Rewolucja technologiczna a obróbka CNC
Historia rewolucji przemysłowych a obróbka CNC
Zmiany technologiczne, które zachodzą intensywnie również w branży obróbki CNC to tzw. rewolucja przemysłowa o intrygującej nazwie Przemysł 4.0. Jej głównym założeniem jest stworzenie inteligentnej fabryki, w której wszystkie elementy będą ze sobą połączone w sieci internetowej i chmurze, a efektywność produkcji będzie wynikała z takiego zarządzania zasobami, w którym będzie możliwe przewidywanie wszelkich procesów produkcji zanim dojdzie do jej zatrzymania w wyniku jakichkolwiek błędów. Brzmi jak bajka? Podobnie niewiarygodnie rzecz się miała z pierwszą rewolucją przemysłową, którą rozpoczęło wynalezienie silnika parowego i wprowadzenie go na początku lat 80-tych XVIII wieku do zakładów produkcyjnych. Druga rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w 1870r. wprowadzeniem do masowej produkcji urządzeń elektrycznych i obrabiarek oraz rozwojem linii produkcyjnych. Trzeci przełom technologiczny dotyczył zwiększenia wydajności produkcji, gdyż pod koniec lat 60-tych XX w. wprowadzono w przemyśle motoryzacyjnym programowalny sterownik logiczny (PLC), który stanowił przełom w przekazywaniu danych i zautomatyzowaniu linii produkcyjnych przez całkowitą ich integrację. Tak w skrócie wyglądały początki rewolucji technologicznej, a przed nami kolejny przełom.
Rewolucja technologiczna – zmiany zachodzą również w Polsce
Jeszcze kilka lat temu, odwiedzając choćby targi technologiczne STOM w Warszawie można było zauważyć, że obróbka CNC w Polsce opierała się głównie na nowoczesnych obrabiarkach programowanych komputerowo, a wszelkie inne nowinki pojawiały się u wystawców sporadycznie. Tegoroczne targi pokazały jak przez ostatnie lata przemysł obrabiarek poszedł w kierunku poważnej transformacji wywołanej postępem w robotyce i automatyzacji. Praktycznie na każdym stoisku z produktami dla firm, świadczących usługi tokarskie i usługi frezowania CNC, można było zauważyć włączonego do pokazu robota. Począwszy od dużych robotów przeznaczonych do przenoszenia ciężarów i paletowania, aż po małe koboty wykonujące specjalistyczne i wymagające precyzji prace. W obydwu tych zakresach działań maszyna miała na celu zastąpienie lub wsparcie pracy człowieka. Automaty przejęły również część zadań na każdym etapie produkcji, a tym samym pozwoliły na wyeliminowanie błędów pracownika spowodowanych choćby zmęczeniem. Oczywiście nie oznacza to, że maszyna ma zastąpić pracownika całkowicie, ale na pewno może go odciążyć w tych obszarach, które są albo zbyt dla niego monotonne i mało rozwojowe, albo niebezpieczne dla jego zdrowia czy życia. I ten trend dało się zaobserwować wyraźnie na tegorocznych targach.
Korzyści z automatyzacji obróbki CNC w małych firmach
Producenci obrabiarek CNC cały czas opracowują nowe technologie umożliwiające jeszcze szybsze i dokładniejsze sposoby wytwarzania produktów przez firmy zajmujące się obróbką metali. Dzisiejsze maszyny CNC mogą poszczycić się niewiarygodną precyzją i powtarzalnością formowanych detali, jak również zatrzymaniem w pamięci systemu całego cyklu zakończonego wcześniej procesu produkcji, aby powrócić do niego w późniejszym czasie. Mimo, że automatyzacja wydaje się kosztowna i skomplikowana do wdrożenia, to nie jest zarezerwowana wyłącznie dla dużych firm zajmujących się obróbką CNC.
Małe firmy mogą również wykorzystać innowacje technologiczne w celu zwiększenia wydajności produkcji i zminimalizowania kosztów, chociażby przez redukcję strat wynikających z przestojów maszyn z winy absencji pracowników lub braków wykwalifikowanej kadry na rynku pracy. Jeden operator może aktualnie obsługiwać lub nadzorować nawet kilka maszyn równocześnie, a odpowiednio zaprogramowana maszyna może pracować nieprzerwanie przez wiele godzin, dając pracownikowi możliwość wykonania innych istotnych dla procesu produkcyjnego czynności. Należy również pamiętać, że godziny pracy pracowników są ograniczane przez wymagania prawne określone kodeksem pracy, co nie będzie aż tak odczuwalnym problemem w przypadku rozbudowanego parku maszyn sterowanych komputerowo. Dzięki maszynom firmy mają też większą kontrolę nad gospodarką materiałową niezależnie czy wykonują usługi tokarskie czy usługi frezowania CNC. Również pomiary materiałów w trakcie produkcji detali są w pełni zautomatyzowane, a dzięki temu firmy nie tylko zwiększają jakość produkcji, ale również eliminują nadwyżkowe powstawanie odpadów, tym samym osiągając wyższe zyski. Priorytetem jest również maksymalizacja wydajności produkcji poprzez skrócony czas ustawiania maszyn, bazujących na wprowadzonych wcześniej programach, a w to miejsce wydłużenie czasu ich działania i zwiększenie liczby wyprodukowanych detali.
Robotyka a obróbka CNC
Park maszynowy wyposażony w zautomatyzowane i nowoczesne urządzenia umożliwia takie zaprogramowanie maszyn, aby można było skonfigurować z nimi specjalistycznie zintegrowane roboty przemysłowe. Roboty te działają jako autonomiczne jednostki powiązane komunikacyjnie z automatami produkcyjnymi. Mogą one wykonywać część zadań zaplanowanych w procesie produkcyjnym we współpracy z człowiekiem oraz być tak zaprogramowane, aby całkowicie przejąć jego obowiązki, a przynajmniej w większej ich części. Oceniając bodźce sensoryczne i rozróżniając różne konfiguracje produktów i materiałów, maszyny te są w stanie rozwiązywać problemy i podejmować decyzje niezależnie od ludzi. Roboty coraz częściej wykonują pracę wykraczającą poza to, do czego zostały pierwotnie zaprogramowane. Mogą być wyposażone w sztuczną inteligencję, która pozwala im się uczyć na podstawie zdobywanego z czasem doświadczenia. Dzięki temu możliwe jest reagowanie robotów na wszelkie zmiany projektowe i skracanie do maksimum czasu wykonania zlecenia.
Przemysł 4.0 i jego wpływ na przyszłość obróbki CNC
Zwiększenie automatyzacji procesów produkcji, wprowadzenie robotów i wykorzystanie ich w codziennej pracy, jak również zintegrowanie wszystkich procesów zachodzących w nowoczesnej firmie poprzez umieszczenie i wymianę danych w chmurze i internecie, to nic innego jak wspomniane wcześniej pojęcie Przemysłu 4.0. Głównym założeniem tej czwartej już w kolejności rewolucji przemysłowej jest doprowadzenie do stworzenia tzw. inteligentnych fabryk, w których wszystkie komponenty będą działać jako całkowity system naczyń połączonych, a nie jak do tej pory pojedyncze jego elementy. Zmiany te dotknęły również branży metalowej świadczącej usługi tokarskie czy usługi frezowania CNC. Jedną z kluczowych zalet Przemysłu 4.0 jest gromadzenie danych, a dzięki nim operowanie informacjami niezbędnymi do ulepszania procesów produkcyjnych. Mowa tu chociażby o optymalizacji czasu pracy maszyn, regularnego planowania ich konserwacji, kontrolowania stanu zużycia poszczególnych narzędzi, przewidywania ich żywotności, a nawet zaprogramowania maszyny w taki sposób, aby kontrolować prawidłowe jej wykorzystanie poprzez np. określenie temperatur maksymalnych w trakcie pracy. W przypadku stwierdzenia jakichkolwiek nieprawidłowości maszyna mogłaby wysyłać raport alarmujący do głównego komputera. Dzięki temu firma będzie miała możliwość wyeliminowania przestojów spowodowanych awariami, które dzięki działaniu prewencyjnemu nigdy się nie wydarzą. Za pomocą inteligentnych systemów operatorzy maszyn mieliby pełen wgląd w cały proces produkcyjny, od momentu jego wdrożenia aż po końcowy etap. To przyczyniłoby się do zwiększenia produktywności i zaoszczędzenia czasu i zasobów. Podsumowując warto zauważyć, że Przemysł 4.0 wciąż się kształtuje, a firmy z branży obróbki CNC stoją w obliczu nieuniknionej już czwartej rewolucji przemysłowej.
Czas pokaże w jakim stopniu zostanie ostatecznie zrealizowane pojęcie inteligentnej fabryki, ale na pewno będzie to transformacja, która zmieni globalnie podejście do produkcji i zarządzania zasobami.