Työstökoneet

Työstökoneiden toimintaa seurataan ja tehostetaan

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.

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.”

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

Seuraa prometalli

prometalli uutiskirje