Gezielter CNC-Checkvor dem Kauf

CNC-gesteuerte Maschinen helfen Handwerksbetrieben ihre Marktchancen zu nutzen. Industriebetriebe könnten ohne diese Technik, ohne die einhergehende Automatisierung und ohne zeitgemäße Managementmethoden kaum wirtschaftlich arbeiten. Da die Zeit der “Masse” in zahlreichen Bereichen vorbei ist, strebt insbesondere die Massivholz und Furnier verarbeitende Möbelindustrie in den vergangenen Jahren immer mehr der Losgröße “1” zu. Mit der Aufgabe der Serienfertigung kommt man der individuellen Fertigung – wie sie in Handwerksbetrieben üblich ist – sehr nahe. Im Prinzip werden handwerkliche Strukturen unter industriellen Dächern installiert.

Nach Aussage von Branchenkennern fragen Unternehmen der Möbelindustrie mit Produkten im oberen Preissegment nach gleichen (CNC-) Maschinen wie das Handwerk an. Wenn dem so ist, hat das Handwerk gute Voraussetzungen, am Markt erfolgreich mitzumischen. Fragt sich nur, welche CNC-Maschine angeschafft werden soll.

Der unbestrittene technologische Gleichstand von Industrie und Handwerk in zahlreichen Bereichen zeigt sich in den analogen Produkten, die erzeugt werden. Die großen Unterschiede zwischen Industrie und Handwerk bestehen dagegen u. a. im Vertrieb der Produkte. Während eine Vielzahl der Industriebetriebe ihre Produkte über Händler an den Kunden bringen müssen, verhandelt der Handwerker direkt mit dem Endkunden bzw. Auftraggeber. Die CNC-Technik ermöglicht dem Handwerker die rationelle individuelle Einzelteilfertigung, aber auch das Abarbeiten von Großobjekten. Mit Hilfe der CNC-Technik hat das Tischler-/Schreinerhandwerk die Chance, Absatzfelder zurückzugewinnen oder zu verteidigen. Dies kann aber nur gelingen, wenn das Umfeld stimmt: von der Auftragsbeschaffung bis zur Nachbetreuung der Kunden muss die Qualität stimmen. Um es deutlich zu sagen: Die Anschaffung einer CNC-Maschine allein reicht in der Regel nicht aus, um am Markt konkurrenzfähig zu sein.

Nach Jahren der Automatisierung im industriellen Bereich haben CNC-Maschinen auch im Handwerk erfolgreich Einzug gehalten. Waren es vor einigen Jahren noch die Großbetriebe, die intensiv in neue Techniken investierten, so sehen nun auch die mittelständischen Betriebe und sogar Kleinbetriebe die Notwendigkeit, Fertigungszeiten und Flexibilität durch neue Produktionsmittel zu optimieren, Abläufe neu zu organisieren und Managementaufgaben zu überdenken. Dies ist nötig, um beim Kampf um den Auftrag bestehen zu können.

Die Verteilung der Aufträge zeigt bereits Konsequenzen: Marktchancen haben jene Unternehmen, die die geforderte Qualität flexibel und günstig anbieten. Sie fertigen rationell und nutzen – soweit möglich – Montagebetriebe zum Einbau der Produkte. Im Bereich Fenster und Türen ist dies seit langem gängige Praxis. Ein Beleg dafür sind u. a. die Betriebszahlen der Branche. Den Montagebetrieben im Holzhandwerk mit ca. 39 000 Betrieben stehen etwa 44 000 Tischlereien/ Schreinereien und ca. 3000 – 4000 Industriebetriebe gegenüber.

Um den Maschinenmarkt zu bedienen, werden immer flexiblere Anlagen im CNC-Bereich zu erschwinglichen Preisen auf den Markt gebracht. Während noch vor Jahren die Bearbeitungszentren überwiegend für plattenförmige Werkstücke ausgelegt waren, ist zwischenzeitlich auch die Massivholzbearbeitung kein Problem mehr. Die Fertigung von Massivholzmöbeln, Innentüren, Haustüren oder Treppenstufen kann auch auf kleineren CNC-Maschinen problemlos erfolgen. Wenn hier und dort einige zusätzliche Handgriffe in Kauf genommen werden, ist der Handwerker schon ab 180 000,- DM im Besitz der neuen Technik.

Da mit der Investition in eine CNC-Maschine nicht nur die wirtschaftlichen Aspekte berücksichtigt werden müssen, ist eine externe Beratung vielfach sinnvoll. In der Regel beraten die Maschinenhändler oder Maschinenhersteller bei der Wahl der richtigen Maschine. In diesem Bereich ist sehr viel Wert auf den richtigen Partner zu legen. Der Fachberater des Herstellers sollte dem Tischler und Schreiner auch bei der Schulung und Programmierung am Anfang zur Seite stehen und in den Folgejahren einen zuverlässigen Service bieten. Denn für die Dauer der Maschinennutzung bindet sich der Anwender quasi an seinen CNC-Maschinenlieferanten.

Neben den zuständigen Fachberatern des jeweiligen Herstellers stehen auch die Fachberater der Verbände mit Rat und Tat zur Verfügung. Sinn macht zudem der Erfahrungsaustausch mit CNC-Anwendern aus dem Kollegenkreis.

Zur Vorentscheidung bei der Anschaffung einer CNC-Maschine im Handwerksbetrieb sollten zunächst einige grundsätzliche Fakten in technischer und organisatorischer Details geklärt sein:

Die CNC-Maschine sollte nicht zu spezifisch sein, d. h. Betriebe, die als Allrounder eine breite Produktpalette anbieten, sollten sich z. B. kein Bearbeitungszentrum mit eng begrenzter Bearbeitungshöhe anschaffen.

Die Investition sollte nicht zu stark nach oben orientiert sein, d. h. der normale Tischler/ Schreiner benötigt keine 5 Meter Maschine mit 40 Werkzeugen im Magazin. Manche Betriebe sollten in Kauf nehmen, dass während der Bearbeitung von Sonderfällen ein Werkzeugwechsel manuell ausgeführt wird. Ein übergroßes und kostenintensives Magazin kann dann entfallen. Die vorhandenen Wechselplätze sollten jedoch geeignet sein, ausreichend große Werkzeuge (Türenbearbeitung) oder Aggregate (Schlosskasten) einsetzen und die gängigsten Bearbeitungsprozesse ohne Werkzeugwechsel innerhalb der Bearbeitung ausführen zu können.

Die Bearbeitungsgröße sollte nach den Aufträgen festgelegt werden, die im Wesentlichen anfallen. Das Bearbeitungszentrum nach dem Sonderfall zu konzipieren, ist wirtschaftlich kaum zu vertreten und daher nicht zu empfehlen.

Größere Werkstücke sind meist über Schablonenbearbeitung zu lösen, wenn das Bearbeitungszentrum eine “Auslegermaschine” ist. Ein Schablonen-Spannsystem mit einem separat gesteuerten Vakuumkreis ist z. B. hierfür eine gute Lösung.

Die Anzahl der Achsen ist ein wichtiges Detail, weil es darüber entscheidet, wie flexibel die Anlage fertigen kann.

Werden nur Platten bearbeitet, reicht in den meisten Fällen eine 3-Achs-Maschine. Sind jedoch horizontale Bearbeitungen (Schloss-kastenfräsungen, Schließbleche etc.) zu erledigen, benötigt man den Einsatz von Aggregaten, die in die Frässpindel eingesetzt werden können. Hier macht eine so genannte “C-Achse” oder auch “4. Achse” in der Regel Sinn, wenn es um hohe Flexibilität geht. Die 5. Achse wird häufig dann unrentabel, wenn es sich nicht um die Fertigung von Treppenkrümmlingen o. ä. in ausreichend großer Stückzahl handelt. Die Handhabung einer 5-Achs-Maschine erfordert auch eine höhere Qualifikation des Bedieners.

Wenn man als “all-rounder”, sowohl in der Platten- als auch in der Massivholzbearbeitung aktiv ist und über den Kauf einer 4-Achs-Maschine nachdenkt, ist die Wahl der einsetzbaren Aggregate ein wichtiger Faktor. Da diese meist als Werkzeug in einem Wechslersystem untergebracht sind, ist die Entscheidung in der Regel auch später korrigier- bzw. erweiterbar.

Zur Erstausstattung gehören in der Regel ein Schlosskastenaggregat, das frei über die C-Achse programmierbar, also auch flexibel einsetzbar ist. Ein Aggregat zur Bearbeitung mit rechts- und linkslaufendem Fräser, z. B. zur ausrissfreien Einfräsung von Schließblechen, macht in den meisten Fällen ebenfalls Sinn.

Je nach Türenanteil der Produktion oder schrägen Verbindungen im Möbel- und Innenausbau sollte auch ein manuell schrägstellbares Fräs- oder Sägeaggregat zur Ausstattung gehören.

Andere Aggregate sollten nach speziellem Bedarfsfall geplant und ausgewählt werden. Hier ist der jeweilige Fachberater des Händlers oder Herstellers in der Pflicht, für den jeweiligen Bedarfsfall die beste Lösung zu entwickeln.

Anwender, die einen Schwerpunkt in der Plattenbearbeitung haben und über keine horizontale Plattensäge verfügen, sollten in der Reihenfolge ihrer Anschaffung in erster Linie bedenken, wie groß der Anteil der CNC-Bearbeitung rein zeitlich gesehen im eigenen Betrieb ist. Weil das Bearbeitungszentrum oft nicht den ganzen Tag läuft, ist es häufig sinnvoller, den Zuschnitt z. B. grob auf der vertikalen Plattensäge durchzuführen und die endgültige Formatierung auf dem Bearbeitungszentrum mit einem Sägeaggregat oder besser noch mit einer Formatfräsung zu erledigen.

Bei einer gefrästen Endformatierung entfällt die teilweise kostenintensive Vorfräsung auf der Kantenanleimmaschine zur Bereitstellung einer optimalen Werk-stückkante.

Die Steuerung sollte kompatibel mit den gängigen CAD/CAM-Programmen sein. Mittlerweile sind sehr komfortable Programme auf dem Markt, die schon bei geringer Mehrinvestition lauffähige CNC-Programme generieren und die Programmierarbeit auf ein Minimum reduzieren.

Beim Neukauf ist zu bedenken, ob nicht eine flexible PC-Steuerung sinnvoll wäre. Diese erleichtert den Aufbau einer Vernetzung zwischen der Arbeitsvorbereitung, Bearbeitungszentrum und eventuell im Betrieb eingesetzter Branchenprogrammen. Hierdurch werden unnötige Wege im Betrieb vermieden. Durch den Einsatz von Etikettendruckern im Zuschnitt und Barcode-Lesegeräten an weiterverarbeitenden Maschinen (z. B. CNC-Bearbeitungszentren), kann man die Logistik und Kommissionierung zusätzlich optimieren.

Bei einigen CNC-Herstellern besteht die Möglichkeit, fabrikatsfremde Softwareprodukte auf ihren PC-Steuerungen einzusetzen, was den Anwendern die Möglichkeit offen lässt, sinnvolle Software-Produkte, die in einiger Zeit auf den Markt gebracht werden als Maschinensteuerung einzusetzen oder Produktbibliotheken sinnvoll zu verwalten.

Das Auflagensystem spielt meist in Sonderbearbeitungen, wie Fenster- und Rahmenbau, eine bedeutende Rolle. Hier bieten die Hersteller spezifische Spannsysteme an. Beim Vergleich dieser Systeme ist der eigene Bedarf der Maßstab. Gesetzt den Fall, man ist sich unsicher, ob die Entwicklung des Betriebes den Einsatz anderer Spannsysteme in der Zukunft nötig macht, sollte man über den Kauf eines flexibel erweiterbaren Systems nachdenken. Spanner mit unterschiedlichen Breiten oder Vakuumsauger mit zusätzlicher Möglichkeit einer pneumatischen Spannvorrichtung sind hier nur einige Beispiele. Auch austauschbare Saugerelemente ermöglichen dem Schreiner einen gewissen Spielraum, wobei gerade bei dieser Möglichkeit auf die Stabilität, Präzision und Schmutzanfälligkeit geachtet werden sollte.

Einzel abrufbare Bohrspindeln – vertikal für Reihenlochbohrungen und horizontal für Dübellochbohrungen – sind genauso notwendig wie eine Nutsäge. Hierbei ist die Anzahl der Spindeln nicht so relevant. Sie muss nur ausreichend sein, um Konstruktionsbohrer und einige Reihenlochbohrer aufnehmen zu können. Entscheidend ist die Art der Abarbeitung und die Optimierung des Bohrverlaufs.

Eine schwenkbare Nutsäge ist nicht unbedingt von Nöten. Wenn eine flexiblere Nutsäge eingesetzt werden soll, ist sicherlich ein Sägeaggregat für den Werkzeugwechsler einer 4-Achs-Maschine sinnvoller. Mit dieser Lösung ist man dann in der Wahl seiner Rückwand-Nut oder anderer Nutvorgänge völlig frei.

Ob zusätzliche Kantenanleimaggregate auf dem Bearbeitungszentrum Sinn machen, ist ebenfalls eine Frage der Auftrags- und Teilestruktur. Bei geringen Stückzahlen und geraden Kanten sind meist manuelle Maschinen sinnvoller, da Mehrkosten, Rüst- und Einfahrzeiten solcher CNC-gesteuerten Anlagen die Wirtschaftlichkeit wieder beeinträchtigen. Auch ist zu bedenken, dass in diesen Rüstperioden eine Bearbeitung im Bohr- und Fräsbereich nicht möglich ist. Der Schmutzanfall durch Bohr- und Fräsbearbeitung machen eine regelmäßige Säuberung der Anlage nötig, um qualitativ hochwertige Produkte zu erzeugen.

Optimal ist eine Anlage, wenn sie die tagtäglich anfallenden Aufträge günstig erledigen kann und noch etwas Spielraum für eine betriebliche Weiterentwicklung lässt. Dieser Spielraum ist wichtig, da die Erfahrung der letzten Jahre zeigt, dass die meisten Betriebe sich mit der Anschaffung eines Bearbeitungszentrums umorientieren bzw. umstrukturieren. Manche Tischler und Schreiner nutzen dann möglichst lange Laufzeiten des Bearbeitungszentrums, da der Einsatz dieser Technologie Gewinnspannen ermöglicht, die mit herkömmlicher Ausstattung selten erreicht werden. Wichtig: Nicht immer die Menge macht’s, sondern die Flexibilität und Reproduzierbarkeit.

Maschinen, die einer nach dem Baukastenprinzip konstruierten Baureihe entstammen, lassen sich individuell zusammenstellen. Grundsätzlich sollte ein solider Maschinenbau vorhanden sein, um eine hohe Fertigungsqualität zu erzielen. In diesem Zusammenhang sollte immer abgefragt werden, bis zu welchem Grad eine gekaufte Maschine nachgerüstet werden kann oder, ob ein späterer Umtausch innerhalb der Baureihe möglich ist.

Last but not least muss der Lieferant des Investments Anforderungen erfüllen. Dabei hilft der Erfahrungsaustausch mit Kollegen weiter, um die Kompetenz und den Ruf des Lieferanten zu erfragen. Insbesondere bei der Beratung, bei Softwarefragen, beim Service vor Ort und bei der Lieferung/ beim Einbau von Ersatzteilen bedarf es guter Firmen. Hier auf das falsche Pferd zu setzen, kann äußerst kostspielig werden. Referenzfirmen können über das in Frage kommende Unternehmen immer Aussagen zum Service machen.

Die Amortisation eines CNC-Bearbeitungszentrums ist häufig schon bei der durchschnittlichen Laufzeit von etwa zwei Stunden pro Tag in wenigen Jahren gegeben. Durch die Effizienz des Bearbeitungszentrums von ca. 1:5 bis 1:7 gegenüber der herkömmlichen Fertigung setzt das Bearbeitungszentrum bereits einen Mitarbeiter für andere Tätigkeiten frei. Bei durchschnittlichen Anschaffungskosten von 150 000,- bis 250 000,- DM kann mit einer Amortisation innerhalb von drei bis vier Jahren gerechnet werden, wenn nur die Kosten des freigesetzten Mitarbeiters berücksichtigt werden. Die mögliche Steigerung der Produktivität und der Umsätze sind in dieser einfachen Betrachtung noch nicht berücksichtigt. Dies betrifft auch die Abschreibung, die gesteigerte Bearbeitungsqualität und die daraus folgende Verbesserung der Montagezeiten.

Bearbeitungszentren sind in vielen Tischlereien/Schreinereien nicht mehr wegzudenken. Wer über eine Anschaffung nachdenkt, sollte dies gründlich machen. Noch lassen sich mit der neuen Technologie höhere Spannen erwirtschaften und dadurch die Amortisationszeiten verringern. Darüber hinaus ermöglicht die moderne Technologie den Handwerksbetrieben weiterhin das Fertigen zu marktgerechten Preisen. Auch der Zukauf von industriell gefertigten Produkten kann so auf ein Minimum begrenzt werden. o