Meseria de operator mașini CNC
Rolul mașini-unelte CNC moderne în dezvoltarea civilizației
Progresul tehnologic care are loc sub ochii noștri reprezintă atât o oportunitate, cât și o provocare pentru lumea modernă. Mașinile moderne permit o producție mai eficientă și mai ieftină de bunuri pentru consumatori. Roboții îi scutesc pe muncitori de sarcini obositoare sau monotone.
Pe de altă parte, însă, există o îngrijorare generalizată cu privire la faptul că avansarea automatizării va elimina locurile de muncă rezervate anterior oamenilor. Este posibil ca oamenii și automatele să coexiste în mediul de lucru modern?
Pentru a răspunde la această întrebare, să analizăm modul în care rolul operatorilor de mașini s-a schimbat de-a lungul istoriei.
Nu este exagerat să spunem că mașinile-unelte au creat lumea modernă. De la primul strung de precizie – folosit de James Watt pentru a crea motorul cu aburi – până la prima mașină CNC disponibilă în comerț în anii 1950, mașinile-unelte au condus la multe dintre cele mai recente revoluții tehnologice din lume. Odată cu implementarea mașinilor-unelte cu comandă numerică pe calculator (CNC), accesul la aparate de uz casnic cu costuri reduse ar fi fost posibil, călătoriile cu avionul ar fi fost încă limitate la câteva persoane entuziaste, iar micii producători nu ar fi putut concura cu producția de masă.
Pe măsură ce nivelul tehnic al mașinilor se dezvoltă, crește și rolul operatorilor de mașini. Rolul acestora a evoluat de la meșteri la strungari sau frezori, până la operatorii de astăzi, care stau în fața unui computer și fac ajustări la programul unei mașini.
În acest articol, aruncăm o privire asupra istoriei operatorilor CNC. Operarea mașinilor CNC este doar un alt pas într-o istorie lungă de schimbare a muncii.
Istoria timpurie: strungul antic egiptean cu doi oameni
Egiptenii antici au dezvoltat prima mașină înainte de calculatoare și de Revoluția Industrială. În jurul anului 1300 î.Hr., ei au inventat strungul. Strungurile egiptene necesitau doi operatori pentru a roti piesa de prelucrat și a tăia cu o unealtă ascuțită. Multe mașini-unelte au funcționat în acest mod până la Revoluția Industrială, deoarece nu exista o modalitate ușoară de a întoarce piesa de prelucrat. Egiptenii antici foloseau această metodă pentru a modela lemnul și a sculpta boluri de piatră. De asemenea, ei au introdus ideea de a tăia cu pietre dure, pe care o folosim și astăzi pentru uneltele cu diamant.
Secolul al XVIII-lea: operator mașini CNC ca meseriaș
Să trecem la secolul al XVIII-lea. Operatorii de mașini-unelte ca profesie separată nu existau. În schimb, meșteșugarii construiau mașini-unelte pentru a-și crea produsele. Acești meșteșugari își operau propriile mașini-unelte. Toate mașinile-unelte ar fi fost foarte personalizate pentru a satisface nevoile de producție ale unui anumit meșteșugar.
In some ways, this was similar to how we treat machine tools today. Mass production is declining, and small manufacturers are looking for machines that can be easily adapted to their rapidly changing products. We no longer build our own machine tools – as the early craftsmen did – but custom tooling and fixturing is still a big part of the machine operator’s job. Accuracy was low on these early machine tools. In the late 18th century, James Watt needed an accurate way to manufacture a cylinder for his steam engine. Industrialist John Wilkinson invented a machine that could accurately drill large cylinders, starting the industrial revolution and the rise of CNC machine tools.
Secolele XIX și XX: operatorii de mașini-unelte moderne
Munca operatorilor de mașini moderne a început la începutul anilor 1800. Inventatorul Henry Maudslay este considerat părintele fondator al mașinilor-unelte. El și angajatul său Joseph Whitworth au introdus standardizarea în producție. Cam în aceeași perioadă, Matthew Murray a lansat prima mașină-unelte comercială.
Acest lucru a însemnat că sarcina operatorului de mașini s-a schimbat din nou. Mașinile standardizate au însemnat că aceștia nu mai trebuiau să construiască mașini-unelte personalizate, ci au devenit operatori calificați.
Până în 1840, era disponibilă o întreagă gamă de mașini-unelte comerciale: strunguri universale, strunguri cu turelă, mașini de frezat, strunguri automate și rabotezători de metal.
De atunci și până astăzi, activitatea operatorilor de mașini include:
Operatorii de mașini sunt tehnicieni calificați. Este posibil să nu proiecteze ei înșiși produsele, dar pot detecta un proiect prost și sunt capabili să selecteze uneltele și procesele potrivite pentru treabă.
Era calculatoarelor: Apar mașinile CNC
În anii 1950, au apărut primele mașini cu comandă numerică (NC). Acest lucru a inaugurat o eră de schimbări rapide pentru operatorii de mașini.
John T Parsons era un mașinist autodidact. El producea elice pentru cel de-al Doilea Război Mondial când i-a venit ideea de a folosi cartele perforate pentru a opera direct mașinile-unelte. S-a confruntat cu o problemă tehnică și a colaborat cu MIT pentru a o rezolva. Împreună, au produs prima mașină de frezat cu comandă numerică. Parsons a fost șocat când MIT a preluat invenția și l-a scos din proiect. Cu toate acestea, începutul erei CNC a devenit o realitate, iar unii îl consideră părintele celei de-a doua revoluții industriale.
Primele mașini cu comandă numerică aveau programele stocate pe carduri perforate. Schimbarea unui program necesita repornirea întregului card sau lipirea unei găuri și perforarea unuia nou în cazul unor modificări minore. Întotdeauna a fost sarcina operatorilor mașinilor să planifice operațiunile. Cu toate acestea, operatorii trebuiau să transforme pentru prima dată planurile lor în programe abstracte. Programarea manuală a durat mult timp folosind carduri perforate – era nevoie de până la opt ore pentru a scrie un program pentru frezarea unei singure piese.
În 1956, competențele de programare pe calculator au apărut în fișele de post ale operatorilor de mașini. Cercetătorii de la MIT au dezvoltat primul limbaj de programare CNC, G-Code, folosind computerele pentru a programa punctele. Acele opt ore de programare au fost reduse acum la doar 15 minute. Proiectarea asistată de calculator (CAD) a apărut în jurul anului 1960 și, încă din 1963, General Motors a produs primul prototip prelucrat prin CNC pe baza unui model CAD 3D. Munca operatorilor de mașini de astăzi include încă toate sarcinile pe care le avea în 1840. În plus, operatorii de mașini au trebuit să învețe noi competențe, cum ar fi programarea în G-Code și lucrul cu modele CAD.
Secolul XXI – automatizare și robotizare
Evoluțiile recente înseamnă o altă schimbare pentru operatorii de mașini CNC. Operarea roboților de mașini permite micilor producători să crească productivitatea prin utilizarea unui robot pentru a încărca și descărca piesele într-o mașină CNC. Competențele necesare pentru a programa un robot sunt o progresie naturală față de competențele necesare pentru programarea mașinilor CNC. De fapt, dacă știți codul G, este foarte ușor să programați un robot colaborativ.
Ca urmare, această ultimă schimbare în activitatea de operator de mașini este mai puțin drastică decât unele dintre schimbările anterioare. Operatori de mașini necesită în continuare aceleași competențe ca în trecut. Acum, ei pot adăuga „programator de roboți” pe listă.