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OEE-Software für CNC-Bearbeitungszentren: Spindelauslastung und Werkzeuganalyse

OEE-Software für CNC-Bearbeitungszentren: Spindelauslastung und Werkzeuganalyse

OEE-Software für die CNC-Bearbeitung: Spindelauslastungsverfolgung, Programmlaufzeit im Vergleich zum Standard, Integration des Werkzeugstandzeitmanagements und Plattformen für die Einzel- und Serienfertigung.
OEE-Software für CNC-Bearbeitungszentren: Spindelauslastung und Werkzeuganalyse

Spindelauslastung: Die OEE-Kennzahl, die die Rentabilität der CNC-Bearbeitung bestimmt

Wichtigste Erkenntnisse: Die Gesamtanlageneffektivität (OEE) der CNC-Bearbeitung konzentriert sich auf eine Kennzahl: Schneidet die Spindel Metall oder nicht? Die Spindelauslastung, der prozentuale Anteil der verfügbaren Zeit, in der die Spindel aktiv schneidet, ist die primäre Leistungskennzahl, die die meisten OEE-Plattformen jedoch nicht präzise messen können.

Fabrico verbindet sich über MTConnect, OPC-UA und FOCAS direkt mit den CNC-Maschinensteuerungen, um den tatsächlichen Spindelstatus, die Programmlaufzeit und die Zykluseffizienz zu erfassen. Dadurch erhalten Lohnfertiger und Produktionsbearbeitungszentren die Daten, um die Spindelauslastung systematisch zu steigern.

Die OEE-Software für die CNC-Bearbeitung muss mit der Steuerung verbunden sein und darf nicht nur Teile an einem Sensor zählen.

Branchenübliche Benchmarks zeigen eine durchschnittliche Spindelauslastung von 30, 45 % in der Einzelfertigung und 55, 70 % in der Serienfertigung. Die Steigerung der Spindelauslastung von 35 % auf 55 % bei einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum im Wert von 500.000 US-Dollar generiert mit demselben Kapital zusätzliche jährliche Umsätze von rund 200.000 US-Dollar.

Die Hauptursachen für eine geringe Spindelauslastung, die Fabrico aus den Daten der Maschinensteuerung erfasst:

  • Programm-zu-Programm-Einrichtung: Zeit zwischen dem Ende des letzten Schnitts und dem Beginn des nächsten Schnitts
  • Werkzeugwechsel: Werkzeugwechselzeit vs. programmierte Werkzeugwechselzeit
  • Warten auf Bediener: Maschine bereit, kein Bediener verfügbar (häufig bei Lücken in der Maschinenplanung).
  • Programmlaufzeit vs. Zykluszeitstandard: Tatsächliche Laufzeit vs. programmierte Zeit, Aufdeckung von durch den Bediener verursachten Vorschubreduzierungen

Werkzeugstandzeitmanagement und OEE-Integration für die Zerspanung

Der Ausfall von Schneidwerkzeugen führt sowohl zu Qualitätseinbußen (Teile außerhalb der Toleranz, wenn ein Werkzeug verschleißt) als auch zu Verfügbarkeitseinbußen (Maschinenstillstand, wenn ein Werkzeug unerwartet bricht).

Fabrico verbindet CNC-Maschinensteuerungsdaten auf zwei Arten mit der CMMS-Werkzeugverwaltung:

Nutzungsbasierte Werkzeugwechsel-Auslöser: Fabrico liest die tatsächlichen Maschinenzyklen von der CNC-Steuerung aus. Sobald ein Werkzeug sein Wechselintervall in Zyklen, nicht in Kalenderzeit, erreicht hat, generiert Fabrico automatisch einen Werkzeugwechselauftrag im CMMS. Keine manuelle Nachverfolgung. Keine verpassten Werkzeugwechsel an ausgelasteten Maschinen.

Qualitätsbedingte Werkzeuguntersuchung: Wenn die OEE-Qualitätsrate von Fabrico an einer bestimmten Maschine sinkt, was auf Maßabweichungen oder eine Verschlechterung der Oberflächenbeschaffenheit hindeutet, erstellt Fabrico vor dem nächsten Produktionslauf einen CMMS-Inspektionsauftrag zur Überprüfung des Werkzeugzustands.

Operationen unter Verwendung des Tool-Lifecycle-Management-Berichts von Fabrico:

  • 15, 25 % Reduzierung der Werkzeugkosten durch Vermeidung vorzeitigen Werkzeugwechsels
  • 30, 50 % Reduzierung der werkzeugausfallbedingten Ausfallzeiten durch zustandsgesteuerte Inspektion

CNC-Maschinenvernetzung: Wie Fabrico sich mit jeder Steuerung verbindet

CNC-Bearbeitungsanlagen arbeiten mit Maschinen unterschiedlichen Alters, und Fabrico kann sie alle handhaben:

  • Moderne Maschinen (ab 2010) mit Fanuc 30i/31i/32i, Siemens 840D sl, Heidenhain TNC 640: Direkte MTConnect- oder OPC-UA-Verbindung. Keine zusätzliche Hardware erforderlich.
  • Maschinen mittleren Alters (2000, 2010): FOCAS-Adapter für Fanuc, proprietäre Adapter für Siemens. Fabrico unterstützt beide.
  • Ältere Maschinen (vor 2000): Stromüberwachung oder Vibrationssensoren an der Spindel. Das Edge-Gateway von Fabrico verarbeitet analoge Signale zu OEE-Daten.

Für Fertigungsbetriebe mit einer hohen Maschinenvielfalt, beispielsweise mit Maschinen von Fanuc, Siemens, Haas, Okuma und Mazak, senkt Fabricos plattformunabhängiger Ansatz die Implementierungskosten deutlich. Eine Plattform, eine Edge-Infrastruktur, ein OEE-Dashboard für alle Maschinen, unabhängig von Alter oder Marke.

Der ROI-Beweis ist eindeutig: Eine 10%ige Verbesserung der Spindelauslastung in einer Werkstatt mit 20 Maschinen bei 150 $/Maschinenstunde entspricht einer Wiedergewinnung der Kapazität um 3.000 $ pro Tag, die vollständige Amortisation erfolgt für die meisten mittelständischen Bearbeitungsbetriebe in weniger als 2 Monaten.

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