Obsluha CNC strojů – popis této práce
Moderní CNC obráběcí stroje – role ve vývoji civilizace
Technologický pokrok, který se odehrává před našima očima, představuje pro moderní svět příležitost i výzvu. Moderní stroje umožňují efektivnější a levnější výrobu zboží pro spotřebitele. Roboti zbavují pracovníky vyčerpávajících nebo monotónních povinností.
Na druhou stranu však panují obavy, zda postupující automatizace nevezme pracovní místa, která byla dříve vyhrazena lidem. Je možné, aby lidé a automaty koexistovali v moderním pracovním prostředí?
Abychom na tuto otázku odpověděli, podívejme se, jak se v průběhu historie měnila role obsluhy strojů.
Bez nadsázky lze říci, že obráběcí stroje vytvořily moderní svět. Od prvního přesného soustruhu – který použil James Watt k vytvoření parního stroje – až po první komerčně dostupný CNC stroj v 50. letech 20. století vedly obráběcí stroje k mnoha nejnovějším technologickým revolucím na světě. Po zavedení obráběcích strojů s počítačovým číslicovým řízením (CNC) by byl možný přístup k levným domácím spotřebičům, letecká doprava by byla stále omezena na několik nadšených jedinců a malí výrobci by nemohli konkurovat masové výrobě.
S rozvojem technické úrovně strojů roste úloha obsluhy strojů. Jejich role se vyvíjela od řemeslníků přes soustružníky nebo frézaře až po dnešní operátory sedící před počítačem a provádějící úpravy programu stroje.
V tomto článku se podíváme na historii operátorů CNC. Obsluha CNC strojů je jen dalším krokem v dlouhé historii měnící se práce.
Raná historie: staroegyptský soustruh pro dva muže
Staří Egypťané vyvinuli první stroj ještě před počítači a průmyslovou revolucí. Kolem roku 1300 př. n. l. vynalezli soustruh. Egyptské soustruhy vyžadovaly dvě obsluhy, které obrobek otáčely a řezaly naostřeným nástrojem. Takto pracovalo mnoho obráběcích strojů až do průmyslové revoluce, protože neexistoval jednoduchý způsob, jak obrobek otočit. Staří Egypťané používali tuto metodu k tvarování dřeva a vyřezávání kamenných mís. Zavedli také myšlenku broušení tvrdými drahokamy, kterou dodnes používáme u diamantových nástrojů.
18. století: strojníci jako řemeslníci
Přesuňme se do 18. století. Obráběči jako samostatná profese neexistovali. Místo toho řemeslníci vyráběli obráběcí stroje pro své výrobky. Tito řemeslníci obsluhovali své vlastní obráběcí stroje. Všechny obráběcí stroje byly vysoce přizpůsobené výrobním potřebám konkrétního řemeslníka.
V některých ohledech to bylo podobné tomu, jak s obráběcími stroji zacházíme dnes. Sériová výroba upadá a malí výrobci hledají stroje, které lze snadno přizpůsobit jejich rychle se měnícím výrobkům. Obráběcí stroje si již nevyrábíme sami – jako to dělali dřívější řemeslníci -, ale zakázková výroba nástrojů a upínacích přípravků je stále velkou součástí práce obsluhy stroje. Přesnost těchto prvních obráběcích strojů byla nízká. Na konci 18. století potřeboval James Watt přesný způsob výroby válce pro svůj parní stroj. Průmyslník John Wilkinson vynalezl stroj, který dokázal přesně vrtat velké válce, čímž odstartoval průmyslovou revoluci a vznik CNC obráběcích strojů.
19. a 20. století: moderní obsluha CNC strojů
Moderní práce obráběčů začala na počátku 19. století. Vynálezce Henry Maudslay je považován za zakladatele obráběcích strojů. On a jeho zaměstnanec Joseph Whitworth zavedli standardizaci ve výrobě. Přibližně v této době Matthew Murray vydal první komerční obráběcí stroj.
To znamenalo, že se úkol obsluhy stroje opět změnil. Standardizované stroje znamenaly, že již nemuseli konstruovat obráběcí stroje na zakázku, ale stali se z nich kvalifikovaní operátoři.
Do roku 1840 byla k dispozici celá řada komerčních obráběcích strojů: univerzální soustruhy, revolverové soustruhy, frézky, soustružnické automaty a hoblovky.
Od té doby až dodnes práce obsluhy obráběcích strojů zahrnuje:
Obsluha strojů jsou kvalifikovaní technici. Sami sice výrobky nenavrhují, ale dokáží rozpoznat špatný návrh a jsou schopni vybrat správné nástroje a postupy pro danou práci.
Počítačový věk: Objevují se CNC stroje
V 50. letech 20. století se objevily první číslicově řízené stroje (NC). Tím nastala éra rychlých změn pro obsluhu strojů.
John T. Parsons byl obráběč samouk. Vyráběl vrtule pro druhou světovou válku, když přišel s nápadem používat děrné štítky k přímému ovládání obráběcích strojů. Narazil na technický problém a spolupracoval s MIT na jeho řešení. Společně vyrobili první NC frézku. Parsons byl šokován, když vynález převzal MIT a vytlačil ho z projektu. Začátek éry CNC se však stal skutečností a někteří ho považují za otce druhé průmyslové revoluce.
První NC stroje měly své programy uložené na děrných štítcích. Změna programu vyžadovala restartování celé karty nebo v případě drobných změn zalepení díry a vyděrování nové. Plánování operací bylo vždy úkolem obsluhy strojů. Poprvé však museli operátoři své plány proměnit v abstraktní programy. Ruční programování pomocí děrných štítků trvalo dlouho – napsat program pro frézování jediného dílu trvalo až osm hodin.
V roce 1956 se v popisech pracovních pozic obsluhy strojů objevily dovednosti v oblasti počítačového programování. Výzkumníci z MIT vyvinuli první programovací jazyk CNC, G-Code, který využíval počítače k plánování bodů. Osm hodin programování se nyní zkrátilo na pouhých 15 minut. Počítačem podporované navrhování (CAD) se objevilo kolem roku 1960 a již v roce 1963 vyrobila společnost General Motors první CNC obráběný prototyp z 3D modelu CAD. Práce dnešních operátorů obráběcích strojů stále zahrnuje všechny povinnosti, které měla v roce 1840. Kromě toho se obsluha strojů musela naučit novým dovednostem, jako je programování v G-kódu a práce s modely CAD.
21. století – automatizace a robotizace
Nedávný vývoj znamená pro obsluhu CNC strojů další změnu. Obsluha strojních robotů umožňuje malým výrobcům zvýšit produktivitu pomocí robota pro nakládání a vykládání dílů do CNC stroje. Dovednosti potřebné k programování robotů jsou přirozeným pokračováním dovedností potřebných k programování CNC strojů. Ve skutečnosti je velmi snadné naprogramovat kolaborativního robota, pokud znáte G-kód.
V důsledku toho je tato poslední změna v práci obsluhy stroje méně drastická než některé předchozí změny. Obsluha strojů stále vyžaduje stejné dovednosti jako v minulosti. Nyní mohou na seznam přidat i „programátora robotů“.