Nykypäivän työstökoneet ovat kehittyneet erittäin monipuolisiksi teknologiakeskuksiksi, joiden käytettävyys kehittyy koko ajan. Samaan aikaan konepajat vaativat koneilta laatua ja suorituskykyä. Tulevaisuudessa robotit voivat tuotantolinjoilla edelleen yleistyä. Toisaalta tuotantoa on mahdollista tehostaa myös valvonta-automaatiojärjestelmillä, joiden avulla työstökoneiden työtä pyritään optimoimaan ja käyttökatkoja vähentämään.
Työstökoneiden käytöllä on pitkät perinteet konepajojen tuotantolinjoilla.
Ensimmäiset varhaiset mallit juontavat juurensa
1700-luvulle, ja patentoituja pystykaraisia jyrsinkoneita alkoi
tulla käyttöön 1800-luvun puolivälin jälkeen.
Myöhemmin 1900-luvulla työstökoneiden käyttö teollisuudessa
laajeni ja niille löydettiin uusia sovelluksia. Konetyypit
kehittyivät ja sittemmin automatisoituivat.
Aikanaan numeerinen ohjaus otettiin käyttöön, jotta voitiin
työstää aiempaa hankalamman muotoisia kappaleita. Uuden
ohjausmenetelmän myötä kehittyivät myös ensimmäiset koneistuskeskukset.
Ominaisuuksia kehitetään
Perinteisen mallisia työstökoneitakin on yhä tuotantolinjoilla
käytössä. Nykypäivän konepajojen työstökoneet kuitenkin
ovat yhä useammin koneistuskeskuksia.
Työstäviin työkaluihin kehitetään koko ajan uusia materiaaleja
ja varsinkin uusia pinnoitteita, koska tuotantolinjojen
työkaluissa tarvitaan entistä enemmän kovuutta ja kulutuskestävyyttä.
Myös ohjausjärjestelmät nykyaikaistuvat.
Monesti työstötyökalun on oltava samaan aikaan sekä luja
että kova. Mikäli työkalu on erittäin kova, se voi olla samalla
hauras eikä ehkä kestä toistuvia iskuja. Jos toisaalta työkalu on hyvin sitkeä, se voi kulua nopeasti. On myös pyrittävä pienentämään
kitkaa lastuavan työkalun ja lastun välissä.
Terien ominaisuuksia pyritään optimoimaan työstettävälle
materiaalille sopiviksi. Kun työstetään vaikkapa karkaistua
terästä, työstökoneen teräaineen on oltava kovaa ja kestettävä
raskasta kulutusta.
Kuva: Insolution Oy
Toisaalta työkalujen olisi kaikissa tapauksissa oltava myös
riittävän helppokäyttöisiä.
Robotit yleistyvät
Konepajoille on viime vuosina alkanut tulla entistä enemmän
automaatiotekniikkaa ja robotiikkaa. Teollisuusrobotit ovat
pystyneet osittain ottamaan itselleen perinteisten työstökoneiden
tehtäviä.
Välttämättä roboteilla ei haluta tai voidakaan korvata kaikkia
työntekijöitä, mutta automatisoinnin lisäämisellä pyritään
ehkä varmistamaan työstön tasainen laatu vaativissa työvaiheissa.
Suomessa on myös hyviä esimerkkejä robotti- ja ihmistyövoiman
yhteistyöstä. Eräässä tapauksessa automatisointia ja
robotiikkaa lisäämällä on voitu siirtyä tuotannossa yhdestä
vuorosta kolmeen vuoroon. Työntekijät hoitavat silloin päivätyövuoron,
minkä jälkeen robotit tekevät kaksi seuraavaa työvuoroa.
Robotteja saatetaan myös tarvita konepaja- ja muussa teollisuudessa
esimerkiksi sellaisissa liukuhihnatöissä, jotka ovat
poikkeuksellisen vaarallisia tai hankalia tai joissa tarvitaan
automaattista valmistettujen kappaleiden laadunvarmistusta.
Muun muassa suomalaisella venerunkotehtaalla on hyödynnetty
käytännön syistä robotiikkaa suurikokoisten kappaleiden
valmistuksessa. Kaksi robottia työstää silloin tuotantolinjalla
isoja työkappaleita vastakkaisilta sivuilta.
Valvonta-automaatio tarkkailee työstökoneita
Kaikenlaisilla työstökoneita käyttävillä tuotantolinjoilla hyödynnetään
aiempaa enemmän erilaisia valvonta-automaatioon
soveltuvia ohjelmistoja. Esimerkiksi tamperelainen InSolution
Oy on kehittänyt sellaisia.
”Ohjelmiston avulla konepajat saavat lisätietoa muun
muassa työstökoneilla tehtävän työn tuottavuudesta, koneiden
käyttöasteesta ja nopeudesta sekä työn laadusta”, kertoo
InSolutionin myyntijohtaja Jukka Lahdenranta.
”Työtilaan asennetaan erilliset mittarit, joilla välitetään tietoa
operaattoreille, työnjohdolle tai firman ylimmälle johdolle
– tai näille kaikille tahoille. Mittaustieto voidaan raportoida
halutulla tavalla – vaikkapa taulukkomuodossa – älypuhelimiin
tai muihin mobiilisovelluksiin.”
”Ohjelmisto etsii tuotannon pullonkauloja. Tietojen pohjalta
voidaan sitten päätellä, olisiko tuotantolinjalla järkevää
uudistaa esimerkiksi konekantaa”, Lahdenranta selittää.
mukaansa tärkeitä erityisesti Suomessa, missä yritykset joutuvat
usein kilpailemaan ulkomaisen halpatuotannon kanssa.
”Jos koneiden käyttöä saadaan tehostettua, voidaan kenties
välttyä tuotantolinjojen siirtämiseltä ulkomaille. Tästä on
nähty jo käytännön esimerkkejäkin.”
Inspector/ Fadector järjestelmä: reaaliaikainen visualisointi. Kuva: Insolution Oy
Tieto on valtaa tuotantolinjoilla
Lahdenrannan mukaan esimerkiksi Inspector-järjestelmä kerää
paljon anturitietoa, mutta kyseessä ei varsinaisesti ole niin
sanottua ’big dataa’ varastoiva sovellus. Ensimmäiset järjestelmän
versiot tulivat koekäyttöön jo kymmenisen vuotta sitten.
Nyttemmin järjestelmää on kehitetty edelleen ja sen käyttäjinä
on useita kymmeniä yrityksiä, pääosin Suomessa mutta
myös ulkomailla.
”Tuotannon seurantajärjestelmiin on nykypäivänä mahdollista
ottaa jo mukaan keinoäly- eli AI-sovelluksiakin (Artificial
Intelligence).”
”Tällaiset valvonta-automaatiojärjestelmät ovat ilman
muuta tulevaisuuden tekniikkaa. Kun konepajalla on investoitu
kalliisiin koneisiin, niiden luonnollisesti halutaan pysyvän toiminnassa
koko ajan ilman käyttökatkoksia tai virhetilanteita.”
Erilaisiin ongelmiin ja huoltotarpeisiin pystytään puuttumaan
jo hyvissä ajoin, kun yrityksille saadaan mittaustietoa
työstökoneiden ja tuotantolinjan toiminnasta sekä reaaliajassa
hälytyksiä havaituista vioista.
”Vastaavanlaiset järjestelmät tästä edelleen yleistyvät.
Niitä on tulossa käyttöön vielä paljon lisää”, Lahdenranta
arvioi.
Teksti: Ari Monenen
