Bewertung einer Brückenfräsmaschine: 10 KPIs für das Verständnis des Werts, der über den Preis hinausgeht
In den vergangenen Jahren haben sich die Schneide- und Formschneidesysteme weiterentwickelt, trotzdem ist der Schnitt mit der Trennscheibe nach wie vor die effizienteste Technologie, denn sie ist kostengünstig, schnell und so präzise, dass sich damit Kantenbearbeitungen mit Top-Qualität durchführen lassen.
Von der Weiterentwicklung sind auch die Werkzeuge betroffen, die jetzt durch die innovativen Zusammensetzungen von Diamant und Bindemittel über neue Geometrien der Zähne vom Zahnkranz verfügen.
Das Zusammenspiel von Werkzeugen und Hightech ermöglicht es, eine doppelt so hohe Produktion zu erzielen wie noch vor einigen Jahren.
Die für das Schneiden der Platten angebotenen Lösungen müssen deshalb alle diese Faktoren berücksichtigen, um die heutigen Anforderungen der Endbenutzer zu erfüllen.
Anfänglich einfache Lösungen haben sich zu smarten und vollautomatischen Bearbeitungszentren weiterentwickelt und sind aufgrund der deutlich geringeren wirtschaftlichen Auswirkungen auf das Angebot des eigenen Endprodukts jetzt auch für mittlere und große Unternehmen interessant geworden.
Es ist offensichtlich, dass die Rentabilität einer technologischen Lösung in der heutigen Zeit nicht in erster Linie vom Kaufpreis abhängt, sondern vom Wert, den diese Lösung in den Produktionsprozess einbringt.
Dieser Wert kann mit folgenden 10 KPIs zusammengefasst werden:
1) Effektiver Zeitaufwand für den Schneidevorgang
2) „Totzeiten“ für den Achsenrücklauf
3) Intelligenzgrad in der Berechnung der Schnittsequenz (Reduzierung von Leerzyklen)
4) Intelligenzgrad des Schnittplans (Reduzierung von Verschnitt)
5) Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der Programmierungsphase
6) Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der tatsächlichen Bearbeitungsphase
7) Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Anzahl der „Maschinenstillstände“
8) Konstanz in der Schnittpräzision
9) Stillstandszeiten der Maschine für den Plattenwechsel
10) Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der Rüstphase des Werkstücks
Breton hat seinen eigenen Ansatz für die Planung und den Bau seiner Lösungen komplett neu überdacht und sich das Erreichen von Exzellenz im Hinblick auf diese 10 Leistungskennzahlen zum Ziel gesetzt.
Die Serie Breton SmartCut, Breton SmartFlex, Breton Combicut und die neueste Version Breton Combi sind ein Beispiel dafür. Diese Lösungen stehen für einen erfolgreichen technologischen Sprung, der von den Unternehmen anerkannt wird.
Um den Wert dieser Leistungskennzahlen bei der Bewertung eines modernen Bearbeitungszentrums noch besser zu verdeutlichen, möchten wir eine Fallstudie analysieren, die sich mit Breton Genya Switch befasst, eine der neuesten Lösungen von Breton.
Breton Genya Switch ist die Version mit Ladebodenwechsel und Kipptisch von Breton Genya, dem „Full Purpose“ Monoblock-Bearbeitungszentrum, das sich insbesondere für die Plattenbearbeitung eignet.
„Full Purpose“ steht für ein vollständiges Erfüllen der Bearbeitungsanforderungen und damit der Geschäftsanforderungen des Unternehmers, die sich wie folgt zusammenfassen lassen:
- eine anwenderfreundliche Steuerungssoftware mit verschiedenen Benutzerlevels, die an die Erfahrung bzw. Zeit des Bedieners angepasst sind;
- eine Full-Optional-Ausstattung, die eine breite Palette an Bearbeitungen erlaubt, auch mit hoher Präzision;
eine robuste Monoblock-Struktur für eine schnelle Installation und Inbetriebnahme.
In den folgenden Abschnitten möchten wir die 10 KPIs für das Bearbeitungszentrum Breton Genya Switch analysieren.
1. Effektiver Zeitaufwand für den Schneidevorgang
Dem Planungs- und Entwicklungsteam von Breton Genya Switch ist es gelungen, die effektiven Schnittzeiten bezogen auf die Standardwerte zu halbieren.
Dieses Ergebnis war möglich durch:
a. eine Optimierung der Drehzahl der Trennscheibe anhand des Materials und der gewünschten Oberfläche;
b. eine Beschleunigung, die von der Software kontrolliert wird und dem Bediener erlaubt, bei der Bearbeitung zu „schieben“, ohne das Material zu beschädigen.
2. „Totzeiten“ für den Achsenrücklauf
Die Verwendung von Konstruktionsteilen mit minimaler Empfindlichkeit für dynamisches Biegen, die nicht durch überflüssige Gewichte belastet sind, hat es ermöglicht, beeindruckende Verfahrgeschwindigkeiten zu erzielen, die zu den höchsten in der Branche zählen.
3. Effektive Wirksamkeit in den Interpolationen des Achsenrücklaufs
Die Achsengeschwindigkeiten müssen nicht nur hoch sein, sie müssen auch für die verschiedenen Achsen ähnlich sein. Es muss zum Beispiel berücksichtigt werden, dass beim Beschreiben und Ausführen einer Diagonale die erreichbare Höchstgeschwindigkeit von der langsamsten Achse vorgegeben wird.
4. Intelligenzgrad des Schnittplans (Reduzierung von Verschnitt)
Die von Breton vorgeschlagenen technologischen Lösungen verfügen über eigene und eigenständige Künstliche Intelligenzen und es ist die Maschine selbst, die dem Bediener ohne aktives Eingreifen durch diesen die besten Schnittprogramme für eine Optimierung der Ausnutzung der Plattenfläche bezogen auf die zu produzierenden Werkstücke vorschlägt.
Die Künstliche Intelligenz verfügt außerdem über ein eigenes Machine Learning. Das bedeutet, dass dem Bediener eine Bibliothek mit Schnittprogrammen zur Verfügung steht, die die Verwendung der Maschine am Standort mit Schnittsequenzen abgleicht, die weltweit zum Einsatz kommen. Möglich ist das durch das konstante Aktualisieren und Teilen auf einer Plattform in der Cloud. Damit hat der Bediener Zugriff auf das weltweite Know-how der besten Schnittsequenzen.
5. Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der Programmierungsphase
Durch die installierte Künstliche Intelligenz ist die Organisation des Arbeitsprozesses und damit des Geschäfts nicht mehr davon abhängig, dass ständig ein hochqualifizierter Senior-Maschinenführer zur Verfügung steht.
Dieses hochqualifizierte Personal ist auch in modernen Anlagen nach wie vor unentbehrlich, kann aber jetzt für wirklich wertschöpfende Tätigkeiten eingesetzt werden.
Die Künstliche Intelligenz ist außerdem in der Lage, die Programmierung deutlich zu vereinfachen. Das geschieht durch den Einsatz der neuen Apps FSC (Fast Simple Cuts), die das schnelle Erstellen einfacher Schnittprogramme ermöglichen, und durch die Möglichkeit, strukturierte DXF-Schnittprogramme zu importieren und zu konvertieren, was den Zeitaufwand für komplexere Bearbeitungen deutlich verringert.
6. Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der tatsächlichen Bearbeitungsphase
Wie viel Zeit des Bedieners wird bei Standardmaschinen für unproduktive manuelle Eingriffe bei der Bearbeitung verschwendet, wie die Kontrolle der Trennscheibe, das Bewegen eines Werkstücks oder die Einstellung der Schnittparameter während der Bearbeitung?
Die Lösungen von Breton machen mit ihren hochentwickelten Kontroll-, Förder- und Programmierungssystemen die Anwesenheit des Bedieners bei laufender Bearbeitung oder die Beaufsichtigung der Bearbeitung überflüssig.
Das bedeutet, dass der Bediener Zeit für wertschöpfende Arbeiten hat.
7. Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Anzahl der „Maschinenstillstände“
Eine hohe Produktivität ist nicht gleichbedeutend mit Zuverlässigkeit: Das Arbeiten mit hoher Intensität führt oft aufgrund von Defekten, Verschleiß oder Wartung zu „Maschinenstillständen“.
Breton baut dagegen zuverlässige Lösungen, da jedes Bauteil nach dem Konzept der Überdimensionierung für die Lasten gewählt wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das komplette System sowohl robust als auch zuverlässig ist.
Eine große Bedeutung hat auch die Qualität der elektrischen und elektronischen Bauteile, die eine der Hauptursachen für „Maschinenstillstände“ ist.
Jeder Sensor, Endschalter oder Steckverbinder muss unter Berücksichtigung seiner Schutzklasse und Unempfindlichkeit gegenüber einer Umgebung ausgewählt werden, die durch Feuchtigkeit und Verunreinigungen charakterisiert ist.
Breton hat deshalb die strategische Entscheidung getroffen, die am besten geprüften und zuverlässigsten Lösungen zu verwenden, die auf dem Markt erhältlich sind, im Fall von Breton Genya die Siemens SINUMERIK 840D Steuerung.
8. Konstanz in der Schnittpräzision
Die Präzision der Bearbeitung muss über den Garantiezeitraum hinaus konstant sein, damit sich eine Investition auch wirklich lohnt.
Es ist eine unliebsame Überraschung, wenn man feststellen muss, dass die Bearbeitungsqualität der eigenen Maschine unmittelbar nach Ablauf der Garantie deutlich nachlässt.
Um Lösungen zu liefern, die auf lange Sicht für zuverlässige Leistungen garantieren, setzt Breton auf die Wahl von Bauteilen, die für die Belastungen überdimensioniert sind, von führenden Lieferanten stammen und in verschiedenen Zyklen geprüft werden, bevor sie für die Installation freigegeben werden.
Außerdem gewährleistet Breton eine leichte Zugänglichkeit zu den neuralgischen Punkten seiner Maschinen, die langfristig eine problemlose und komplette Wartung erlaubt, sodass der Wert der eigenen Technologie erhalten bleibt.
Bezüglich der letzten beiden Punkt „Stillstandszeiten der Maschine für den Plattenwechsel“ und „Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der Rüstphase des Werkstücks“ ist es Breton gelungen dort Wert zu schöpfen, wo es keinen gibt, und zwar in der Phase des Plattenwechsels. Dazu hat Breton mit dem Bearbeitungszentrum Breton Genya Switch eine unterbrechungslose Bearbeitung geschaffen, die den Maschinenstillstand eliminiert.
Standalone-Maschinen sind im Nachteil, da ein Bediener mit allen Eingriffen für das Laden, Rüsten und Entladen beauftragt werden muss.
Das führt allerdings zu einem beachtlichen Anstieg der Kosten pro produziertem Teil: Anhand der Erfahrungswerte schätzt Breton den Anteil, den diese Tätigkeiten an der Gesamtbearbeitungszeit haben, auf 60% bis 70%.
Wenn man den Übergang zu hochgradig automatisierten Lösungen vermeiden will, lässt sich dieses Problem nur durch ein Eliminieren oder Minimieren der Stillstandzeit der Maschine (reine Arbeitszeit) lösen.
Das gelingt bei Breton Genya Switch durch das Ladebodenwechselsystem. Mit dieser Lösung erfolgen die Arbeitsphasen für das Laden und Entladen unabhängig voneinander.
In der Zeit, in der eine erste Bearbeitung im Bearbeitungszentrum läuft, kann der Bediener in der externen Station alle vorbereitenden Arbeiten für eine zweite folgende Bearbeitung durchführen:
- das Laden, das durch einen hydraulischen Kipptisch erleichtert wird;
- das Fotografieren der Platte mit hoher Auflösung;
- die Vorbereitung, das Laden und die Verarbeitung des Arbeitsprogramms.
Wenn die erste Bearbeitung beendet ist, wird der interne Ladeboden von einem Bypass-Ladesystem durch den Ladeboden ersetzt, der extern vorbereitet worden ist.
Dadurch hat der Bediener die Möglichkeit, die bearbeiteten Werkstücke in aller Ruhe und unter sicheren Bedingungen zu entladen, während im Bearbeitungszentrum bereits die Durchführung des zweiten folgenden Schnittprogramms läuft.
Abschließend kann gesagt werden, dass Breton wie oben bereits erläutert alle 10 Leistungskennzahlen für die Bewertung einer Brückenfräsmaschine erfüllt. Kurz gesagt bedeutet das:
1) Minimaler effektiver Zeitaufwand für den Schneidevorgang durch eine Optimierung der Drehzahl der Trennscheibe anhand des Materials und der gewünschten Oberfläche und eine Beschleunigung, die von der Software kontrolliert wird und dem Bediener erlaubt, bei der Bearbeitung zu „schieben“, ohne das Material zu beschädigen.
2) Eliminieren der „Totzeiten“ für den Achsenrücklauf durch die Verwendung von robusten und vereinfachten Konstruktionsteilen, die eine problemlose Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit erlauben.
3) Effektive Wirksamkeit in den Interpolationen vom Achsenrücklauf durch eine ähnliche Geschwindigkeit der Achsen.
4) Unerreichter Intelligenzgrad bei der Vorbereitung vom Schnittplan durch die Künstliche Intelligenz und das Machine Learning des Bearbeitungszentrums.
5) Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der Programmierungsphase auf das Wesentliche beschränkt durch eine anwenderfreundliche Automatisierung, die durch die Künstliche Intelligenz möglich ist.
6) Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der tatsächlichen Bearbeitungsphase auf ein Minimum beschränkt durch die hochentwickelten Kontroll-, Förder- und Programmierungssysteme.
7) Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Anzahl der „Maschinenstillstände“ durch die Wahl von Bauteilen, die für die Belastungen überdimensioniert sind, und von den am besten geprüften und zuverlässigsten elektrischen und elektronischen Bauteilen, die auf dem Markt erhältlich sind.
8) Anerkannte Konstanz in der Schnittpräzision durch die Wahl von Bauteilen, die für die Belastungen überdimensioniert sind und von führenden Lieferanten stammen, und die sehr gute Zugänglichkeit zu den neuralgischen Punkten, die langfristig eine komplette Wartung erlaubt.
9) Stillstandszeiten der Maschine für den Plattenwechsel eliminiert und
10) Notwendigkeit und Umfang der Arbeitszeit in der Rüstphase des Werkstücks optimiert durch die Technologie des Ladebodenwechsels.
Daraus wird ersichtlich, dass das Erreichen von Exzellenz im Hinblick auf diese 10 Kennzahlen einen extremen Mehrwert für den Unternehmer schafft und ihm damit die Möglichkeit gibt, sich mit extrem niedrigen Verarbeitungskosten für die eigenen Produkte auf dem Markt zu präsentieren.
https://www.breton.it/de/stein
(28.04.2022)
