Zerspanungstechnik Clevere Werkzeugwechselstrategie beeinflusst Verfügbarkeit

Werkzeugwechsel sind meist an der Standmenge orientiert. Dadurch kommt es zu häufigen Stillständen und hohen Verfügbarkeitsverlusten. Optimierte Werkzeugwechselstrategien, wie Bündelung und Parallelisierung von Werkzeugwechseln, erhöhen die Wirtschaftlichkeit.

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Knuth Werkzeugmaschinen GmbH

ACE Stoßdämpfer GmbH

Rhenus Lub GmbH & Co KG

PTW Institut für Produktions- management, Technologie und Werkzeugmaschinen

Die Werkzeugmaschine meldet einen Stillstand. Der erste Blick auf den Bildschirm der Steuerung verrät: Ein Werkzeug hat seine Standmenge erreicht. Ein zweiter Blick zeigt, ein anderes Werkzeug hat auch nur noch eine geringe Reststandmenge. Der Mitarbeiter beginnt mit dem Wechsel des abgelaufenen Werkzeugs und entscheidet, das zweite Werkzeug ebenfalls zu wechseln. Dann läuft die Anlage wieder.

Verschleißbedingte Werkzeugwechsel reduzieren Produktivität

Diese Situation ist in vielerlei Hinsicht typisch und verdeutlicht auch zwei Potenziale von Werkzeugwechselstrategien:

• Der Mitarbeiter erfährt kurzfristig von den anstehenden Werkzeugwechseln.

• Die Entscheidung, ob weitere Werkzeuge mit gewechselt werden, erfolgt intuitiv.

Im Bereich der spanenden Großserienfertigung entstehen erhebliche Produktivitätsverluste durch verschleißbedingte Werkzeugwechsel. Bei den vor einigen Jahren vorwiegend für große Stückzahlen beschafften Transferstraßen liegen diese durchaus im Bereich von 20%. Aber auch bei neuen Maschinenkonzepten wie Transferzentren sind Werkzeugwechsel eine Ursache für hohe Verfügbarkeitsverluste.

Der Grund dafür ist, dass die Werkzeuge beim Wechsel häufig einen Eingriff des Mitarbeiters in den Arbeitsraum der Maschine erfordern, der zwangsweise zum Stillstand der Anlage führt. Während das Rüsten im Rahmen der schlanken Produktion insbesondere durch Methoden wie Single Minute Exchange of Die (SMED) intensiv betrachtet wurde, ist die Optimierung der verschleißbedingten Werkzeugwechsel ein Randthema. Die Ansätze sind in der Regel technisch, beispielsweise Erhöhung der Standmenge oder Spannfutter für schnelle und prozesssichere Wechsel.

Bisher wenig organisatorische Ansätze für weniger Stillstände durch Werkzeugwechsel

Organisatorische Ansätze sind nur rudimentär verbreitet. Es fehlen vor allen Dingen Strategien, die eine Optimierung der werkzeugwechselbezogenen Stillstände der Linien in Bezug auf Werkzeugkosten, Linienverfügbarkeit und Personalkosten ermöglichen. Diese Lücke zu schließen, ist das Ziel des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt.

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