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Die Automatisierung von CNC-Maschinen gehört heute zu den wirkungsvollsten Möglichkeiten, Produktivität zu steigern, Fachkräfte zu entlasten und die Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern. Dennoch stellen sich viele Unternehmen dieselben Fragen:
Die gute Nachricht: CNC-Automation ist längst nicht mehr nur Grossserienfertigern vorbehalten. Dank modularer Automationslösungen von EROWA können heute bereits kleine und mittelständische Unternehmen ihre Fertigung schrittweise automatisieren und gleichzeitig flexibel auf wechselnde Aufträge reagieren.
Entscheidend ist dabei nicht der Roboter allein. Wirklich produktive Fertigung entsteht erst dann, wenn Spanntechnik, Werkstückhandling, Automation, Prozesssteuerung und Messprozesse optimal zusammenspielen – genau das ist seit über 50 Jahren der Kern des EROWA-Systemgedankens, des sogenannten Flexible Manufacturing Concepts (FMC).
Dieser Beitrag zeigt, wann sich die Automatisierung einer CNC-Maschine lohnt, welche EROWA-Lösungen dafür infrage kommen und worauf Unternehmen bei der Planung achten sollten.
CNC-Automation beschreibt die automatische Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen sowie die durchgängige Organisation des gesamten Fertigungsprozesses. Ziel ist es, Maschinenlaufzeiten zu erhöhen, Rüstzeiten zu reduzieren und Produktionskapazitäten effizienter zu nutzen.
Dabei geht es längst nicht mehr nur um den Einsatz eines Roboters. Moderne CNC-Automation, wie sie EROWA seit 1971 entwickelt, verbindet mehrere Prozessschritte zu einem abgestimmten Gesamtsystem – von der Werkstückspannung über den Materialfluss bis hin zur digitalen Auftragssteuerung.
Je nach Anwendung umfasst eine EROWA-Automationslösung unter anderem:
Das Ergebnis ist eine Fertigung, die zuverlässiger, planbarer und wirtschaftlicher arbeitet – unabhängig davon, ob Einzelteile, Kleinserien oder grössere Losgrössen produziert werden.
Grundsätzlich lässt sich heute nahezu jede moderne Werkzeugmaschine automatisieren. Entscheidend ist weniger der Maschinenhersteller als vielmehr die Art der Werkstücke, die Spanntechnik und die gewünschte Produktionsstrategie. EROWA-Systeme sind dabei bewusst herstellerunabhängig konzipiert und lassen sich auf Werkzeugmaschinen praktisch aller Fabrikate und Generationen integrieren.
Typische Anwendungen sind:
Mit dem modularen EROWA-Robotikprogramm – von kompakten Monoblock-Lösungen wie EROWA Robot Easy und EROWA Robot Compact 80/150 bis zu linearen Systemen wie EROWA Dynamic 150L/250/500 oder EROWA Robot Six für Paletten bis 800 kg sowie dem Schwerlastsystem EROWA LoadMaster – lässt sich sowohl eine einzelne Maschine automatisieren als auch die Versorgung mehrerer Maschinen durch einen gemeinsamen Roboter realisieren. Dadurch können Unternehmen ihre Automation schrittweise ausbauen und an zukünftige Anforderungen anpassen.
Viele Unternehmen verbinden CNC-Automation automatisch mit einem Roboter. Tatsächlich ist der Roboter jedoch nur ein Bestandteil eines automatisierten Fertigungsprozesses – eine Erkenntnis, die auch die über 50-jährige Erfahrung von EROWA in der Spanntechnik prägt.
Die eigentliche Grundlage entsteht bereits deutlich früher.
Bevor ein Werkstück automatisiert gehandhabt werden kann, muss es reproduzierbar gespannt, eindeutig identifiziert und zuverlässig positioniert werden. Ohne standardisierte Spannmittel und wiederholgenaue Referenzpunkte kann kein Roboter Bauteile sicher übernehmen oder zwischen verschiedenen Maschinen transportieren.
Ein Roboter kann nur so zuverlässig arbeiten wie die Schnittstelle zwischen Werkstück und Maschine. Das EROWA ITS-Nullpunktspannsystem etwa erreicht eine Wiederholgenauigkeit von unter 0,002 mm bei einer Spannkraft von 2'500 bis 7'000 N je nach Baugrösse – Werte, die reproduzierbare Referenzpunkte über den gesamten Fertigungsprozess hinweg schaffen. Dadurch bleiben Werkstücke vom ersten Einrichten über mehrere Bearbeitungsschritte bis hin zum Messen eindeutig positioniert. Erst diese durchgängige Referenz macht eine wirklich prozesssichere Automation möglich.
Deshalb beginnt erfolgreiche Automation bereits bei der Standardisierung mit einem EROWA-Spannsystem.
Erst wenn Spannsysteme, Paletten und Werkstückträger aufeinander abgestimmt sind, entsteht ein durchgängiger Materialfluss. Der Roboter übernimmt dann nicht nur das Be- und Entladen einer Maschine, sondern wird Teil eines gesamten Produktionssystems – genau dieses Zusammenspiel bezeichnet EROWA als Flexible Manufacturing Concept (FMC).
Ein Nullpunktspannsystem schafft reproduzierbare Referenzpunkte für alle Bearbeitungsschritte. Werkstücke können ausserhalb der Maschine vorbereitet und innerhalb weniger Sekunden gespannt werden. Gleichzeitig sinkt die Gefahr von Einrichtfehlern.
EROWA bietet dafür ein abgestuftes Systemportfolio: Das EROWA ITS eignet sich mit einer Wiederholgenauigkeit von < 0,002 mm besonders für Erodier-, Fräs- und Präzisionsteile bis 140 × 140 × 140 mm; das EROWA MTS (Modular Tooling System) dient als universelle, modular erweiterbare Schnittstelle mit einer Wiederholgenauigkeit von < 0,003 mm für Einzel- und Mehrfachpalettierung; das EROWA UPC (Universal PowerChuck) deckt Werkstückgrössen bis 500 × 500 × 500 mm ab; und für grosse, schwere Werkstücke bis 1'500 kg pro Spannelement steht das neu patentierte EROWA GTS (Giant Tooling System) mit einer Spannkraft von 80'000 N zur Verfügung.
Roboter übernehmen Paletten oder Rohteile selbstständig und versorgen eine oder mehrere Maschinen. Dadurch lassen sich Stillstandszeiten deutlich reduzieren und längere mannlose Produktionsphasen realisieren.
Das EROWA Robotikprogramm deckt Traglasten von 30 kg bis 5'000 kg ab: Der EROWA Robot Easy ist als Einstiegslösung auch für die Retrofit-Automatisierung bestehender Einzelmaschinen konzipiert und amortisiert sich in der Praxis häufig bereits innerhalb eines Jahres. Der EROWA Robot Leonardo High verbindet auf nur 2 × 2 Metern Stellfläche bis zu 32 Palettenplätze mit einer integrierten Rüststation, sodass neue Aufträge vorbereitet werden können, während die Maschine produziert – ideal für autonome Nachtschichten. Für Schwerlastanwendungen stehen lineare Systeme wie EROWA Dynamic 250/500 oder der EROWA Robot Six (bis 800 kg) bereit, die bis zu 12 Maschinen über ein gemeinsames Schienensystem versorgen können; für Paletten von 800 bis 5'000 kg übernimmt das Schwerlastsystem EROWA LoadMaster (LoadMaster Compact / LoadMaster Compact Heavy) diese Aufgabe.
Werkzeuge, Werkstücke, Paletten und Spannmittel müssen jederzeit eindeutig identifizierbar sein. Nur so können Aufträge automatisch abgearbeitet werden, ohne dass Bediener permanent eingreifen müssen. Eine moderne Produktionssteuerung ist dabei nichts anderes als diese Organisation in digitaler Form: Sie verwaltet Maschinen, Werkstücke, Werkzeuge und Fertigungsaufträge zentral, sodass sich Prioritäten flexibel anpassen, neue Aufträge automatisch einplanen und verfügbare Ressourcen optimal nutzen lassen.
Mit dem RFID-basierten Identifikationssystem EROWA EWIS werden Paletten und Elektrodenhalter eindeutig erkannt, sodass Position und Status jedes Werkstücks jederzeit nachvollziehbar sind – Voraussetzung für eine hohe Prozesssicherheit beim automatischen Magazinabgleich. Das Prozessleitsystem EROWA JMS 4.0 baut auf dieser Organisation auf und verbindet ERP- und CAD/CAM-Daten mit der Fertigungszelle, steuert Roboter und Datenübertragung und liefert über eine Monitoring-App eine 24/7-Übersicht über den Maschinenstatus. Als modulares Softwaresystem wächst JMS 4.0 mit dem Automatisierungsgrad des Betriebs – vom einzelnen Bearbeitungszentrum bis zur vollständig vernetzten Smart Factory.
Automatisierte Messprozesse stellen sicher, dass Bauteile bereits während der Fertigung geprüft werden. Abweichungen werden früh erkannt und Prozesse können ohne unnötige Unterbrechungen weiterlaufen.
Die Messstation EROWA CMM Qi kombiniert eine Natursteinplatte mit Renishaw-Messtastern zu einem hochpräzisen Messsystem, das direkt für alle EROWA-Spannsysteme vorbereitet ist. Ergänzend ermöglichen die EROWA PreSet-Stationen (3D CNC, 3D MAN, 2D) das schnelle Voreinstellen von Werkstücken und Elektroden ausserhalb der Maschine – die Offsetdaten lassen sich direkt in JMS 4.0 einspielen.
Die Entscheidung für eine Automationslösung hängt nur selten von der Losgrösse allein ab. Viel wichtiger ist die Frage, wie viel produktive Maschinenzeit heute bereits ungenutzt bleibt.
Folgende Anzeichen sprechen häufig dafür, dass sich eine Automatisierung wirtschaftlich lohnt:
Bereits wenn Maschinen täglich mehrere Stunden unproduktiv sind, kann eine Automationslösung erhebliche zusätzliche Fertigungskapazitäten schaffen – häufig ohne zusätzliche Maschinen oder weiteres Personal. Selbst der einfachste Einstieg, der EROWA Robot Easy oder EROWA Robot Compact zur Nachrüstung einer bestehenden Einzelmaschine, zeigt in der Praxis, dass sich Automation nicht erst bei Grossinvestitionen rechnet.
Viele Unternehmen investieren zunächst mit dem Ziel, die Spindellaufzeit zu erhöhen. Tatsächlich entstehen die grössten wirtschaftlichen Vorteile jedoch durch das Zusammenspiel aller Prozesse – bei EROWA als Flexible Manufacturing Concept (FMC) bezeichnet.
Automatisierte Fertigung reduziert nicht nur Maschinenstillstände. Gleichzeitig sinken Rüstzeiten, manuelle Transporte entfallen, Fehler werden reduziert und Fertigungsabläufe lassen sich über das Prozessleitsystem JMS 4.0 besser planen.
Dadurch entstehen höhere Kapazitäten, ohne zusätzliche Maschinen anschaffen oder weiteres Personal aufbauen zu müssen.
Genau deshalb betrachten moderne Fertigungsunternehmen Automation heute nicht mehr als Einzelinvestition, sondern als langfristige Strategie zur Steigerung ihrer Wettbewerbsfähigkeit – ein Ansatz, den EROWA seit über 30 Jahren mit dem FMC-Konzept verfolgt und kontinuierlich an die Anforderungen von Industrie 4.0 anpasst.
Eine pauschale Antwort gibt es nicht. Die Wirtschaftlichkeit hängt von zahlreichen Faktoren ab, unter anderem:
In vielen Fällen entsteht der wirtschaftliche Nutzen nicht durch eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit, sondern durch deutlich mehr produktive Maschinenstunden, weniger Stillstandszeiten und eine bessere Auslastung vorhandener Ressourcen.
Rechenbeispiel: Für eine Bearbeitungsmaschine mit einer Investition von 400'000 EUR, die manuell an 5 Tagen mit 5 Spindelstunden pro Tag läuft, ergeben sich rund 1'175 produktive Stunden pro Jahr bei einer Kostenrate von rund 130 EUR pro Stunde und einem EBIT von ca. 23'250 EUR pro Jahr. Wird dieselbe Maschine mit einer EROWA Automationslösung (Investition ca. 200'000 EUR) ausgestattet und läuft dank automatisierter Be- und Entladung an 7 Tagen mit 18 Spindelstunden pro Tag, steigt die verfügbare Bearbeitungszeit auf rund 5'922 Stunden pro Jahr. Die Kostenrate pro Stunde sinkt dabei um rund 76 % auf ca. 31 EUR, da sich die Fixkosten auf deutlich mehr produktive Stunden verteilen. Der jährliche EBIT steigt auf ca. 229'220 EUR – ein Plus von rund 206'000 EUR pro Jahr gegenüber der manuellen Fertigung. Bezogen auf die Gesamtinvestition (Maschine und Automationssystem abzüglich Restwerte) ergibt sich daraus eine Amortisationszeit von rund 1,8 Jahren und ein Return on Investment von etwa 109 %.
Diese Werte sind ein Rechenbeispiel und hängen stark von Maschinenlaufzeit, Personalkosten, Werkzeugkosten und der erzielbaren Wertschöpfung pro Stunde ab. EROWA-Fachberater ermitteln die konkrete Wirtschaftlichkeit im Rahmen einer individuellen ROI-Analyse auf Basis der eigenen Investitions- und Produktionsdaten. Bei einfachen Einstiegslösungen wie dem EROWA Robot Easy zur Nachrüstung einer Einzelmaschine berichten Anwender zudem von einer Amortisation innerhalb eines Jahres.
Dieses Vorurteil hält sich hartnäckig. Tatsächlich profitieren heute viele Unternehmen mit Kleinserien oder sogar Losgrösse 1 von automatisierten Prozessen. Standardisierte EROWA-Spanntechnik wie ITS oder MTS und flexible Robotersysteme wie der Robot Easy ermöglichen einen wirtschaftlichen Betrieb auch bei häufig wechselnden Aufträgen.
Nicht unbedingt. Die Grundlage jeder erfolgreichen Automation ist eine standardisierte Spanntechnik. Erst wenn Werkstücke reproduzierbar gespannt und eindeutig referenziert werden können – etwa mit einem EROWA Nullpunktspannsystem –, lässt sich ein Roboter effizient und prozesssicher einsetzen.
Das Gegenteil ist der Fall. Standardisierte Prozesse erleichtern den Wechsel zwischen unterschiedlichen Aufträgen und ermöglichen eine deutlich höhere Flexibilität bei kurzfristigen Änderungen. Da EROWA-Systeme herstellerunabhängig auf Maschinen unterschiedlicher Fabrikate und Baujahre einsetzbar sind, bleibt der Maschinenpark bei einem späteren Ausbau frei wählbar.
Die Automatisierung einer CNC-Maschine beginnt nicht mit dem Roboter und endet nicht beim automatischen Be- und Entladen.
Nachhaltige Produktivitätssteigerungen entstehen erst dann, wenn Spanntechnik, Werkstückhandling, Prozesssteuerung, Organisation und Messtechnik zu einem durchgängigen Fertigungskonzept zusammengeführt werden. Genau dieses Gesamtsystem – von der Spanntechnik über die Robotik bis zur Prozesssteuerung JMS 4.0 – bietet EROWA seit über 50 Jahren als in der Schweiz entwickelte und produzierte Lösung an.
Unternehmen, die ihre Automation ganzheitlich betrachten, profitieren von kürzeren Rüstzeiten, höherer Maschinenverfügbarkeit, besser planbaren Prozessen und einer Fertigung, die flexibel auf neue Anforderungen reagieren kann.
Gerade deshalb setzen moderne Fertigungsunternehmen heute auf modulare EROWA-Lösungen, die sich Schritt für Schritt erweitern lassen – von der Standardisierung der Spanntechnik über automatisiertes Werkstückhandling bis hin zur vollständig vernetzten Fertigungszelle im Sinne der EROWA Smart Factory.
Grundsätzlich ja. Ob Fräsmaschine, Bearbeitungszentrum, Erodiermaschine oder Schleifmaschine – entscheidend sind die Zugänglichkeit der Maschine, die Spanntechnik und das passende Automationskonzept. EROWA-Systeme sind bewusst herstellerunabhängig konzipiert und lassen sich in Maschinen praktisch aller Fabrikate integrieren.
Ja. Viele Unternehmen beginnen mit einer einzelnen Maschine, zum Beispiel per Retrofit mit dem EROWA Robot Easy, und erweitern ihre Automation später auf weitere Maschinen oder komplette Fertigungszellen mit Systemen wie EROWA Robot Leonardo oder EROWA Dynamic.
Ja. EROWA-Automationslösungen sind speziell darauf ausgelegt, häufig wechselnde Aufträge und kleine Losgrössen wirtschaftlich zu automatisieren. Der grösste Nutzen entsteht häufig durch reduzierte Rüstzeiten dank standardisierter Nullpunktspannsysteme wie EROWA ITS oder MTS und zusätzliche produktive Maschinenstunden.
Eine moderne CNC-Automation umfasst weit mehr als einen Roboter. Dazu gehören standardisierte Spanntechnik (z. B. EROWA ITS, MTS, UPC, GTS), Werkstückhandling durch EROWA Robotersysteme, Paletten- und Werkstückidentifikation über EROWA EWIS, die Prozesssteuerung EROWA JMS 4.0 sowie Messsysteme wie EROWA CMM Qi und die digitale Organisation der gesamten Fertigung.
Der sinnvollste Einstieg besteht meist darin, zunächst die Spanntechnik zu standardisieren und mit einem EROWA Nullpunktspannsystem reproduzierbare Referenzpunkte zu schaffen. Darauf aufbauend lassen sich Werkstückhandling mit EROWA Robotersystemen, Prozesssteuerung mit JMS 4.0 und Messtechnik schrittweise ergänzen. So entsteht eine flexible Automationslösung, die mit den Anforderungen des Unternehmens mitwächst.
EROWA AG wurde 1971 gegründet und hat ihren Hauptsitz im schweizerischen Büron. Mit 11 Tochtergesellschaften, 22 Vertretungen weltweit und rund 550 Mitarbeitenden zählt EROWA in den Bereichen Spanntechnik und Automation zu den international führenden Anbietern.