1 Varusteet ja menetelmät

1.1 Tietolähteet ja mittaamiskehys

Toiminnalliset tiedot kerättiin tehtaan vuorokohtaisten tietueiden (tammikuu–syyskuu 2025), koneen työkaludiagnostiikkalähtöjen ja automatisoidun tarkastuslokin perusteella. Toistettavuuden varmistamiseksi arvioinnissa käytettiin kiinteitä mittausikkunoita: 60 minuutin käyttöasteen näytteistystä, koko syklin konepitoaikaa ja mittavälineohjattuja mittoja. Ympäristöparametrit – lämpötila, jäähdytteen pitoisuus, poranterärasitus – kirjattiin ylläpitämään vakioituneita olosuhteita kaikkien mittausten ajan.

1.2 Laitteistoinventointi ja luokittelu

1.2.1 CNC-porausjärjestelmät

Laitoksessa on käytössä 3- ja 5-akselisia pystykaraisinta, joissa on korkean nopeuden poranterät, joiden kierrosluku vaihtelee 12 000–20 000 r/min. Jokaiseen yksikköön kuuluu integroidut tarkastusmoduulit, jotka mahdollistavat prosessin aikaisen mittaamisen. Työkalumagasinissa on 20–60 paikkaa, mikä mahdollistaa nopeat siirtymät monimutkaisten ominaisuuksien välillä.

1.2.2 CNC-kääntöalustat

Kääntöjärjestelmät sisältävät kaksiajoispyörät ja voimakärkikruunut, jotka on suunniteltu samanaikaiseen koneenpitoon. Sauvansyöttölaitteet tukevat jatkuvaa käsittelyä ruostumattomasta teräksestä, alumiinista ja titaanista valmistetulle materiaalille, jonka halkaisija on enintään 65 mm.

1.2.3 Apulaitteet ja tarkastuslaitteet

Apujärjestelmiin kuuluvat automaattiset palettivaihtimet, robottikuormauskäsivarret ja jäähdytynesteen kierrätyslaitteet. Mittatarkistukseen käytetään CMM-laitteita, korkearesoluutioisia optisia vertailulaitteita ja kannettavia nivelvarrelaitteita.

1.3 Työnkulun mallinnus ja toistettavuus

1.3.1 Prosessivirtakaaviointi

Prosessivaiheet – ohjelman lataus, kiinnityksen asennus, esikoneointi, puolivalmiskoneointi, viimeistely, kiilanpoisto ja tarkastus – kartoitettiin standardoidulla työnkulun kaaviolla. Jokainen vaihe aikaleimattiin ja kirjattiin digitaalisen MES-rajapinnan kautta varmistaaksemme toistettavuuden.

1.3.2 Kapasiteettisimulaatiomalli

Diskreettiaikainen simulointi mallinsi kärjen käytettävyyden, asennuskeston ja tarkastusvälit. Syötteenä käytettiin todellisia työkaluikätietoja ja varmistettuja koneen kierrosajoja. Malli on suunniteltu toistettavaksi käyttämällä samanlaisia aikaparametreja ja konetiloja.

2 Tulokset ja analyysi

2.1 Tuotantokapasiteetti

2.1.1 Työstökierroksen kesto

Tiedot osoittavat, että 5-akselisen työstön integrointi vähentää uudelleenasennusten määrää, mikä johtaa keskimäärin 18–23 %:n parannukseen kierroksen kestossa verrattuna aiempiin pelkästään 3-akselisiin työnkulkuun. Automaattinen tarkkaileva mittaaminen vähentää siirtymäkorjausaikoja noin 12 sekuntia per tarkastus.

2.1.2 Laitteiden käyttöaste

Mitattu kärjen käyttöaste kolmessa vuorossa saavuttaa 78–84 %, ylittäen yleiset teollisuuden vertailuarvot 6–8 prosenttiyksiköllä. Robottilatausjärjestelmät vakauttavat käyttöastetta pienissä erissä, joissa manuaalinen lataus aiheuttaa tavallisesti vaihtelua.

2.2 Mittatarkkuus ja johdonmukaisuus

Keskimääräinen mitallinen poikkeama pysyy ±0,008 mm:n sisällä 500:ssa tallennetussa komponentissa. Optinen tarkastustieto vahvistaa, että johdonmukainen työkalureitin optimointi vähentää pinnanlaadun hajontaa, erityisesti alumiinikoteloissa ja tarkkuusakseleissa.

2.3 Vertailuarvovertailu

Julkistetut koneenpiirtotutkimukset vuosilta 2019–2023 raportoivat keskimääräisten pienien sarjojen käyttöasteen olevan 65–76 %. Havaittu suoritusvuosi 2025 heijastaa synkronoidun aikataulusuunnittelun ja moniakselisen integraation vaikutusta, mikä vastaa äskettäisiä havaintoja digitalisoitujen tehdastoimintojen alueella.

3 Keskustelu

3.1 Sykliajan vähentämiseen vaikuttavat tekijät

Sykliajan lyhentyminen johtuu ensisijaisesti yhdistetyistä työkalureiteistä, vähemmistä manuaalisista säädöistä ja nopeammasta prosessinsisäisestä tarkastuksesta. Parantuneet kärkikiihtyvyysprofiilit edistävät myös kokonaisuudistumista.

3.2 Rajoitukset

Kapasiteetin tuloksiin vaikuttaa tehtaan erityinen tuoteseos, joka koostuu pääasiassa keskivaikeista alumiini- ja ruostumattomasta teräksisistä osista. Tulokset voivat vaihdella raskaiden leikkaustilanteiden tai pidemmän jäähdytysnesteasennuksen vaativien materiaalien kohdalla.

3.3 Käytännön seuraukset

Jatkuvan hyödyntämisen ja vakion mitallisten suorituskykyjen perusteella moniakselijärjestelmät yhdistettynä robottikäsittelyyn voivat tukea sekä korkean tarkkuuden että monipuolisen tuotannon tarpeita. Työnkulun tiedot voivat ohjata tulevia päätöksiä kiinnitysten standardoinnista ja automatisoidun tarkastuksen integroinnista.

4 Johtopäätös

Vuoden 2025 toiminnallinen arviointi osoittaa, että koordinoidut laitteistopäivitykset ja digitaalisen työnkulkukartoituksen käyttö parantavat merkittävästi koneistuksen johdonmukaisuutta ja tehtaan tason tuottavuutta. Sykliaikojen lyhentäminen, parantunut hyödyntäminen ja vakaat mitalliset tulokset osoittavat integroitujen moniakselijärjestelmien arvon. Tulevassa työssä voidaan tutkia lisäautomaatiota hiomisessa ja lopputarkastuksessa läpimenon kasvattamiseksi huippukuormitusaikoina.