Werksabnahmeprüfung (FAT): Was Sie vor der Auslieferung Ihrer CNC-Maschine wirklich prüfen müssen

Welche Entscheidung diese Prüfung tatsächlich unterstützt

Die Werksabnahmeprüfung (FAT, von englisch Factory Acceptance Testing) ist keine formelle Formalität, sondern die letzte Gelegenheit, die Funktionsfähigkeit einer CNC-Maschine vor der Auslieferung zu überprüfen. Die eigentliche Frage hinter der FAT lautet: Kann ich sicher sein, dass die Maschine die vereinbarten Leistungsmerkmale erfüllt und die für meine Produktion erforderlichen Teile herstellen kann?

Viele Betreiber verwechseln die FAT mit einer einfachen Funktionsprüfung: Sie lassen die Maschine laufen, überprüfen, ob alle Tasten funktionieren, und unterzeichnen dann die Abnahme. Das ist ein Fehler. Die FAT soll Risiken minimieren, die nach der Auslieferung auftreten: Wenn die Maschine nicht wie erwartet funktioniert, entstehen hohe Kosten für Nachbesserungen, Produktionsausfälle und Verzögerungen bei Kundenaufträgen.

Wie es in der Praxis funktioniert

Die FAT gliedert sich in drei Kernbereiche: Grundfunktionsprüfung, Spezifikationsprüfung und Teileprüfung. Alle Schritte folgen einem vorab vereinbarten Prüfprotokoll, das die zu prüfenden Punkte, Messmethoden und zulässigen Toleranzen festlegt.

Wer beteiligt sich?

An der FAT nehmen in der Regel vier Gruppen teil:

1. Herstellerteam: Besteht aus einem Maschinenbediener, einem Servicetechniker und einem Qualitätsingenieur. Sie führen die Prüfungen durch und dokumentieren die Ergebnisse.
2. Kundenteam: Umfasst einen Produktionsleiter, einen Qualitätsverantwortlichen und ggf. einen Maschinenbediener des Betreibers. Sie überwachen die Prüfungen, überprüfen die Ergebnisse und stellen sicher, dass alle vereinbarten Punkte getestet werden.
3. Unabhängiger Prüfer (optional): Bei komplexen Maschinen (z. B. 5-Achsen-Maschinen) oder hohen Investitionen beauftragen Betreiber oft einen neutralen Prüfer, der die Messungen überwacht und die Ergebnisse zertifiziert.
4. Softwareanbieter (optional): Wenn die Maschine mit einer spezialisierten Steuerung oder Software (z. B. für die Teileprogrammierung) ausgestattet ist, kann ein Vertreter des Softwareanwesens anwesend sein.

Typische Prüfabläufe und Zahlen

Die Dauer einer FAT variiert je nach Maschinentyp:

• Einfache Bohr- und Gewindeschneidzentren (z. B. GA-VT540) benötigen 1 bis 2 Tage.
• Vertikale Bearbeitungszentren (z. B. GA-DV750) dauern 2 bis 3 Tage.
• 5-Achsen-Maschinen oder Doppelspindelmaschinen (z. B. GA-MVD2560) benötigen 3 bis 5 Tage.

1. Grundfunktionsprüfung

Zuerst wird überprüft, ob alle Komponenten der Maschine funktionieren:

• Sicherheitssysteme: Not-Aus-Schalter, Schutztüren, Schutzvorrichtungen und Überlastschutz werden getestet. Bei der GA-MV856 wird beispielsweise überprüft, ob die Maschine sofort stoppt, wenn die Schutztür während der Bearbeitung geöffnet wird.
• Steuerung: Die Bedienoberfläche, die Programmierung und die Datenübertragung werden getestet.
• Bewegungsachsen: Die Positioniergenauigkeit (Abweichung zwischen der programmierten und der tatsächlichen Position) und die Wiederholgenauigkeit (Abweichung bei wiederholter Fahrt zur gleichen Position) werden gemessen. Bei der GA-DV750 beträgt die zulässige Positioniergenauigkeit 0,003 mm und die Wiederholgenauigkeit 0,0024 mm.
• Werkzeugwechselsystem: Die Werkzeugwechselzeit wird gemessen. Bei der GA-VT540 beträgt die Werkzeugwechselzeit 1,2 Sekunden, bei der GA-FA500 5,5 Sekunden.
• Spindel: Die maximale Drehzahl, die Leistung und das Drehmoment werden getestet. Bei der GA-UHD500 beträgt die maximale Spindeldrehzahl 12.000 U/min, die Leistung 37 kW und das Drehmoment 130 Nm.

2. Spezifikationsprüfung

Hier wird überprüft, ob die Maschine alle vereinbarten Spezifikationen erfüllt:

• Tischgröße und Tragfähigkeit: Bei der GA-MVD2560 beträgt die Tischgröße 3000 × 550 mm und die maximale Tragfähigkeit 2000 kg.
• Verfahrwege: Bei der GA-FMB3020D betragen die Verfahrwege X/Y/Z 2700/1900/1250 mm.
• Schnittparameter: Die maximale Vorschubgeschwindigkeit und die Schnittdaten werden getestet. Bei der GA-GF4028 beträgt die maximale Spindeldrehzahl 6.000 U/min und das Drehmoment bis zu 700 Nm.

3. Teileprüfung

Der wichtigste Teil der FAT ist die Teileprüfung. Hier wird eine repräsentative Auswahl von Teilen, die der Betreiber später herstellen will, auf der Maschine gefertigt. Die Teile werden dann auf Maßhaltigkeit, Oberflächengüte und Genauigkeit geprüft.

Beispiel für eine Teileprüfung bei der GA-DV750:

• Ein Aluminiumteil mit einer Toleranz von 0,005 mm wird gefertigt.
• Die Positioniergenauigkeit der Bohrungen wird mit einem Koordinatenmessgerät gemessen.
• Die Oberflächengüte wird mit einem Rauheitsmessgerät überprüft.

Wo das Geld oder das Risiko liegt

Die FAT hat mehrere Kosten- und Risikotreiber, die sich je nach Maschinentyp stark unterscheiden:

Kosten der FAT selbst

• Herstellerseitige Kosten: Der Hersteller berechnet in der Regel 10 bis 20 % des Maschinenpreises für die FAT. Bei einer GA-DV750 (Preis ca. 150.000 €) beträgt die FAT-Kosten also 15.000 bis 30.000 €.
• Kundenseitige Kosten: Die Kosten für die Reise und Unterkunft des Kundenteams, die Kosten für die Prüfstücke und ggf. die Kosten für einen unabhängigen Prüfer. Bei einer 5-Achsen-Maschine können die kundenseitigen Kosten bis zu 10.000 € betragen.

Risiken bei einer unzureichenden FAT

• Nachbesserungskosten: Wenn die Maschine nach der Auslieferung nicht funktioniert, entstehen hohe Kosten für Nachbesserungen. Bei einer GA-MVD2560 können Nachbesserungskosten bis zu 50.000 € betragen.
• Produktionsausfälle: Wenn die Maschine nicht rechtzeitig geliefert wird oder nicht funktioniert, entstehen Produktionsausfälle. Bei einer durchschnittlichen Produktionslinie können die Ausfallkosten bis zu 10.000 € pro Tag betragen.
• Kundenverluste: Wenn Aufträge nicht rechtzeitig abgeliefert werden, können Kunden verloren gehen. Bei einem Großkunden können die Verluste bis zu 100.000 € pro Monat betragen.

Kostenvergleich: FAT vs. Nachbesserung

Häufige Fehler

Sowohl Betreiber als auch Hersteller machen bei der FAT häufige Fehler, die zu hohen Kosten führen:

Fehler von Betreibern

1. Fehlende oder unklare Prüfprotokolle: Viele Betreiber lassen die FAT ohne ein vorab vereinbartes Prüfprotokoll durchführen. Das führt dazu, dass wichtige Punkte nicht getestet werden oder die Messmethoden nicht klar definiert sind.
2. Unzureichende Teileprüfung: Betreiber testen oft nur einfache Teile, die keine hohen Anforderungen an die Maschine stellen. Wenn später komplexere Teile gefertigt werden, treten Probleme auf.
3. Keine Überprüfung der Messgeräte: Die Messgeräte, die bei der FAT verwendet werden, müssen kalibriert sein. Wenn sie nicht kalibriert sind, können die Messergebnisse falsch sein.
4. Schnelle Abnahme: Betreiber unterzeichnen die Abnahme oft schnell, um die Auslieferung zu beschleunigen. Das führt dazu, dass Fehler übersehen werden.

Fehler von Herstellern

1. Unvollständige Prüfungen: Hersteller testen oft nur die wichtigsten Punkte und lassen weniger wichtige Punkte aus.
2. Falsche Messmethoden: Hersteller verwenden manchmal Messmethoden, die die Leistung der Maschine besser erscheinen lassen, als sie tatsächlich ist.
3. Versteckte Fehler: Hersteller versuchen manchmal, Fehler zu verstecken, um die Abnahme zu beschleunigen.

Ehrliche Einschränkungen

Die FAT hat mehrere Grenzen, die Betreiber beachten müssen:

Was die FAT nicht beheben kann

1. Umgebungsbedingungen: Die FAT findet in der Fabrik des Herstellers statt, wo die Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Vibrationen) oft besser sind als in der Fabrik des Betreibers. Wenn die Umgebungsbedingungen des Betreibers nicht geeignet sind, kann die Maschine nach der Auslieferung nicht funktionieren.
2. Langzeitstabilität: Die FAT ist eine kurzfristige Prüfung. Sie kann nicht die Langzeitstabilität der Maschine über Monate oder Jahre hinweg testen.
3. Unvorhergesehene Teile: Die FAT testet nur die Teile, die der Betreiber vorab angegeben hat. Wenn später Teile gefertigt werden, die nicht getestet wurden, können Probleme auftreten.
4. Softwareprobleme: Die FAT testet die Software der Maschine, aber nicht die Integration mit anderen Systemen des Betreibers (z. B. ERP-Systeme, MES-Systeme).

Wann externe Hilfe benötigt wird

• Bei komplexen Maschinen (z. B. 5-Achsen-Maschinen, Doppelspindelmaschinen) ist es ratsam, einen unabhängigen Prüfer zu beauftragen.
• Wenn der Betreiber keine Erfahrung mit der FAT hat, sollte er einen Berater beauftragen.
• Wenn die Umgebungsbedingungen des Betreibers nicht geeignet sind, sollte er einen Ingenieur beauftragen, der die Umgebungsbedingungen prüft und ggf. anpasst.

Praktische Checkliste vor der Abnahme

Bevor Sie die FAT durchführen, sollten Sie folgende Punkte überprüfen:

1. Prüfprotokoll: Haben Sie ein vorab vereinbartes Prüfprotokoll, das alle zu prüfenden Punkte, Messmethoden und zulässigen Toleranzen festlegt?
2. Prüfstücke: Haben Sie repräsentative Prüfstücke vorbereitet, die alle Anforderungen Ihrer Produktion abdecken?
3. Messgeräte: Sind die Messgeräte kalibriert und geeignet, um die erforderlichen Messungen durchzuführen?
4. Kundenteam: Haben Sie ein qualifiziertes Kundenteam zusammengestellt, das die Prüfungen überwachen kann?
5. Spezifikationen: Haben Sie alle Spezifikationen der Maschine überprüft, um sicherzustellen, dass sie Ihren Anforderungen entsprechen?
6. Umgebungsbedingungen: Haben Sie die Umgebungsbedingungen Ihrer Fabrik überprüft, um sicherzustellen, dass sie für die Maschine geeignet sind?
7. Versicherung: Haben Sie eine Versicherung, die die Maschine während des Transports und der Installation abdeckt?

FAQ

1. Frage: Wie lange dauert eine FAT im Durchschnitt?
   Antwort: Die Dauer hängt von der Maschinentyp ab. Einfache Bohr- und Gewindeschneidzentren benötigen 1 bis 2 Tage, vertikale Bearbeitungszentren 2 bis 3 Tage und 5-Achsen-Maschinen 3 bis 5 Tage.

2. Frage: Muss ich an der FAT persönlich teilnehmen?
   Antwort: Es ist ratsam, dass mindestens ein qualifizierter Mitarbeiter Ihres Unternehmens an der FAT teilnimmt. Wenn Sie nicht persönlich teilnehmen können, sollten Sie einen unabhängigen Prüfer beauftragen, der die Prüfungen für Sie überwacht.

3. Frage: Was passiert, wenn die Maschine die FAT nicht besteht?
   Antwort: Wenn die Maschine die FAT nicht besteht, hat der Hersteller die Pflicht, die Fehler zu beheben. Die FAT wird dann wiederholt, bis die Maschine alle Anforderungen erfüllt. In manchen Fällen können Sie auch eine Preisminderung verlangen oder den Vertrag auflösen.

4. Frage: Kann ich die FAT auch nach der Auslieferung durchführen?
   Antwort: Ja, es gibt auch eine Werksabnahmeprüfung nach der Auslieferung (FAT nach Installation). Diese Prüfung ist jedoch weniger effektiv als die FAT vor der Auslieferung, da die Umgebungsbedingungen und die Installation die Leistung der Maschine beeinflussen können.

5. Frage: Welche Messgeräte werden bei der FAT verwendet?
   Antwort: Bei der FAT werden verschiedene Messgeräte verwendet, darunter Koordinatenmessgeräte, Rauheitsmessgeräte, Drehmomentmessgeräte, Leistungsmessgeräte und Temperaturmessgeräte. Alle Messgeräte müssen kalibriert sein und den geltenden Normen entsprechen.