Jobbet som
CNC-maskinoperatör: hur det har förändrats genom åren
Moderna CNC-verktygsmaskiners roll i civilisationens utveckling
Den tekniska utveckling som sker framför våra ögon är både en möjlighet och en utmaning för den moderna världen. Moderna maskiner möjliggör effektivare och billigare produktion av varor för konsumenterna. Robotar befriar arbetare från utmattande eller monotona arbetsuppgifter.
Å andra sidan finns det en utbredd oro för om den ökande automatiseringen kommer att ta bort jobb som tidigare var reserverade för människor. Är det möjligt för människor och automater att samexistera i den moderna arbetsmiljön?
För att besvara den frågan ska vi titta på hur maskinoperatörernas roll har förändrats genom historien.
Det är ingen överdrift att säga att verktygsmaskiner har skapat den moderna världen. Från den första exakta svarven – som användes av James Watt för att skapa ångmaskinen – till den första kommersiellt tillgängliga CNC-maskinen på 1950-talet, har verktygsmaskiner lett till många av världens senaste tekniska revolutioner. Med införandet av CNC-maskiner (Computer Numerical Control) skulle det vara möjligt att få tillgång till billiga hushållsapparater, flygresor skulle fortfarande vara begränsade till ett fåtal entusiastiska individer och små tillverkare skulle inte kunna konkurrera med massproduktion.
I takt med att maskinernas tekniska nivå utvecklas växer också maskinoperatörernas roll. Deras roll har utvecklats från hantverkare till svarvare eller fräsare till dagens operatörer som sitter framför en dator och gör justeringar i ett maskinprogram.
I den här artikeln tar vi en titt på CNC-operatörernas historia. Att köra CNC-maskiner är bara ytterligare ett steg i en lång historia av föränderligt arbete.
Tidig historia: den fornegyptiska tvåmanna-svarven
De gamla egyptierna utvecklade den första maskinen före datorer och den industriella revolutionen. Omkring 1300 f.Kr. uppfann de svarven. Egyptiska svarvar krävde två operatörer för att vrida arbetsstycket och skära med ett slipat verktyg. Många verktygsmaskiner fungerade på detta sätt fram till den industriella revolutionen eftersom det inte fanns något enkelt sätt att vrida arbetsstycket. De gamla egyptierna använde den här metoden för att forma trä och hugga stenskålar. De introducerade också idén att skära med hårda ädelstenar, som vi fortfarande använder för diamantverktyg.
1700-talet: maskinoperatörer som hantverkare
Låt oss förflytta oss till 1700-talet. Verktygsmaskinoperatörer som ett separat yrke existerade inte. Istället byggde hantverkare verktygsmaskiner för att skapa sina produkter. Dessa hantverkare använde sina egna verktygsmaskiner. Alla verktygsmaskiner var i hög grad anpassade för att uppfylla produktionsbehoven hos en viss hantverkare.
På sätt och vis liknar detta hur vi behandlar verktygsmaskiner idag. Massproduktionen minskar och små tillverkare letar efter maskiner som enkelt kan anpassas till deras snabbt föränderliga produkter. Vi bygger inte längre våra egna verktygsmaskiner – som de första hantverkarna gjorde – men anpassade verktyg och fixturer är fortfarande en stor del av maskinoperatörens jobb. Noggrannheten var låg på dessa tidiga verktygsmaskiner. I slutet av 1700-talet behövde James Watt ett exakt sätt att tillverka en cylinder till sin ångmaskin. Industrimannen John Wilkinson uppfann en maskin som kunde borra stora cylindrar med hög precision, vilket blev startskottet för den industriella revolutionen och framväxten av CNC-verktygsmaskiner.
1800- och 1900-talen: moderna verktygsmaskinoperatörer
Det moderna maskinoperatörsarbetet började i början av 1800-talet. Uppfinnaren Henry Maudslay anses vara verktygsmaskinernas fader. Han och hans medarbetare Joseph Whitworth introducerade standardisering inom tillverkningen. Ungefär samtidigt lanserade Matthew Murray den första kommersiella verktygsmaskinen.
Detta innebar att maskinoperatörens uppgift förändrades igen. Standardiserade maskiner innebar att de inte längre behövde bygga anpassade verktygsmaskiner utan blev skickliga operatörer.
År 1840 fanns en hel rad kommersiella verktygsmaskiner tillgängliga: universalsvarvar, revolversvarvar, fräsmaskiner, automatsvarvar och metallhyvlar.
Från den tiden och fram till idag har maskinoperatörens arbete omfattat följande
Maskinoperatörer är skickliga tekniker. De kanske inte själva designar produkter, men de kan upptäcka en dålig design och kan välja rätt verktyg och processer för jobbet.
Datoråldern: CNC-maskiner dyker upp
På 1950-talet dök de första numeriskt styrda (NC) maskinerna upp. Detta inledde en era av snabba förändringar för maskinoperatörer.
John T Parsons var en självlärd maskinist. Han tillverkade propellrar för andra världskriget när han kom på idén att använda hålkort för att styra verktygsmaskiner direkt. Han stötte på ett tekniskt problem och samarbetade med MIT för att lösa det. Tillsammans tog de fram den första NC-fräsmaskinen. Parsons blev chockad när MIT tog över uppfinningen och knuffade ut honom ur projektet. Men början på CNC-eran blev verklighet, och vissa betraktar honom som fadern till den andra industriella revolutionen.
De första NC-maskinerna hade sina program lagrade på hålkort. Om man skulle ändra ett program behövde man starta om hela kortet eller tejpa ett hål och stansa ett nytt om det rörde sig om mindre ändringar. Det var alltid maskinoperatörernas uppgift att planera driften. Men för första gången var operatörerna tvungna att omvandla sina planer till abstrakta program. Manuell programmering tog lång tid med hjälp av hålkort – det tog upp till åtta timmar att skriva ett program för fräsning av en enda detalj.
1956 dök kunskaper i datorprogrammering upp i arbetsbeskrivningarna för maskinoperatörer. Forskare vid MIT utvecklade det första CNC-programmeringsspråket, G-Code, med hjälp av datorer för att schemalägga punkter. De åtta timmarna av programmering har nu reducerats till bara 15 minuter. Datorstödd konstruktion (CAD) började användas runt 1960, och redan 1963 tillverkade General Motors den första CNC-bearbetade prototypen utifrån en 3D-CAD-modell. Dagens maskinoperatörer arbetar fortfarande med alla de uppgifter som de gjorde 1840. Dessutom har maskinoperatörerna varit tvungna att lära sig nya färdigheter, som programmering i G-kod och arbete med CAD-modeller.
2000-talet – automatisering och robotisering
Den senaste utvecklingen innebär ytterligare en förändring för CNC-maskinoperatörer. Med maskinrobotar kan små tillverkare öka produktiviteten genom att använda en robot för att lasta och lossa delar i en CNC-maskin. De färdigheter som krävs för att programmera en robot är en naturlig utveckling av de färdigheter som krävs för att programmera CNC-maskiner. Om man kan G-kod är det faktiskt mycket enkelt att programmera en kollaborativ robot.
Därför är den senaste förändringen i maskinoperatörsarbetet mindre drastisk än några av de tidigare förändringarna. Maskinoperatörer behöver fortfarande samma färdigheter som tidigare. Nu kan de lägga till ”robotprogrammerare” till listan.