Työkalun liikeradan optimointi on tärkeässä roolissa saavuttaessa vaaditut tiukat toleranssit monimutkaisiin osiin, joita valmistetaan CNC-työstössä. Kun nämä liikeradat saadaan oikein, koko työstöprosessista tulee nopeampi ja tarkempi. Metallikomponenttien suunnittelu CNC-koneille vaatii huolellista suunnittelua työkalujen kulkureiteistä, mikä nykyään on onnistuu varsin hyvin modernin ohjelmiston avulla. Nämä ohjelmat tarkastelevat kunkin osan muotoa ja määrittävät tehokkaimman tavan leikata se, mikä tekee kaikesta huomattavasti tarkempaa kuin ennen. Tutkimukset osoittavat, että parempi työkalun liikeradan suunnittelu voi itse asiassa vähentää työstöaikaa noin puoleen ja tarkentaa valmistusta, koska työkalujen taipumista tai kulumista käy vähemmän työstön aikana. Valmistajille, jotka toimivat vaativissa sektoreissa, kuten ilmailussa tai lääketeknologiassa, tämän asian oikein tekeminen tarkoittaa sen korkean laadun saavuttamista, jota asiakkaat vaativat tuotteiltaan.
Lääkinnällisten laitteiden osien valmistus tulee omalla tavallaan ongelmia, koska kaiken pitää olla täsmälleen oikein, ja siinä on paljon määräyksiä noudatettavana. Otetaan esimerkiksi tilanne, jossa olimme tekemässä ortopedisen implantin osaa erikoistuneilla CNC-kallistuspyörällämme. Näiden koneiden käyttö oli äärimmäisen tarkkojen toleranssien saavuttamiseksi välttämätöntä, koska kyseessä oli herkkä sovellus. Puhuimme toleransseista, joiden tarkkuus oli plus tai miinus 5 mikronia, mikä on erittäin tarkkaa työtä. Valmistettaessa esimerkiksi titaaniseoksimetallista implanttia, jota käytetään luuston korvaamiseen, nämä CNC-koneet takaavat juuri sen tarkkuuden, joka tarvitaan FDA-tarkastusten läpäisemiseksi. Näiden tiukkojen vaatimusten täyttäminen ei ainoastaan paranna tuotelaatua, vaan myös nopeuttaa markkinoille saattamista merkittävästi. Siksi niin monet lääketieteellisten laitteiden valmistajat sijoittavat edelleenkin edistynyttä CNC-teknologiaa kustannuksista huolimatta.
Lean-työntekniikka on todella vakiintunut nykypäivän CNC-sorvien valmistuksessa, etupäässä sen ansiosta, että se auttaa vähentämään materiaalihukkaa ja saamaan kaiken toimimaan sileämmin. Koko ideana on tarkastella tarkasti kuinka metallia poistetaan valmistuksessa ja optimoida jokainen vaihe niin, ettei mitään hukata ja resursseja käytetään mahdollisimman tehokkaasti. Liikkeet, jotka sijoittavat hyvään CAM-ohjelmistoon ja säätävät koneensa oikein, voivat säästää valtavia määriä romuk metallia. Joitain lukuja liikkeellä osoittaa, että kun valmistajat todella panostavat näihin lean-käytäntöihin, he saavuttavat usein 15–30 % vähemmän jätettä kokonaisuudessaan. Tällaiset säästöt kasvavat nopeasti, etenkin kun raaka-aineiden hinnat eivät pysy samana vaan nousevat jatkuvasti.
Modernit CNC-jyrsimet tulevat varustettuina monisilla energiansäästöteknologioilla, jotka parantavat niiden käyttötehokkuutta huomattavasti. Otetaan esimerkiksi taajuusmuuttajat, joiden avulla koneet voivat säätää nopeuttaan sen mukaan, mitä juuri on tehtävänä. Hyödyt? Alhaisemmat sähkökustannukset varmasti, mutta myös ympäristölle jää vähemmän rasitusta, koska kokonaiskulutus laskee. Konepajat ympäri maata ovat myös raportoineet melko hyviä tuloksia näistä uudistuksista. Joissain raporteissa on todettu energiankulutuksen laskevan jopa noin 20 %, kun vanhat koneet vaihdetaan uusimpiin malleihin. Valmistajille, jotka pyrkivät säilyttämään ympäristöystävällisyyden ja kannattavuuden yhdistelmän, nämä parannukset ovat tärkeitä. Ne auttavat pitämään tuotantomenetelmät ajan tasalla nykypäivän ympäristövastuullisuuden odotusten mukaisina ilman suorituskyvyn heikentymistä.
Robotit ovat tulossa yhä tärkeämmiksi CNC-työstökoneiden tehtaissa, joissa ne pyörittävät tuotantoa ilman taukoja ja auttavat valmistajia selviytymään sekä suuremmasta tuotantotarpeesta että ongelmatilanteista, joissa tarvitaan riittävästi osaajia. Kun tehtaat ohjelmoivat botteja tekemään tylsiä, toistuvia töitä, jotka vaativat tarkkuutta, tuloksena on johdonmukaisia tuloksia päivästä päivään – jotakin, mitä ihmiskin ei pitkään aikaan pysty ylläpitää. Otetaan esimerkiksi autoteollisuuden valmistuslaitokset, joissa moni on asentanut robottikäsivartuja kokoamislinjoille, ja tämä muutos on todella kiihdyttänyt nopeutta ja parantanut tuotelaatua yleisesti. Nämä koneet siis hoitavat tehtävät, jotka aiemmin tehtiin manuaalisesti, jolloin CNC-järjestelmät voivat keskittyä monimutkaisempaan työhön nopeammin ja tekemällä vähemmän virheitä. Yritykset kuten Bosch ja GE ovat itse asiassa esittäneet lukuja näiden parannusten tueksi ja osoittaneet, että kun robotit integroidaan oikein työnkulkuun, ne täyttävät puuttuvan osaajapulan ja lisäävät merkittävästi koko operaation tuotantokapasiteettia minkä tahansa ajanjakson aikana.
Tekoäly muuttaa ihmisten vuorovaikutusta CNC-työstökoneiden kanssa, mikä tekee niiden käytöstä paljon helpommin ymmärrettävää ja käytettävää. Tämä on erityisen tärkeää tuotantotyöntekijöille, joilla ei ole syvää teknistä osaamista, sillä se mahdollistaa yhä useammalle ihmiselle näiden monimutkaisten koneiden käytön jokapäiväisessä työskentelyssä. Älykkäät käyttöliittymät sisältävät nykyään esimerkiksi ennakoivan huollon varoituksia ja automaattista virheiden havaitsemista, jotka todella parantavat operaattoreiden saavutuksia ja vähentävät koneiden seisontaaikaa. Kun järjestelmä tunnistaa mahdollisen ongelman lähestymisen, se antaa varoituksen, jotta teknikot voivat korjata ongelmia ennen kuin ne pahenevat. Jos tuotantoprosessissa tapahtuu virhe, tekoäly havaitsee sen välittömästi ja auttaa ylläpitämään tuotelaatustandardeja. Yritykset kuten Siemens ja Haas ovat saaneet näitä teknologioita käyttämällä konkreettisia tuloksia. Henkilökunta kertoo v spendaavansa vähemmän aikaa ongelmatilanteiden korjaamiseen ja enemmän aikaa varsinaiseen tuotantoon, mikä lopulta tekee kaikista tyytyväisemmäksi.
Moniakselinen koneistus on muuttanut sitä, kuinka valmistamme monimutkaisia osia CNC-maailmassa. Kun koneet voivat liikkua usealla akselilla yhtä aikaa, ne voivat työstää osaa kerralla sen sijaan, että tarvittaisiin useita erilaisia kiinnityslaitteita ja osien siirtelyä koneiden välillä. Tämä on erityisen tärkeää paikoissa kuten lentokoneiden valmistuksessa ja autotehtaissa, joissa pienten ja tarkkien komponenttien valmistuksessa tarkkuus on erittäin tärkeää. Otetaan esimerkiksi lentokoneen moottorit, joiden valmistukseen meni aiemmin viikkoja asetusten ja koneistuksen kanssa, mutta nykyään se voidaan tehdä paljon nopeammin. Säästöt ovat myös merkittävä etu. Vähemmän aikaa asetusten parissa tarkoittaa, että työntekijät eivät seisomalla odota, ja materiaalin hukkaa vähenee, kun osat sopivat paremmin yhteen. Useimmilla valmistajilla on raportoitu olevan taloudellinen hyöty siirryttyään moniakselisiin järjestelmiin, vaikka alkuperäinen investointi voi olla melko kallis pienemmille toimijoille.
CNC-työstön alalla liikutaan nykyään valonnopeudella, joten nopeatyökalunvaihtojärjestelmät ovat käytännössä välttämättömiä liiketoiminnan kilpailukyvyn takaamiseksi. Kun työntäisinkone voi vaihtaa eri leikkuutyökalujen välillä muutamassa sekunnissa sen sijaan, että siihen kuluisi minuutteja, koneen käyttämätön aika vähenee ja operaattorit voivat sopeutua tuotantolinjan seuraaviin tehtäviin nopeammin. Tämäntyyppinen joustavuus mahdollistaa sen, että tehtaat voivat reagoida yllättäviin muutoksiin asiakkaiden tilauksissa menettämättä arvokkaita tunteja odottamalla työkalunvaihtoihin liittyvää asetusaikaa. Niin sanotusti modernien työkalunvaihtojärjestelmien hankkineet liikkeet kertovat tarinoita siitä, miten he ovat onnistuneet hoitamaan kiireisiä työtilauksia, joita kilpailijat eivät ole selättäneet hitaamman laitekaluston vuoksi. Yhteenvetona voidaan todeta, että nämä järjestelmät parantavat tuotantotilan tehokkuutta ja tarjoavat yrityksille lisäaseen käytettäväksi hintakilpailussa, josta maista tulee kilpailua, joissa työvoimakustannukset ovat alhaisemmat.
IoT-teknologian käyttöönotto vaikuttaa siihen, miten seurataan työstökoneiden suorituskykyä ja käsitellään huoltotoimia reaaliajassa. Kun valmistajat asentavat pienten IoT-antureiden sisälle koneisiinsa, he saavat jatkuvan virran dataa koneistaan. Tämä mahdollistaa laitteistojen toiminnan seurannan ja mahdollistaa ongelmien havaitsemisen ennen kuin ne johtavat katkoksiin. Lopputuloksena on selvästi vähemmän laitumakoja, koska ongelmat saadaan ratkaistua aikaisemmin eikä odoteta isompia vikoja. Kerätty data ei auta vain huoltotoimissa. Kaiken datan tarkastelu puuttuu myös prosessien epäsileään toimintaan ja osoittaa mahdollisia parannuskeinoja. Esimerkiksi Siemens on yritys, joka on käyttänyt IoT-järjestelmiä tuotantolinjoillaan. He ovat saaneet aikaan todellisia parannuksia tehtaiden toiminnan tehokkuudessa, mikä taas tarkoittaa säästöjä ja samalla korkealaatuisempien tuotteiden valmistusta.
CNC-työstön ja lisäävien valmistustekniikoiden yhdistäminen on nykypäivän valmistusmaailmassa kehittynyt jotain erityistä. Valmistajat huomaavat, että voivat valmistaa osia menettämättä lähes yhtään materiaalia ja heillä on paljon enemmän vapautta tuotteita suunniteltaessa verrattuna vanhoihin menetelmiin. Kun yritykset yhdistävät CNC-työn tarkan tarkkuuden lisäävien valmistustekniikoiden mahdollisuuksiin, tuloksena ovat monimutkaiset muodot, joita ei ole ennen ollut mahdollista valmistaa. Olemme nähneet tämän tapahtuvan useilla eri aloilla, kuten ilmailussa ja autoteollisuudessa, joissa yritykset alkavat hyväksyä nämä hybridiratkaisut, koska ne toimivat yksinkertaisesti paremmin. Tämä trendi ei näytä hidastuvan lähitulevaisuudessa, kun yritykset ymmärtävät, kuinka arvokkaita nämä järjestelmät ovat heidän kannattavuudelleen.
EN
