Der Wert der manuellen Bearbeitung in der heutigen Fertigung

Wie sieht die Zukunft der manuellen Bearbeitung aus? Wie wird die manuelle Bearbeitung heute genutzt, um die nächste Generation von Maschinenbedienern, CNC-Maschinenprogrammierern und Verfahrenstechnikern zu unterrichten? Wir haben Fertigungsfachleute und Ausbilder aus verschiedenen Regionen gebeten, dies herauszufinden.

Wird es in Zukunft noch manuelle Fertigung geben? Um die Grundlagen zu erlernen, sagen alle von uns befragten Branchenexperten, dass dies nach wie vor unerlässlich ist.

Da die Automatisierung immer mehr in den Mittelpunkt der Fertigung rückt, spielen technologische Fähigkeiten eine führende Rolle. Aber es gibt Dynamiken zwischen der physischen Teileherstellung, den Fähigkeiten einer Maschine und der Programmier- und Modellierungssoftware, die immer noch ein Verständnis manueller Praktiken erfordern.

Aber wird sich das in Zukunft ändern? Branchenanalysten glauben, dass die Automatisierung die Jobfunktionen und -rollen langfristig verändern wird.

„Weniger als 5 Prozent der Berufe können vollständig automatisiert werden, indem derzeit demonstrierte Technologien angepasst werden“, schreibt McKinsey in seinem Artikel „Human + Machine:A New Era of Automation in Manufacturing“. „Ungefähr 60 Prozent von ihnen könnten jedoch 30 Prozent oder mehr ihrer konstituierenden Aktivitäten automatisieren. Mit anderen Worten, allein durch die Anpassung und Integration der aktuellen Technologie könnte die Automatisierung – zumindest bis zu einem gewissen Grad – die Mehrheit der Berufe verändern.“

Technische Hochschulen, vierjährige Studiengänge und die Hersteller selbst sind bereit, sich anzupassen – aber sie sind auch noch in der heutigen Realität verankert:Der Mensch steht immer noch im Mittelpunkt der Produktion. Die Nachfrage nach qualifizierten Arbeitskräften erfordert eine Reihe von technologischen Fähigkeiten, einschließlich Maschinenprogrammierung und kritischem Wissen über die Teileherstellung in einer Maschine. Das wird nicht verschwinden – selbst wenn die Automatisierung helfen kann, Prozesse zu verengen und Lücken zu schließen, werden Hersteller immer Problemlöser brauchen. Und Probleme können nur mit einem soliden Verständnis der Funktionen und Ergebnisse gelöst werden, sagen Experten.

Wie können Sie helfen, die Fähigkeiten zu finden, die Sie benötigen? Lesen Sie „Dieser MFG-Tag:Schließen Sie die Qualifikationslücke, stellen Sie Auszubildende ein.“

Einsatz manueller Fräsmaschinen zur Vermittlung der Grundlagen

Joe Vanstrom ist Dozent an der Iowa State University im Programm Industrial Manufacturing und unterrichtet seit 12 Jahren professionell. Er ist fest davon überzeugt, die Grundlagen der Teileherstellung und der Funktionsweise von Maschinen zu erlernen.

„Für jeden Schüler lasse ich ihn einen Stufenschacht herunterdrehen“, sagt Vanstrom. „Nur damit sie verstehen, einen Durchmesser zu bearbeiten oder die Stirnfläche eines Teils zu bearbeiten, denn wenn Sie die Dynamik zwischen Ihren Werkzeugen, Ihrem Werkstück und den Fähigkeiten der Maschine nicht verstehen, werden Sie viel brechen von Werkzeugen, bevor Sie ein gutes Teil bekommen.“

Es ist auch wichtig, die Einschränkungen der Durchsatzleistung einer Maschine und der Fähigkeit zu verstehen, unterschiedliche Werkzeuglängen zu handhaben – und andere Merkmale der Teileherstellung. Wenn Schüler und Auszubildende besser verstehen, wie Maschinen funktionieren und wie Teile physisch von Hand hergestellt werden, können sie die Parameter leichter berücksichtigen, die beim Programmieren und Entwerfen von Werkzeugwegen auf größeren, fortschrittlicheren CNC-Maschinen erforderlich sind, erklärt Vanstrom.

Jose Anaya, Dekan für Gemeinde- und Studentenförderung am El Camino College in Los Angeles, stimmt zu. Die Schüler von heute sind sehr visuell und tendieren zu 3D-Modellierung und Computern und interessieren sich sehr für die additive 3D-Druckfertigung – aber zu lernen, wie man Teile herstellt und ihre Hände mit Werkzeugen umgeht, ist wirklich wichtig, wenn man zuerst ein Techniker in der Fertigung werden will, sagt Anaya. P>

„Man muss die Basics kennen“, sagt er. „Aber wir bringen Studenten mit Maschinen und Automatisierung auf höherem Niveau auf den Weg zum Aufstieg.“

Zu diesem Zweck bringt das El Camino College Studenten bei, wie sie sich mit Cobots und Robotik vertraut machen können, die „Pick-and-Pull“-Aufgaben ausführen, und wie sie die dahinter stehende Programmierung und Verfahrenstechnik verwalten. Und die Hersteller fordern diese Fähigkeiten von Auszubildenden und Neueinstellungen, sagt Anaya. El Camino nimmt zusammen mit Northrop Grumman und vielen anderen Luft- und Raumfahrtunternehmen in Südkalifornien am Aero-Flex-Vorausbildungsprogramm teil.

„Nach einiger Erfahrung kann ein Bediener beginnen, die Maschine anders zu hören“, sagt Vanstrom. „Sie bemerken allmählich, dass eine Maschine nicht richtig klingt, wenn sich Werkzeuge abnutzen oder ob der pH-Wert im Kühlmittelprozentsatz abweicht … Diese Dinge helfen dem Bediener zu verstehen, wie er das Beste aus der Arbeit seiner Maschine herausholen kann.“

Grundsätzlich möchten diese Programme sicherstellen, dass ihre Schüler verstehen, wie man gute Chips herstellt, wie man Werkzeuge haltbar macht und wie man gute Oberflächengüten erreicht und erkennt.

Machen Fertigungsautomatisierung und Software die Dinge zu einfach?

Machen Fertigungssoftware und Automatisierung die Dinge zu einfach und auf Knopfdruck? Manchmal ist es möglich, aber es gibt ein Gleichgewicht zwischen der Nützlichkeit der Technologie und dem Overkill.

„Ja, aber das ist eine gute und positive Sache“, sagt Anaya. „Aber der Trugschluss dabei ist, dass Sie immer noch verstehen müssen, was Sie tun – und was hinter der Software vor sich geht.“

Produktivitätssoftware und andere Automatisierungslösungen sind nicht immer die richtige Lösung – wenn Sie nicht wissen, wie Sie sie genau auf Ihre genauen Geschäftsanforderungen anwenden können. Ein typisches Beispiel:Einer der Fertigungspartner des El Camino College, ein kleiner Luft- und Raumfahrthersteller in Gardena, Kalifornien, kaufte eine Software, die seinen Anforderungen nicht entsprach – und ging zurück, um die Dinge manuell zu erledigen. Nach der Zusammenarbeit mit El Camino fand das Unternehmen den richtigen Weg, die Software anzuwenden – und brachte sie schließlich zum Laufen. Aber es brauchte einiges Umdenken und Mühe, um die Prozesse richtig hinzubekommen.

„Software macht es besser, aber ich glaube nicht, dass es zu einfach ist“, sagt Kyle Lattenhauer, Leiter der Fertigungstechnik für zwei Abteilungen von Young &Franklin und Tactair in Liverpool, New York. Diese beiden Geschäftsbereiche stellen Fluidsteuerungsteile für die Segmente Energieerzeugung und Luft- und Raumfahrt her. Lattenhauer hat über 25 Jahre Erfahrung in der Herstellung.

„Software ist die notwendige Verbindung“, sagt er. „Aber ich kann Ihnen sagen, dass es Leute in diesem Geschäft gibt, die mir nicht zustimmen werden … einige Leute, die die Dinge hier seit 20 Jahren auf die gleiche Weise machen und nicht verstehen, dass Software [und Automatisierung] sie nicht ersetzen.“

Warum also verwenden? Der Einsatz von Software und Automatisierungsverfahren ist effizienter. Sie können komplexere Funktionen viel einfacher und vernünftiger ausführen, erklärt er.

„Man hat viel mehr Freiheit, wenn man die Maschine versteht, um Einzelanfertigungen akkurat zu machen“, sagt Lattenhauer. „Früher hat es Wochen gedauert, ein Teil herzustellen … Es gab einfach so viele Setups – besonders in der Luft- und Raumfahrt, wo es so viel Bildhauerei und so viel Mischung gibt.“

Außerdem gibt es heute einige Teile, die Sie ohne eine CNC-Maschine einfach nicht herstellen können. Es gibt Radien, an die man einfach nicht herankommt, sagt er.

Wie sind Ihre Erfahrungen mit manueller und automatisierter Bearbeitung? Teilen Sie es mit Ihren Kollegen.