Automatisointi saatetaan monesti tulkita tarkoittamaan vain robotiikkaa hyödyntäviä automaatiosoluja, vaikka se voi koskea useita pienempiä työstön osa-alueita, kuten työkappaleen vaihtoa tai asetuksia, joiden automatisoinnilla nopeutetaan työstön läpimenoa. Suomen konepajoilla automaation hyödyntämisen skaala onkin laaja yksittäisten valmistuksen osien automatisoinnista laajamittaiseen automaatiojärjestelmien ja tekoälyn hyödyntämiseen.
Automatisoinnilla voidaan saavuttaa monia merkittäviä etuja, kunhan sen käyttöönotossa varmistetaan eri osatekijöiden toimivuus ja varataan riittävästi aikaa kehittämiseen sekä prosessin jatkuvaan hiomiseen. Automatisoinnissa myös työkalujen merkitys korostuu – rikkoutumisten ja ylimääräisten pysähdysten seuraukset ovat paljon suuremmat kuin yksittäisessä miehitetyssä ajossa.
Automatisoidun prosessin häiriöttömyyden takaamiseksi työkalu- ja toimittajavalinnoissa tulee huomioida
– työkalun toimintavarmuus
– säännöllinen seuranta
– työkalujen saatavuuden varmistaminen.
Miehitetyssä ajossa työstöprosessia voidaan seurata reaaliajassa ja reagoida nopeasti vastaantuleviin ongelmiin. Miehittämättömän ajon hyödyntäminen onnistuu vasta, kun prosessi on kaikilta osin täysin toimintavarma.
Haaste miehittämättömässä ajossa on usein ongelman tunnistaminen, koska kukaan ei ole ollut paikalla reaaliajassa näkemässä tai kuulemassa, mitä prosessissa on tapahtunut. Rikkoutumisten tai laatuvirheiden syy täytyy jäljittää monesta eri näkökulmasta, jotta voidaan selvittää, mikä prosessin osa tarkalleen ottaen aiheutti vian. Tällöin jopa yksinkertaisesta ja sinänsä pienestä ongelmasta voi aiheutua paljon työtä.
Monesti parhaisiin tuloksiin päästään lisäämällä miehittämätöntä ajoa vaihe vaiheelta ja vasta viimeinen askel on esimerkiksi robotiikan hyödyntäminen. Suunnittelun ja valmistelun rooli on iso, jotta automatisoinnilla saavutetaan sen tavoitellut hyödyt.
Automaatiosolut vaativat suuria investointeja, joissa jokaisen yksityiskohdan pitää tukea mahdollisimman sujuvaa, nopeaa ja laadukasta prosessia. Silti tärkein asia tapahtuu terän ja työkappaleen välissä: vaikka kokonaisuus olisi kuinka viimeisen päälle rakennettu, voi yksi teräpala pysäyttää koko työstön.
Työkalujen toimintavarmuus on kriittinen tekijä miehittämättömän ajon onnistumisen kannalta. Toimintavarmuus sisältää työkalujen ominaisuuksiiin liittyvät tekijät sekä ylläpidon.
Automaatio asettaa omat vaatimuksensa työkaluille erityisesti niiden kestävyyden ja nopeuden suhteen. Työkaluvalmistajat ovatkin kehittäneet työkalujen muotoilua, materiaaleja ja pinnoitteita vastaamaan näitä vaatimuksia ja varmistamaan mahdollisimman hyvä kestävyys ja käyttöikä, hallittu kuluminen sekä särmien terävyys.
Itse työkalujen lisäksi toimintavarmuuteen vaikuttavat työkalupitimet ja istukat. Niiden kuluminen tai riittämätön laatu aiheuttaa väljyyttä, joka vaikuttaa heti prosessiin ja lopputulokseen. Automaation lisääntymisen myötä kehitystä on tapahtunut myös karoissa sekä kiinnitys- ja liitäntäjärjestelmissä, jotka mahdollistavat entistä luotettavamman prosessin.
Työkalurikot ovat miehittämättömässä ajossa suurempi haaste kuin miehitetyssä, kun kukaan ei ole heti reagoimassa tilanteeseen. Pahimmillaan automatisoidussa työstössä rikkoutunut työkalu rikkoo samalla muitakin järjestelmän osia ja työstökeskus pysähtyy useiksi tunneiksi, jolloin menetetään arvokasta aikaa.
Oleellista on työkalujen keston mahdollisimman hyvä ennakointi, säännölliset tarkistukset ja huoltosuunnitelma sekä riskitekijöiden minimointi.
Yksi riskitekijä ja automaation haaste työkalujen näkökulmasta on esimerkiksi materiaalien skaala eri materiaaliluokkien sisällä, tästä hyvänä esimerkkinä alumiini. Vaikka työstöön olisi valittu alumiinin työstöön tarkoitettu työkalu, se ei välttämättä toimi yhtä ideaalisti alumiinilaadun vaihtuessa, vaikka työkappale pysyisi samana.
Kaikkein laadukkainkaan työkalu ei auta, mikäli sitä ei ole tarvittaessa saatavilla. Ennakoimaton työkalurikko voi aiheuttaa pitkiä seisakkeja, mikäli työkalua ei löydy varastosta ja toimitusajat ovat pitkiä. Näissä tilanteissa työkalumerkin vaihto ei ole yksinkertainen toimenpide varsinkaan silloin, kun puhutaan miehittämättömästä ajosta ja automaatiosoluista, joissa jokainen työvaihe on tarkkaan määritelty tiettyjen työkalun ominaisuuksien mukaan.
Saatavuuden varmistaminen on laadukkaiden työkalujen ohella tärkeä arvo, jota työkalutoimittaja voi tuottaa. Mitä parempi valmius toimittajalla on toimittaa työkaluja nopealla aikataululla tai riittävästi konepajan tarpeisiin, sitä pienempi on ylimääräisten häiriöiden riski. Tarvittaessa on hyvä huomioida toimittajan valmiudet toimittaa työkaluja myös globaalisti.
Parhaalla mahdollisella tavalla toimiva automaatio edellyttää konepajan ja työkalutoimittajan yhteistyötä, ennakointia sekä varaosien käytön ja saannin suunnittelua. Suunnittelussa tulee huomioida muun muassa työkalujen ja istukoiden mitat – ovatko ne standardimittoja vai kustomoituja, ja jos jokin kokonaisuudessa muuttuu, mihin se vaikuttaa ja millä varaosilla työstöä voidaan jatkaa.
Parhaassa tapauksessa yhteistyöllä saadaan luotua oikeat ratkaisut jo määrittelyvaiheessa, eikä vasta, kun ongelmia ilmenee.
