Fragt man eine Gruppe von Zerspanungsbetriebs-Inhabern nach ihren Zielen, wollen vermutlich alle Rüstzeiten verkürzen, Umrüstungen beschleunigen und die Maschinenlaufzeit erhöhen.

Doch fragt man dieselben Unternehmer, welche Technologien sie einsetzen, um effizienter zu arbeiten, fallen die Antworten sehr unterschiedlich aus.

Da der anhaltende Fachkräftemangel in der Fertigungsindustrie das Interesse an produktivitäts­steigernden Lösungen befeuert, erkennen immer mehr kleine und mittelständische Betriebe das Einsparpotenzial von Werkzeugvoreinstellgeräten. Diese externen Messsysteme erfassen Werkzeuglängen, -durchmesser und -versätze, bevor die Werkzeuge in die Maschine eingebaut werden.

„Nicht selten treffen wir auf Werkstattbesitzer, die fälschlicherweise glauben, dass Voreinstellgeräte nichts für sie sind“, erklärt Dietmar Moll, Vertriebsleiter bei ZOLLER Inc. in Ann Arbor, Michigan. „Doch sobald das Gerät in ihrer Werkstatt steht und sie die Ergebnisse sehen, hören wir oft nur: ‚Hätten wir das doch früher gekauft.‘“

Genau so erging es ProCam Services LLC, einem familiengeführten CNC-Lohnfertiger, den Tom Bassett II vor fast 30 Jahren im Westen Michigans gründete. Anfangs skeptisch gegenüber Voreinstellgeräten, verschwanden seine Zweifel schnell, nachdem er vor etwa fünf Jahren den ZOLLER »smile 420« gekauft und in den Arbeitsablauf seines stark ausgelasteten Betriebs integriert hatte.

Das Gerät misst Schneidwerkzeuge präzise im Mikrometerbereich – und das in wenigen Minuten. Interne ZOLLER-Tests zeigen, dass die Messung mit einem Voreinstellgerät mindestens 45 % schneller ist als über die Maschinensteuerung. Das externe Rüsten entlastete die Maschinenbediener, die zuvor wertvolle Spindelzeit mit dem Antasten der Werkzeuge verbrachten. Nun kann ein Bediener die Werkzeuge für den nächsten Auftrag messen, während die Maschine noch läuft – so gewann ProCam zusätzliche Produktionszeit.

Bereits im ersten Jahr nach Einführung des Voreinstellers (2019) stieg der Umsatz um 300.000 US-Dollar, im Folgejahr um weitere 700.000 US-Dollar. Bassett führt den Großteil des 1-Million-Dollar-Zuwachses auf effizientere Prozesse und eine gesteigerte Produktivität der Maschinen zurück.

„Ich glaube nicht, dass ich jemals ein Gerät angeschafft habe, das unsere Arbeit so grundlegend verändert hat“, sagt Bassett. „Es gibt vieles, wo man denkt: Das hätten wir früher kaufen sollen – aber nichts hatte so einen Einfluss wie der ZOLLER.“

Passen Voreinstellgeräte in High-Mix-/Low-Volume-Betriebe?

Bassetts heutige Meinung unterscheidet sich deutlich von seiner früheren. Lange war er überzeugt, dass Voreinstellgeräte für Betriebe mit vielen unterschiedlichen, kleinen Aufträgen und häufigen Wechseln ungeeignet seien.

Seit seiner Gründung 1995 positioniert sich ProCam als flexibler Lohnfertiger, der durch kurze Lieferzeiten bei höchster Qualität punktet. Die Mitarbeiter bearbeiten täglich 20 bis 30 verschiedene Aufträge – für Branchen von Luft- und Raumfahrt über Automobil bis Landwirtschaft.

Der 3.500 m² große Betrieb verfügt über acht Fräsmaschinen (3-, 4- und 5-Achs-Maschinen, vertikal und horizontal), drei Drehmaschinen – darunter eine mit sechs Achsen – sowie zwei CNC-Fräszentren. Diese Ausstattung ermöglicht maximale Flexibilität für verschiedenste Materialien und Losgrößen.

„Manche Kunden rufen morgens an, weil ihre Anlage steht – und am Nachmittag liefern wir schon das Ersatzteil“, sagt Bassett. „In der Regel haben wir nur etwa zwei Wochen Rückstand, weil wir so schnell durch die Aufträge kommen.“

Jede Minute, die mit Rüsten vergeht, ist eine Minute, in der die Maschine kein Geld verdient. Kein Wunder also, dass laut der Top Shops Survey 2019 von Gardner Intelligence profitablere Betriebe häufiger Voreinstellgeräte einsetzen. Demnach nutzen 55 % der Betriebe mit mehr als 180.000 USD Umsatz pro Mitarbeiter (ein Indikator für hohe Rentabilität) ein Voreinstellgerät – gegenüber nur 29 % bei den am wenigsten profitablen Unternehmen.

Bassett rechnete selbst nach: Wie viel Zeit verbringt sein Team täglich mit dem Antasten der Werkzeuge und der Rundlaufkontrolle? Das Ergebnis: 30 bis 60 Minuten pro Auftrag. Multipliziert mit der Anzahl an Aufträgen pro Tag und Maschinenstunde ergab sich ein enormer Zeitverlust – und entsprechend hohe Opportunitätskosten. „Ich dachte erst, das kann nicht stimmen“, erinnert er sich. „Aber dann wurde klar: Wir müssen dieses Gerät einfach haben.“

Präzision und Wiederholgenauigkeit

Heute ist das Voreinstellen der Werkzeuge mit dem »smile 420« der erste Schritt jedes Auftrags bei ProCam. Neben der erheblichen Zeitersparnis brachte das Gerät eine Wiederholgenauigkeit, die manuell nicht erreichbar ist. Die hochpräzise SK-50-Spindel, Optik und Bildverarbeitungskamera liefern exakte Daten bei jeder Messung.

„Früher hatten wir große Abweichungen zwischen den Schichten“, erzählt Bassett. „Tagesschicht misst anders als Nachtschicht – und schon gibt’s Qualitätsprobleme oder Nacharbeit. Mit dem ZOLLER passiert das nicht mehr, weil jede Messung identisch ist.“

Die Messdaten werden automatisch an die Maschinensteuerung übergeben – Tippfehler ausgeschlossen. Bassett entwickelte sogar ein eigenes Programm, um die Daten an mehrere Maschinen gleichzeitig zu übertragen. „Das System ist heute so tief in unseren Prozess integriert, dass wir viel flexibler sind als früher“, sagt er. „Ich kann mir gar nicht mehr vorstellen, ohne zu arbeiten.“

Mitarbeiter vom Mehrwert überzeugen

Obwohl die Zahlen überzeugten, musste Bassett auch seine Maschinisten vom neuen System überzeugen. Bis dahin nutzte jeder eigene Methoden – mit Fühlerlehren, 1-2-3-Blöcken oder Papierstreifen.

„Wenn sie den Rundlauf prüfen, dauert das pro Werkzeug ein bis fünf Minuten – bei 15 Werkzeugen pro Auftrag sind das schnell 45 Minuten“, erklärt Bassett. „Mit ZOLLER sind wir in unter fünf Minuten fertig.“

Ein besonders skeptischer Mitarbeiter durfte den Vergleich machen: Er sollte seine Werkzeuge „auf die alte Art“ antasten und die Ergebnisse mit denen des Voreinstellers vergleichen. „Ich sagte: Beweis mir, dass das Gerät falsch liegt“, erinnert sich Bassett lachend. „Nach einer Woche tastete er nichts mehr manuell an.“

Heute vertraut das gesamte Team dem »smile 420«. „Es nimmt uns einfach Arbeit ab“, sagt Alex Bassett, Schichtführer und Sohn des Firmengründers. „Man hat so viele Dinge im Kopf – da ist es gut zu wissen: Der ZOLLER stimmt. Das gibt Ruhe und Sicherheit.“

Mehr als nur ein Voreinsteller: Ein starker Partner

Neben dem Voreinstellgerät hat Bassett inzwischen auch ZOLLER-Werkzeugaufnahmen und nach der IMTS 2022 das »powerShrink 600« Schrumpfgerät angeschafft. „Wir sind noch in der Anfangsphase, aber schon jetzt sehen wir deutliche Verbesserungen bei Standzeiten sowie bei Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben“, sagt er. „Unsere Werkzeuglebensdauer hat sich etwa vervierfacht.“

Auch Alex Bassett ist begeistert: „Das Werkzeug läuft stabiler, kein Taumeln, keine Rattermarken – die Oberflächen sind deutlich besser. Es wirkt sich einfach positiv auf alles aus.“

Laut Dietmar Moll entdecken viele Unternehmen nach dem Kauf eines Voreinstellers weitere Lösungen aus dem ZOLLER-Portfolio, die ihre Prozesse weiter verbessern. „Der Voreinsteller bietet das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis – geringe Investition, großer Effekt“, so Moll. „Aber mit ZOLLER kauft man nicht nur ein Gerät, sondern Zugang zu einem kompletten Ökosystem smarter Fertigungslösungen – und zu einem starken Partner, der den Erfolg des Kunden mitträgt.“