Työstökoneet
Konepajojen sorveista on moneksi
Suomessa on noin 10 000 konepajaa, joissa tarvitaan monenmoisia erilaisia työkaluja ja tarvikkeita asiakkaiden tarpeita tyydyttämään. Myös tietotekniikka on tullut apuun.
Konepajoissa käsitellään metallia eri tavoin, joista yleisimmät tavat ovat metallin työstö ja erilaiset liitosmenetelmät kuten hitsaus tai muovaus. Konepajoissa yleisesti käytettäviä koneita ovat esimerkiksi erilaiset työstökoneet, sorvit, jyrsinkoneet, porakoneet ja hitsauskoneet.
Lastuavat työstökoneet
Työstökoneella muotoillaan metallia tai jotakin muuta kiinteää materiaalia, jollakin materiaalia poistavalla menetelmällä. Lastuavia työstökoneita ovat muun muassa sorvit, jyrsinkoneet ja porat, joita artikkelissa käsittelemme tarkemmin.
Tavallisimmin lastuamalla valmistetaan koneiden tarkkamittaisia osia. Lastuavaa työstöä tekevät koneet ovat nykyään varustettu paikanmittauksella ja yleensä myös tietokoneohjauksella eli koneistaja hoitaa vain uusien ohjelmien laadinnan sekä koneen- ja laadunvalvonnan.
Sorvaus on lastuava työstömenetelmä, jossa kappaleen pyörimisliike toimii päätyöstöliikkeenä, joka irrottaa lastun ja terän liike syöttöliikkeenä, joka määrää lastun koon. Puun sorvauksessa kappale pyörii sorvissa ja lastuavana teränä käytetään usein talttatukeen tuettua käsissä pidettävää talttaa.
Sorvatuilla kappaleilla on yleensä ympyrän muotoinen poikkileikkaus eli ne ovat niin sanottuja pyörähdyskappaleita. Akselit, renkaat, kartiot, ruuvit, holkit, kiekot ovat esimerkiksi pyörähdyskappaleita. Sorvattavien esineiden materiaalina käytetään monenlaisia materiaaleja, kuten metallia, muovia ja puuta.
Jokaiselle materiaalille oma sorvinsa
Jokaiselle materiaalille löytyy omat sorvinsa, mutta tavanomaisella metallisorvilla voidaan työstää erityyppisiä muoveja ja metalleja. Sorveja on pienistä suuriin ja niiden sorvausvälineistö määräytyy sorvattavan materiaalin mukaan.
Teollisuudessa yleisin sorvityyppi nykyisin on tietokoneohjattu NC-sorvi. Sillä voi tehokkaasti valmistaa erilaisia tuotteita lyhyinä sarjoina. Tyypillisiä sorvattavia esineitä ovat erilaiset kulhot ja pylväät, materiaaleja puu ja metalli.
Sorvauksessa käytettävät taltat on suunniteltu erityisesti sorvausta silmällä pitäen. Tyypillisiä talttoja ovat kourutaltat eli onsitaltat, suorataltat ja katkaisutaltat. Kulhojen sorvaukseen soveltuvat hyvin kulhotaltat. Erikoisempia keksintöjä edustavat rengastaltat ja putkitaltat.
Sorvien terät
Sorvin teriä on lukuisiin eri käyttötarkoituksiin ja monista eri materiaaleista. Työkaluteräksestä valmistettuja teriä käytetään vähemmän, koska niillä saavutetaan vaatimaton lastuamisnopeus. Tyypillisimmät kovametallista valmistetut terätyypit ovat: rouhintaterä, veitsiterä, kierreterä, pistoterä ja reikäterä.
Yleisin konepajoilla käytettävä terätyyppi on kovametallista sintrattu teräpala, joka kiinnittyy erilliseen varteen. Teräpaloja on jopa satoja eri kokoisia ja muotoisia ja ne ovat yleensä käännettäviä, jos leikkaava särmä rikkoutuu tai kuluu tylsäksi. Teräpalojen etu on jopa yli viisinkertaiset työstönopeudet verrattuna pikateräkseen, mutta haittapuolena on kalliimpi hinta.
Jyrsimet ja porakoneet
Konepajojen yleisimmät jyrsinkonetyypit ovat polvityyppiset, runkotyyppiset, kopiojyrsinkoneet ja koneistuskeskukset.
Polvityyppisen jyrsinkoneen paras ominaisuus on sen käytettävyys käsikäyttöisenä. Automatisoitavaksi se soveltuu huonommin. Runkotyyppisen jyrsinkoneen pöytä on tukeva ja säilyttää hyvin tarkkuutensa. Tämän vuoksi numeeriset jyrsinkoneet sekä työkalu- ja työkappalevaihtajalla varustetut kehitelmät, koneistuskeskukset ja valmistusjärjestelmien koneet ovat usein runkotyyppisiä.
Porakoneita on hyvin erilaisia ja erikokoisia. Suurimmissa koneissa voidaan porata joko käsisyötöllä tai konesyötöllä. Kovametallisten työkalujen yleistyessä vanhat porakoneet ovat osoittautuneet tehottomiksi.
Automaatio tullut konepajoille
Automaatio on tullut konepajoillekin. FMS on joustava valmistusjärjestelmä, joka rakentuu automaattisen varaston ympärille sijoitetuista työstökeskuksista tai muista työlaitteista. Erotukseksi esimerkiksi levytyökeskuksista, johon on liitetty automaattinen kappaleenkäsittelyjärjestelmä FMU, FMS-järjestelmässä tulisi olla kaksi tai useampia CNC-ohjattuja työstökoneita, joita palvelee sama varastoautomaatio.
FMS-järjestelmiä käytetään useimmiten sorvattavien ja jyrsittävien kappaleiden valmistuksessa, joiden valmistussarjat ovat pienehköjä, mutta toistuvuus suuri. FMS-järjestelmää pystytään ajamaan myös miehittämättömänä. FMS:n avulla saadaan tuotantoaikaan mukaan myös yöt ja viikonloput.
Hyllystöstä työstöön ja takaisin
FMS on usein rakennettu korkeavaraston ympärille. Automaattinen hyllystö siirtää lavoja, joita kutsuaan palleteiksi varastoon odottamaan työstöä, työsoluun ja työstön jälkeen takaisin varastoon. Palletti saattaa kiertää useammalla työstökoneella. Valmiit osat menevät varastosta kokoonpanoon tai viimeistelytyövaiheisiin. Koko varastoa ohjaa oma tietokone.
FMS-järjestelmä viritetään yleensä jollekin tunnetulle tuoteperheelle ja siinä on joustavuudelle rajoitteita kappaleiden koon, painon ja muodon suhteen.
Tietokoneavusteinen valmistus on myös tullut avuksi. Tämä tarkoittaa kappaleiden työstössä mallien geometriatietojen siirtämistä yhdessä työkalujen, koneen ominaisuuksien ja työstettävän materiaalin kanssa NC-koodiksi. Tämä koodi ohjaa NC-työstökonetta.
Hyötynä on myös se, että yritys pystyy ottamaan huomioon kappaleiden valmistuksen jo suunnitteluvaiheessa, jolloin suunnittelu- ja valmistuskustannukset laskevat, kun vältytään ylimääräiseltä työltä.
Teksti: Esa Pesonen
Kuvat: Pixabay
