher um Einstellungen auf Maschinenhersteller- oder Servoeebene als um alltägliche Programmieroptionen. Klären Sie diese mit dem Maschinenhersteller oder einem autorisierten Serviceanbieter ab, anstatt sie als schnelle Anpassung in der Fertigung zu betrachten.

Sobald Sie den Aufbau und das Bewegungsverhalten verstanden haben, wiederholen Sie Folgendes:

• Globale Freiräume, die zu lokalen Freiräumen werden könnten
• Vollständiges Zurückziehen zwischen nahegelegenen Merkmalen
• Lange Ein- und Ausblendungen
• Wiederholte Rückkehr zum selben Punkt
• Verbindungen, die über bereits gerodete Flächen verlaufen
• Aus dem „prove-out“ übrig gebliebene „Dwell“-Befehle
• Werkzeugwege, die bereits abgetragenes Material erneut bearbeiten
• Tools, die ohne triftigen Grund mehr als einmal aufgerufen wurden

Testen Sie jede überarbeitete Bewegung unter Anwendung der üblichen Sicherheitsverfahren des Betriebs, einschließlich Simulation, Einzelblock, reduzierter Eilgang-Übersteuerung und – sofern erforderlich – visueller Bestätigung.

3. Passen Sie die Schruppstrategie an das Werkstück, das Material und das Werkzeug an.

Durch hocheffizientes Fräsen, adaptives Freifräsen und dynamisches Fräsen lässt sich Material schnell abtragen, wobei ein relativ gleichmäßiger Eingriff des Fräsers gewährleistet bleibt. Dabei werden in der Regel eine geringe radiale Schnitttiefe, ein tieferer axialer Schnitt und eine auf die Spanabtragung abgestimmte Vorschubgeschwindigkeit kombiniert.

Diese Strategien erweisen sich insbesondere dann als nützlich, wenn herkömmliche Werkzeugwege dazu führen würden, dass der Fräser in Ecken wiederholt tief in das Werkstück eindringt. Sie können auch bei härteren Werkstoffen und Legierungen, die zur Kaltverfestigung neigen, gute Ergebnisse erzielen, da ein stabiler Eingriff und die richtige Spandicke dazu beitragen, Wärmeentwicklung, Reibung und plötzliche Belastungsänderungen zu kontrollieren.

Der Leitfaden von CloudNC zum hocheffizienten Fräsen behandelt den grundlegenden Zusammenhang zwischen radialem Eingriff, axialer Schnitttiefe und Spandicke. Die Einführung von Harvey Performance in das trochoidale Fräsen erläutert zudem die Vorteile sowie die Einschränkungen hinsichtlich Maschine, Software und Werkzeugen, die berücksichtigt werden müssen.

Achten Sie auf schmale Schlitze und kleine Fräser

Eine trochoidale Bahn ist länger als eine direkte Nutenbahn. Bei einer ausreichend großen Aussparung können der höhere Vorschub und der tiefere axiale Schnitt diese zusätzliche Strecke mehr als ausgleichen. Je schmaler das Werkstück wird, desto länger kann die wiederholte Schleifenbewegung im Vergleich zu einer einfacheren Strategie dauern.

Kleine Werkzeuge bringen eine weitere Einschränkung mit sich. Sie weisen eine geringere Kernsteifigkeit auf und reagieren empfindlicher auf Rundlaufabweichungen, Vibrationen und ungleichmäßige Belastung. Die Kompensation der Spanabnahme kann zwar zu einem hohen programmierten Vorschub führen, doch benötigen Fräser und Maschine dennoch ausreichend Steifigkeit und Beschleunigung, um diesen zuverlässig zu erreichen.

In diesem Bereich von Strukturgröße und Werkzeugdurchmesser kann eine Rampe in voller Breite, ein direkter Schlitzvorgang oder ein speziell für das Vollschlitzen entwickeltes Fräswerkzeug zu einer schnelleren Fertigstellung führen. Das Ergebnis hängt vom Werkstoff, der Schlitztiefe, der Fräsergeometrie, der Maschinendynamik und der Spanabfuhr ab.

Der Vergleich zwischen dynamischen und herkömmlichen Werkzeugwegen in der Zeitschrift „The Practical Machinist“ liefert ein anschauliches Beispiel. Dabei werden verschiedene Vollhartmetall- und Wendeplattenwerkzeuge miteinander verglichen, anstatt davon auszugehen, dass der dynamische Werkzeugweg immer der schnellste ist.

Vergleichen Sie HEM mit Hochvorschub- und Wendeplattenwerkzeugen

Fräser mit hohem Vorschub arbeiten mit flachen axialen Schnitten, kleinen Anstellwinkeln und einem hohen Vorschub pro Zahn. Bei geeigneten Werkstückmerkmalen kann ein Fräser mit hohem Vorschub, der einer relativ einfachen Bahn folgt, einen Standard-Schaftfräser übertreffen, der eine lange, adaptive Werkzeugbahn abfährt.

Wendeschneidplatten-Schaftfräser können zudem höhere Zerspanungsleistungen auf Maschinen erzielen, die über die erforderliche Leistung und Steifigkeit für ihren Einsatz verfügen. Sie sind besonders dann interessant, wenn der Bearbeitungsvorgang den Einsatz eines Werkzeugs mit größerem Durchmesser zulässt und die Kosten pro Schneide eine Rolle spielen.

In offenen, gut zugänglichen Bereichen lässt sich mit einem Stirn- oder Schalenfräser Material wesentlich schneller abtragen als bei der Bearbeitung derselben Fläche mit einem kleineren Schaftfräser. Der Leitfaden von Sandvik Coromant zum Hochvorschubfräsen beschreibt die Produktivitätsvorteile kleiner Anstellwinkel, während der Leitfaden zum Stirnfräsen erläutert, wie sich die Wahl des Fräsers je nach Schnitttiefe, Stabilität und Oberflächenanforderungen ändert.

Vergleichen Sie bei der Auswahl einer Schruppstrategie folgende Aspekte:

• Tatsächliche Maschinenlaufzeit
• Materialabtragsrate
• Standzeit
• Werkzeugkosten pro Bauteil
• Spindelbelastung
• Maschinenbeschleunigung und Regelungsverhalten
• Chip-Entnahme
• Die Notwendigkeit der Nachbearbeitung
• Die verbleibende Nahtzugabe

Eine kürzere „ CAM “-Simulation liefert zwar nützliche Erkenntnisse, ist aber nicht das Endergebnis. Führen Sie die vielversprechendsten Optionen auf dem Rechner aus und vergleichen Sie vollständige, stabile Zyklen.

4. Schnittdaten anhand von Belegen optimieren

Vorschübe und Geschwindigkeiten sind offensichtliche Einflussgrößen für die Zykluszeit, auch wenn eine bloße Erhöhung des Vorschub-Overrides selten eine dauerhafte Lösung darstellt.

Beginnen Sie mit den Daten des Werkzeugherstellers und ermitteln Sie die derzeitige Einschränkung. Dabei kann es sich um die Spindelleistung, Rattern, Werkzeugdurchbiegung, Werkstückspannung, Spanabfuhr, Kühlmittelzufuhr oder Maschinenbeschleunigung handeln.

Rezension:

• Tatsächliche Chipdicke
• Spindelbelastung
• Verschleißbild des Werkzeugs
• Rasseln und Vibrationen
• Chipform
• Kühlmittelrichtung und -druck
• Teilbewegung
• Oberflächenbeschaffenheit
• Charakteristische Durchbiegung
• Motorleistung und Drehmoment

Ändern Sie jeweils nur eine relevante Variable. Je nach Bearbeitung kann dies der Vorschub pro Zahn, die Spindeldrehzahl, der radiale Eingriff, die axiale Schnitttiefe oder die Fräsergeometrie sein.

Achten Sie besonders auf den Ausgleich für die Spandickenverringerung. Ein leichter Radialschnitt erfordert einen höheren programmierten Vorschub, um die vorgesehene maximale Spandicke beizubehalten, doch dieser Vorschub muss für das Werkzeug und die Maschine realistisch bleiben. Bei kurzen Verfahrwegen und stark gekrümmten Bahnen wird der programmierte Wert möglicherweise nie erreicht, da die Maschine einen Großteil des Arbeitsvorgangs mit Beschleunigen und Abbremsen verbringt.

Erfassen Sie neben der Zykluszeit auch die Standzeit und die Qualität. Eine Zeitersparnis von zwei Minuten geht schnell verloren, wenn die angepasste Zerspanung einen zusätzlichen Werkzeugwechsel, eine schlechte Oberflächenqualität oder Nacharbeit erforderlich macht.

Der Artikel von CloudNC zur Einstellung von CNC-Schneidparametern enthält weitere Einzelheiten zum Ausgleich zwischen Zykluszeit, Werkzeugbelastung und Prozessgrenzen.

5. Verbessern Sie die Steifigkeit, bevor Sie das Werkzeug auf eine höhere Drehzahl einstellen.

Eine schwache Aufspannung erfordert konservative Zerspanungsparameter. Eine höhere Steifigkeit kann die Zykluszeit verkürzen, ohne dass die Bearbeitungsmethode insgesamt wesentlich geändert werden muss.

Verwenden Sie den kürzestmöglichen Werkzeugüberstand, eine geeignete Halterung und den größtmöglichen Fräserdurchmesser, den das Werkstück zulässt. Befestigen Sie das Werkstück möglichst nahe am Schneidbereich und stützen Sie dünne oder biegsame Abschnitte nach Möglichkeit ab.

Auch der Werkstückspannvorrichtung sollte die gleiche Aufmerksamkeit gewidmet werden. Gut konstruierte Weichbacken, modulare Spannvorrichtungen und wiederholgenaue Nullpunktsysteme können die Stabilität verbessern und gleichzeitig den wiederkehrenden Rüstaufwand reduzieren. Zudem erleichtern sie die Reproduzierbarkeit der Bedingungen, die den bewährten Zerspanungsdaten zugrunde liegen.

Oftmals besteht ein Kompromiss zwischen Zugänglichkeit und Steifigkeit. Ein Fräser mit großer Reichweite erspart zwar eine zweite Einrichtung, doch seine geringere Stabilität kann jeden Durchgang verlangsamen. Ein zweiter Arbeitsgang mit einem kurzen, steifen Werkzeug kann hingegen zu einer Verkürzung der Gesamtbearbeitungszeit führen.

6. Werkzeugwechsel und wiederholte Arbeitsschritte reduzieren

Ein einzelner Werkzeugwechsel dauert vielleicht nur wenige Sekunden. Ein Programm mit vielen wiederholten oder unnötigen Wechseln kann jedoch über eine gesamte Produktionscharge hinweg zu erheblichen Kapazitätsverlusten führen.

Prüfen Sie, ob ein Werkzeug mehrere miteinander verbundene Arbeitsschritte ausführen kann, ohne den Prozess zu beeinträchtigen. Je nach Toleranzen und Werkzeugauslegung:

• Ein Schaftfräser kann sowohl unkritische Merkmale grob- als auch feinschleifen
• Ein Kombiwerkzeug kann bohren und fasen
• Mit einem geeigneten Bohrer lässt sich das Vorbohren unter Umständen vermeiden
• Mit einem Planfräser lassen sich große Flächen sowohl grob als auch feinschleifen.
• Ein Werkzeug kann mehrere Teile bearbeiten, bevor das nächste Werkzeug zum Einsatz kommt

Auch die Reihenfolge der Arbeitsschritte spielt eine Rolle. Durch die Gruppierung der Arbeiten nach Werkzeugen lassen sich wiederholte Aufrufe reduzieren, insbesondere wenn mehrere Bauteile in einer Spannvorrichtung gehalten werden.

Legen Sie voreingestellte Werkzeuge außerhalb der Maschine bereit und halten Sie bewährte Baugruppen für wiederkehrende Aufträge bereit. Eine Maschine sollte nicht untätig stehen, während jemand nach einer Halterung sucht, eine Werkzeugbaugruppe zusammenbaut oder ein Ersatzteil ausmisst.

Bei der Werkzeugkonsolidierung ist nach wie vor ein abwägendes Vorgehen erforderlich. Ein spezielles Schlichtwerkzeug kann die Oberflächengüte, die Maßhaltigkeit und eine vorhersehbare Standzeit gewährleisten. Wägen Sie die Einsparungen gegen das Risiko ab, anstatt Werkzeuge nur um der Kürzung der Werkzeugliste willen zu streichen.

7. Verkürzen Sie die Bohrzyklen mit der richtigen Bohr- und Rückzugslogik

Das Bohren kann mehr vermeidbare Bewegungen beinhalten, als viele Programmierer erwarten. Das Anbohren, das Zickzackbohren und das Zurückfahren in eine Ebene mit großem Freiraum werden oft aus einem früheren Programm übernommen, ohne dass sie im Hinblick auf das aktuelle Werkzeug und die aktuelle Einrichtung neu überdacht werden.

Prüfung des Einsatzes von Vollhartmetallbohrern für die Serienfertigung

Bei einer starren Maschine, die Hunderte oder Tausende identischer Bohrungen ausführt, sollte Vollhartmetall der Maßstab sein, an dem sich der Einsatz von HSS messen lässt.

HSS eignet sich nach wie vor für Arbeiten mit geringem Volumen, weniger starre Maschinen und einige schwierige Anwendungen. Bei stabilen Produktionsaufträgen kann der Einsatz von HSS allein aus Gewohnheit jedoch zu Punktbildung, Pickeln, langsameren Einstechgeschwindigkeiten und häufigeren Werkzeugwechseln führen.

Viele moderne Vollhartmetallbohrer können direkt eingebohrt werden, ohne dass zuvor ein separates Vorbohren erforderlich ist, sofern die Bohrerkonstruktion, die Einbohrfläche und die Genauigkeitsanforderungen dies zulassen. Sie können zudem in einem Durchgang ohne Stottern gebohrt werden, sofern die Bohrlochtiefe, die Kühlmittelzufuhr und der Spanabtransport geeignet sind.

Das Stochern sollte ein echtes Problem bei der Spankontrolle lösen. Das wiederholte Herausziehen und erneute Einführen in die Bohrung verlängert die Zykluszeit und kann den Werkzeugverschleiß erhöhen. In den Empfehlungen von Harvey Performance zur Führung von Hartmetallbohrern wird empfohlen, Stochzyklen nur dann einzusetzen, wenn die Anwendung dies erfordert. Der Leitfaden zu HSS-, Kobalt- und Hartmetall-Bohrersubstraten enthält weitere Einzelheiten zur Auswahl des richtigen Substrats.

Bevor Sie den Spot- oder Peck-Betrieb deaktivieren, überprüfen Sie Folgendes:

• Empfehlungen von Werkzeugbauern
• Eintrittswinkel und Oberflächenbeschaffenheit
• Bohrerschlag
• Steifigkeit der Halterung
• Verhältnis von Bohrlochtiefe zu Bohrlochdurchmesser
• Kühlmitteldruck und -durchfluss
• Spanform und Abtransport
• Lage, Größe und Oberflächenbeschaffenheit der Bohrung
• Ausgabebedingungen und Anforderungen an die Grate

Bei großen Stückzahlen sollten Sie die Kosten pro fertig gebohrter Bohrung statt den Anschaffungspreis pro Bohrer vergleichen. Ein teurerer Hartmetallbohrer kann deutlich kostengünstiger sein, wenn er den Arbeitszyklus verkürzt und für mehr Bauteile ausreicht.

Zwischen Lochgruppen lokale Rückzugshöhen verwenden

Der zum Überqueren einer Klemme erforderliche Abstand muss nicht zwischen jedem Loch eingehalten werden.

Stellen Sie sich eine Reihe von zehn Bohrlöchern vor, die durch Klemmen voneinander getrennt sind. Der Bohrer benötigt möglicherweise nur eine niedrige Rückzugsebene, während er sich zwischen den ersten drei Bohrlöchern bewegt. Anschließend kann er auf eine höhere Ebene zurückkehren, um die Klemme zu überqueren, für die nächste Gruppe wieder auf die niedrigere Rückzugshöhe absinken und die Abfolge wiederholen.

Bei Steuerungen, die das bekannte Standardzyklusverhalten von G98 und G99 verwenden, bringt G99 den Bohrer in die R-Ebene zurück, während G98 ihn zum höheren Ausgangspunkt zurückführt. Die Haas-Dokumentation zu G98 zeigt genau diese Art von Bewegung über eine Spannvorrichtung, und Haas stellt außerdem einen praktischen Leitfaden zu G98, G99 und den R-Ebenen zur Verfügung. Das Steuerungsverhalten und die Syntax variieren, überprüfen Sie daher die Vorgehensweise für die jeweilige Maschine.

Durch diesen lokalen Ansatz muss die Klemme nicht nach jedem Loch über die höchste Klemme angehoben werden. Bei einer Platte mit Dutzenden oder Hunderten von Löchern kann dies zu einer erheblichen Zeitersparnis führen.

Das gleiche Prinzip gilt für die Abtastung. Überprüfen Sie doppelte Messungen, weit entfernte Annäherungspunkte und wiederholte Kontrollen, die keinen Einfluss auf die nächste Entscheidung der Steuerung haben. Behalten Sie die Prüfschritte bei, die den Prozess schützen, und entfernen Sie Schritte, die keine zusätzlichen Informationen liefern.

8. Die Anzahl der Rüstvorgänge reduzieren

Jedes erneute Festklemmen bedeutet zusätzlichen Handhabungsaufwand, eine weitere Überprüfung und eine weitere Möglichkeit für Abweichungen.

Sofern das Bauteil und die Ausrüstung dies zulassen, kann durch die Kombination von Arbeitsschritten der Zyklus verkürzt und die Gesamtdurchlaufzeit reduziert werden. Zu den Möglichkeiten gehören:

• Bearbeitung weiterer Flächen in einer 3+2-Konfiguration
• Verwendung einer Vorrichtung mit vierter Achse
• Mehrere Teile gleichzeitig festhalten
• Entwicklung von weichen Backen für einen besseren Zugang
• Ein sekundäres Arbeitsgang in den Hauptvorgang integrieren
• Verwendung von Messungen zur Aufrechterhaltung eines gemeinsamen Bezugspunkts

Der Artikel von CloudNC über die Fertigung eines Werkstücks in einem einzigen 5-Achsen-Bearbeitungsvorgang behandelt die Vorteile und Kompromisse ausführlicher.

Weniger Rüstvorgänge garantieren noch keinen schnelleren Prozess. Die Indexierung, längere Werkzeuge, komplizierte Spannvorrichtungen und eingeschränkte Spanabfuhr können die Zeitersparnis zunichte machen.

9. Simulieren Sie die reale Konfiguration und überprüfen Sie den tatsächlichen Zyklus

Eine Simulation ist am nützlichsten, wenn sie die gesamte Bearbeitungsumgebung abbildet.

Beziehen Sie die Maschine, das Rohteil, die Werkzeugbaugruppe, die Vorrichtungen und die Spannvorrichtungen mit ein. Verwenden Sie Rohteile in der Fertigung, sofern das „ CAM “-System dies unterstützt, damit die Verknüpfungen anhand des tatsächlich verbleibenden Materials überprüft werden.

Die Maschinensimulation sollte auch das Post- und Steuerungsverhalten widerspiegeln. Ein Backplot, der eine klare gerade Linie zeigt, beweist nicht, dass die Maschine G00 entlang dieser Linie ausführt. Das steuerungsspezifische Eilgangverhalten, das Abwickeln von Drehteilen, Werkzeugwechselpositionen und Maschinenbegrenzungen müssen alle berücksichtigt werden.

Sobald das überarbeitete Programm auf der Maschine angekommen ist, führen Sie das übliche Testverfahren der Werkstatt durch. Überwachen Sie:

• Spindelbelastung
• Schall und Schwingungen
• Chip-Entnahme
• Werkzeugverschleiß
• Teilbewegung
• Abmessungen
• Oberflächenbeschaffenheit
• Tatsächliche Zykluszeit

Vergleichen Sie die Maschinenzeit mit der Schätzung von „ CAM “. Eine große Abweichung kann auf Beschleunigungsgrenzen, Steuerungsverarbeitung, Spindel-Anlaufzeit, das Verhalten beim Werkzeugwechsel oder optionale Stopps hindeuten, die in der Schätzung von „ CAM “ nicht vollständig berücksichtigt werden.

Führen Sie ein kurzes Änderungsprotokoll, aus dem hervorgeht, was geändert wurde, der Grund dafür, die bisherige Zykluszeit, die neue Zykluszeit sowie etwaige Auswirkungen auf die Standzeit der Werkzeuge oder die Qualität. Dieses Protokoll sorgt dafür, dass eine erfolgreiche Änderung wiederholbar ist und ein missglückter Versuch leicht rückgängig gemacht werden kann.

10. Den bekanntesten Prozess standardisieren

Eine Verkürzung der Zykluszeit kann zunichte gemacht werden, wenn die nächste Schicht ein altes Programm lädt oder das Werkzeug anders aufbaut.

Speichern Sie die genehmigte Programmänderung unter:

• Das richtige Einrichtungsblatt
• Angaben zu Werkzeug und Halter
• Messlängen
• Spielplaninformationen
• Arbeitsausgleich
• Prüfvorschriften
• Bewährte Schnittdaten
• Erwartete Zykluszeit
• Fotos, bei denen Unklarheiten beseitigt werden

Für Serienbauteile sollte stets ein einziges, kontrolliertes und als optimal bekanntes Programm gepflegt werden. Vermeiden Sie es, sich auf Kopien zu verlassen, die auf einzelnen Maschinen oder in persönlichen Ordnern gespeichert sind.

Erfassen Sie für Teilefamilien wiederverwendbare Methoden zur Werkzeugauswahl, Werkstückspannung, Schruppbearbeitung und Freiraumverwaltung. Lassen Sie dem Programmierer Spielraum, um Unterschiede in Geometrie, Werkstoff und Maschinenkapazität zu berücksichtigen.

Überprüfen Sie den Prozess erneut, wenn sich Werkzeuge, Losgröße, Material oder Maschinen ändern. Ein bewährtes Programm ist eine gute Ausgangsbasis, allerdings müssen seine Annahmen weiterhin mit dem nächsten Produktionslauf übereinstimmen.

Wo „ CAM “-Programme zum Einsatz kommen

Programmierzeit und Maschinenzykluszeit sind zwar unterschiedliche Größen, beeinflussen sich jedoch gegenseitig. Ein in Eile erstelltes Programm unter CAM kann konservative Standardwerte, große globale Sicherheitsabstände, doppelte Bearbeitungsschritte oder eine aus einem anderen Werkstück übernommene Schruppstrategie enthalten.

CAM Assist kann Bearbeitungsstrategien und Werkzeugwege innerhalb bestehender „ CAM “-Workflows generieren und bietet Programmierern so einen schnelleren Einstieg in viele Fräsaufträge. Der Programmierer kann sich dann auf die Details konzentrieren, die die tatsächliche Maschinenleistung bestimmen, darunter Werkstückspannung, Werkzeugauswahl, Schnittdaten, Eilgangverhalten, Simulation und Erprobung.

Um einen umfassenderen Überblick über die Spindelverfügbarkeit zu erhalten, behandelt der Leitfaden von CloudNC zur Steigerung der CNC-Kapazität ohne Anschaffung neuer Maschinen die Themen Programmierung, Einrichtung, Terminplanung und Maschinenauslastung in einem Gesamtkontext.

Berechne den Wert eines kürzeren Zyklus

Führen Sie eine einfache Kapazitätsberechnung durch:

Freigegebene jährliche Maschinenstunden = eingesparte Sekunden pro Teil × Jahresmenge ÷ 3.600

Eine Zeitersparnis von 45 Sekunden bei einem Bauteil, das 12.000 Mal hergestellt wird, setzt jährlich 150 Maschinenstunden frei.

Diese Stunden könnten zusätzliche Aufträge, kürzere Lieferzeiten, weniger Spätschichten oder mehr planmäßige Wartungsarbeiten ermöglichen. Ihr wirtschaftlicher Wert hängt davon ab, was die Maschine mit der dadurch frei werdenden Zeit produzieren kann.

Diese Berechnung hilft auch bei der Priorisierung. Eine bescheidene Verbesserung bei einem Bauteil mit hohem Produktionsvolumen kann mehr wert sein als eine drastische Reduzierung bei einem Teil, das nur zweimal im Jahr hergestellt wird.

Fazit

Die zuverlässigsten Verkürzungen der Zykluszeiten lassen sich erzielen, wenn man versteht, was die Maschine während des gesamten Prozesses tut.

Messen Sie den tatsächlichen Zyklus. Erstellen Sie ein Modell der Werkstückspannung, bevor Sie die Sicherheitsabstände verringern. Überprüfen Sie, wie die Steuerung Eilgänge ausführt. Vergleichen Sie HEM mit den Optionen „Full-Slotting“, „High-Feed“, „Indexable“ und „Face-Milling“. Prüfen Sie, ob durch Bohren mit Hartmetallbohrern Fleckenbildung und Pickeln vermieden werden können. Verwenden Sie einen großen Sicherheitsabstand nur dort, wo es die Einrichtung erfordert.

Testen Sie die Änderung anschließend an der Maschine und überprüfen Sie das Ergebnis hinsichtlich Qualität, Standzeit und Prozessstabilität.

Eine Minute verschwindet selten an einer einzigen Stelle. Meistens verteilt sie sich auf ein Dutzend kleiner Entscheidungen, die sich in jedem Bereich wiederholen. Wenn man genug davon optimiert, wird die dadurch freigesetzte Kapazität erheblich.

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