Operator CNC – jak praca ta zmieniała się na przestrzeni lat
Rola nowoczesnych obrabiarek CNC w rozwoju cywilizacji
Odbywający się na naszych oczach postęp technologiczny stanowi zarówno szansę jak i wyzwanie dla współczesnego świata. Nowoczesne maszyny pozwalają na wydajniejszą i tańszą produkcję dóbr dla konsumentów. Roboty odciążają pracowników od wyczerpujących lub monotonnych obowiązków.
Z drugiej jednak strony panuje powszechna obawa czy postępująca automatyzacja nie zabierze miejsc pracy dotychczas zarezerwowanych dla człowieka. Czy jest możliwa koegzystencja ludzi i automatów we współczesnym środowisku pracy?
Aby odpowiedzieć na to pytanie przyjrzyjmy się jak zmieniała się rola operatorów maszyn w całej historii.
Nie jest przesadą stwierdzenie, że obrabiarki stworzyły współczesny świat. Od pierwszej dokładnej tokarki – wykorzystanej przez Jamesa Watta do stworzenia silnika parowego – po pierwszą dostępną na rynku maszynę CNC w latach 50. XX wieku, obrabiarki doprowadziły do wielu najnowszych rewolucji technologicznych na świecie. Bez wdrożenia obrabiarek sterowanych numerycznie (CNC) dostęp do tanich sprzętów AGD nie byłby możliwy, podróże lotnicze byłyby nadal ograniczone do kilku entuzjastycznych osób, a mali producenci nie mogliby konkurować z produkcją masową.
Wraz z rozwojem poziomu technicznego maszyn rośnie rola operatorów maszyn. Ich rola zmieniała się od rzemieślników poprzez tokarzy lub frezerów aż po współczesnych operatorów siedzących przed komputerem i wprowadzających korekty do programu maszynowego.
W tym artykule przyjrzymy się historii operatorów CNC. Okazuje się, że obsługa maszyn CNC to tylko kolejny krok w długiej historii zmieniającej się pracy.
Wczesna historia: starożytna egipska tokarka dwuosobowa
Na długo przed komputerami i rewolucją przemysłową starożytni Egipcjanie opracowali pierwszą maszynę. Około 1300 roku pne wymyślili tokarkę. Tokarki egipskie wymagały dwóch operatorów: jednego do obracania przedmiotu obrabianego, a drugiego do cięcia za pomocą zaostrzonego narzędzia. Wiele obrabiarek działało w ten sposób aż do rewolucji przemysłowej, ponieważ nie było łatwego sposobu obrócenia przedmiotu obrabianego. Starożytni Egipcjanie używali tej metody do formowania drewna i rzeźbienia kamiennych misek . Wprowadzili także pomysł skrawania przy użyciu twardych klejnotów, które nadal stosujemy w przypadku narzędzi diamentowych.
XVIII wiek: Operator CNC jako rzemieślnik
Przenieśmy się do XVIII w. Operatorzy obrabiarek jako osobny zawód nie istnieli. Zamiast tego rzemieślnicy budowali obrabiarki do tworzenia swoich produktów. Ci rzemieślnicy sami obsługiwali własne obrabiarki. Wszystkie obrabiarki byłyby wysoce dostosowane do potrzeb produkcyjnych danego rzemieślnika.
Pod pewnymi względami było to dość podobne do sposobu, w jaki dziś traktujemy obrabiarki. Wydaje się, że masowa produkcja maleje, a mali producenci szukają maszyn, które można łatwo dostosować do swoich szybko zmieniających się produktów. Nie budujemy już własnych obrabiarek – tak jak robili to pierwsi rzemieślnicy – ale niestandardowe oprzyrządowanie i mocowanie jest nadal dużą częścią pracy operatora maszyny. Dokładność nie była duża w przypadku tych wczesnych obrabiarek. Pod koniec XVIII wieku James Watt potrzebował dokładnego sposobu produkcji cylindra do swojego silnika parowego. Przemysłowiec John Wilkinson wynalazł maszynę, która mogłaby dokładnie wiercić duże cylindry, rozpoczynając rewolucję przemysłową i powstanie obrabiarek CNC.
XIX i XX wiek: operatorzy nowoczesnych obrabiarek
Współczesna praca operatora maszyn rozpoczęła się na początku 1800 roku. Wynalazca Henry Maudslay uważany jest za ojca założyciela obrabiarek. On i jego pracownik Joseph Whitworth wprowadzili standaryzację w produkcji. Mniej więcej w tym czasie Matthew Murray wypuścił pierwszą komercyjną obrabiarkę.
Oznaczało to, że zadanie operatora maszyny zmieniło się ponownie. Znormalizowane maszyny oznaczały, że nie musieli już budować niestandardowych obrabiarek, lecz stali się wykwalifikowanymi operatorami.
Do 1840 r. Dostępna była cała gama komercyjnych obrabiarek: tokarki uniwersalne, tokarki rewolwerowe, frezarki, automaty tokarskie i strugarki do metalu.
Od tego czasu, aż do dnia dzisiejszego, praca operatorów maszyn obejmuje:
Operatorzy maszyn to wykwalifikowani technicy. Mogą nie projektować produktów samodzielnie, ale potrafią dostrzec zły projekt i są w stanie wybrać odpowiednie narzędzia i procesy dla danego zadania.
Era komputerów: pojawiają się maszyny CNC
W latach 50. pojawiły się pierwsze maszyny sterowane numerycznie (NC). Zapoczątkowało to erę szybkich zmian w pracy operatorów maszyn.
John T Parsons był samoukiem. Produkował śmigła na II wojnę światową, kiedy wpadł na pomysł użycia kart perforowanych do bezpośredniej obsługi obrabiarek. Napotkał problem techniczny i współpracował z MIT, aby go rozwiązać. Razem wyprodukowali pierwszą frezarkę NC. Parsons był zszokowany, gdy MIT przejął wynalazek i wypchnął go z projektu. Jednak początek ery CNC stał się faktem i niektórzy uważają go za ojca drugiej rewolucji przemysłowej.
Pierwsze maszyny NC miały swoje programy zapisane na karcie perforowanej. Zmiana programu wymagałaby ponownego uruchomienia całej karty lub, w przypadku bardzo drobnych zmian, przyklejenia dziury i wybicia nowej. Do zadań operatorów maszyn zawsze należało planowanie operacji. Jednak po raz pierwszy operatorzy musieli zamienić swoje plany w abstrakcyjne programy. Ręczne programowanie zajmowało dużo czasu przy użyciu kart perforowanych – napisanie programu do frezowania pojedynczej części trwało nawet 8 godzin
Od 1956 r. umiejętności programowania komputerowego zaczęły pojawiać się także w opisie pracy operatora maszyny. Naukowcy z MIT opracowali pierwszy język programowania CNC, G-Code, używając komputerów do planowania punktów. Te 8 godzin programowania zostało teraz skróconych do zaledwie 15 minut. Projektowanie wspomagane komputerowo (CAD) pojawiło się około 1960 r. Już w 1963 r. General Motors wyprodukował pierwszy prototyp obrabiany CNC z modelu 3D CAD. Praca współczesnych operatorów maszyn wciąż obejmuje wszystkie obowiązki, które wykonała w 1840 roku. Ponadto operatorzy maszyn musieli nauczyć się nowych umiejętności, takich jak programowanie w G-Code i praca z modelami CAD.
XXI wiek – automatyzacja i robotyzacja
Najnowszy rozwój oznacza kolejną zmianę dla operatorów maszyn CNC. Obsługa robotów maszynowych pozwala małym producentom na zwiększenie wydajności poprzez użycie robota do załadunku i rozładunku części do maszyny CNC. Umiejętności wymagane do programowania robota są naturalnym postępem w stosunku do umiejętności wymaganych do programowania maszyn CNC. W rzeczywistości, jeśli znasz kod G, bardzo łatwo zaprogramujesz robota współpracującego.
W rezultacie ta ostatnia zmiana w pracy operatora maszyny nie jest tak drastyczna, jak niektóre zmiany, które nastąpiły wcześniej. Operatorzy maszyn nadal wymagają tych samych umiejętności, co w przeszłości. Teraz mogą dodać „programistę robotów” do listy.