Dari Fondasi hingga Inovasi: Masa Lalu, Kini, dan Masa Depan Manufaktur
Kita sering memikirkan manufaktur dalam hal tren dan teknologi terbaru. Namun, kita harus mengingat bahwa manufaktur dibangun di atas lapisan demi lapisan perkembangan dan pencapaian sebelumnya yang telah memperluas pengetahuan kita tentang proses manufaktur. Mereka yang menggunakan teknologi manufaktur saat ini mungkin tidak menyadarinya, tetapi alat yang mereka gunakan dibuat mungkin oleh generasi pengembang teknologi yang telah hadir sebelum mereka.
Dengan itu dalam pikiran, saya telah memikirkan beberapa hal yang telah saya temui selama karir panjang saya di manufaktur. Luar biasa sejauh mana kita telah maju dalam manufaktur selama 40 tahun terakhir. Solusi manufaktur saat ini tidak ada beberapa tahun lalu, jadi pendekatan kita untuk memecahkan masalah sangat berbeda saat itu. Saat melalui beberapa hal yang telah saya janjikan untuk mengurangi atau menghilangkan di kolam saya, saya menemukan sebuah bagian stainless steel yang mengingatkan saya pada pengalaman penting yang saya alami beberapa tahun yang lalu.
Pada awal 1980-an, penggunaan komputer kecil di bengkel mesin baru saja dimulai. Saya bertekad untuk bergabung dengan mereka yang menerapkan komputer ke dalam proses manufaktur. Ini sebelum komputer pribadi IBM tersedia; saya meyakinkan istri saya bahwa jika saya bisa membeli komputer Apple ll+, saya bisa menghasilkan uang dengan membuat program NC untuk pemilik bengkel mesin kecil di daerah saya.
Setelah mendapatkan komputer Apple, saya tidak tahu bagaimana saya akan membuat prediksi saya bekerja. Di masa itu, semua komputer kecil digunakan terutama untuk game dan akuntansi. Hampir tidak ada program komputer untuk manufaktur. Kemudian, pada Agustus 1982, saya diberi tugas untuk menulis program NC untuk Illinois Institute of Technology Research di Chicago.
Program ini akan menjadi bagian dari demonstrasi sel kerja untuk eksekutif di GM, Ford dan Chrysler. Rencanya adalah untuk membuat sel tersebut dan kemudian menggoda eksekutif untuk menyaksikan operasinya setelah mereka menghadiri IMTS 1982, juga di Chicago. Saya akan menulis empat program untuk memproduksi klep, termasuk batang dan kepala setiap satu.
Sel terdiri dari mesin CNC lathe, stasiun pemanasan induksi, stasiun inspeksi (go/no go), robot lantai, dan stasiun pembersihan. Sampai titik ini, saya belum pernah menggunakan komputer saya untuk menulis program apa pun, termasuk program NC manual. Saya juga tidak tahu bagaimana saya akan mengirimkan program yang selesai selain dengan menggunakan cetakan, dan saya tidak memiliki printer—yang pada saat itu adalah barang yang sangat mahal (saya dapat menambahkan satu enam bulan kemudian setelah menabung). Saya, namun, memiliki dua drive disket 5¼ inci pada sistem saya sehingga saya dapat menyimpan apa yang saya tulis.
Proyek ini dipimpin oleh Dr. Keith McKee yang sudah meninggal dan beberapa rekan kerjanya. Saya harus mengakui bahwa mereka jauh lebih canggih dalam penggunaan komputer Apple dari pada saya. Mereka telah merakit komputer Apple seperti saya tetapi dengan beberapa tambahan pada papan belakang pada motherboard. Mereka membuat saklar pada kartu yang mereka pasang di papan belakang, dan dapat mengontrol saklar mati-hidup pada semua mesin di sel. Juga, karena komputer mereka seperti milik saya, saya dapat mengirimkan disket untuk bagian saya dari kontrak.
Pada titik itu, saya pikir semua masalah saya telah terselesaikan. Saya tidak tahu apa yang akan datang. Saat itu, saya telah menghabiskan beberapa tahun di manufaktur tapi baru mulai menulis program NC dan hanya pada satu jenis mesin, lathe Cincinnati Cinturn. Itu tidak mirip sama sekali dengan mesin yang mereka inginkan saya program—lathe Takasawa yang sudah banyak digunakan dengan kontrol FANUC lama. Kontrol FANUC memenuhi area sebanyak mesin itu. Itu sangat jauh dari kontrol modern yang biasanya tinggal di dalam pendant mesin. Meskipun kontrol itu besar, saya masih hanya dapat melihat satu blok informasi pada satu waktu. Anda dapat membayangkan betapa lama dan melelahkannya untuk memecahkan masalah program pada mesin ini. Ini baru permulaan dari masalah pemrograman saya.
Saya dengan cepat belajar bahwa tidak ada kode G yang dapat saya keluarkan yang akan menciptakan kurva parabola. Awalnya, saya pikir saya bisa merangkai sejumlah interpolasi lingkaran yang akan cukup. Tidak berhasil. Apa yang saya temukan adalah bahwa kontrol FANUC lama ini tidak akan membiarkan saya mengeluarkan interpolasi lingkaran berturut-turut. Namun, saya mampu menyelesaikan tiga program pertama setelah banyak koreksi. Hidung bagian-bagian ini memiliki kurva sederhana dan merespons perintah kode G.
Ini adalah bagian keempat yang memberi kita sakit kepala besar. Kurvatur kepala pada bagian ini mirip dengan parabola. Pendekatan saya adalah untuk melakukan beberapa aproksimasi kecil untuk kurva parabola. Mungkin saya bisa melakukan posisi di sekitar kurva pada interval 0,001 inci (0,0254 mm) yang akan mengikuti kurvatur dengan dekat. Oh, betapa saya merindukan perangkat lunak yang bisa melakukan perhitungan ini untuk saya.
Pada saat itu, ada program perangkat lunak untuk komputer Apple yang disebut VisiCalc. Namun, itu adalah program spreadsheet yang digunakan terutama untuk akuntansi dan adalah pendahulu dari Lotus 123 dan Microsoft Excel.
Kami kehabisan waktu untuk menyelesaikan proyek, dan saya masih belum dapat menghasilkan program yang dapat digunakan untuk klep dengan hidung parabola. Kontrol FANUC lama akan menjadi gila saat menemukan busur kode G. Dengan keputusasaan, saya beralih ke perangkat lunak VisiCalc untuk memecahkan masalah saya. Menggunakan rumus untuk parabola ini, saya dapat memuatnya dalam satu sel dan mereplikasi posisi X dan Z. Ini memecahkan masalah saya, dan kami menyelesaikan proyek tepat waktu.
Saya bertanya-tanya apakah perangkat lunak CAM saat ini dapat memecahkan masalah saya dari beberapa tahun yang lalu. Saya menemukan bahwa perangkat lunak Geopath memiliki ketentuan untuk bentuk—dan salah satunya adalah parabola. Saya kembali ke cetak biru yang berusia hampir 40 tahun, memasukkan titik fokus dan panjang ke dalam perangkat lunak dan voilà! Ini mengembalikan bentuk yang sama persis pada cetak biru. Saya memuat bentuk ini ke dalam Mastercam dan membuat program segera.
Mengalami ulang pengalaman saya dari waktu yang lalu mengingatkan saya pada seberapa banyak kemajuan yang telah kita capai sejak saat itu. Apa yang memakan waktu hari-hari bagi saya untuk dilakukan saat itu sekarang memakan waktu menit.
Selama karir manufaktur saya saya telah menempati banyak posisi, termasuk tukang mesin, supervisor NC, kepala departemen, dan manajer operasi. Pekerjaan saya saat ini adalah sebagai profesor tenure di teknologi manufaktur di Richard J. Daley College di Chicago, tempat kami membuka pusat teknologi manufaktur baru seharga $35 juta tepat sebelum pandemi. Pusat ini dipenuhi dengan peralatan dan laboratorium pemesinan, pengelasan, dan manufaktur modern. Di sini, saya membantu mahasiswa muda saya belajar pada peralatan yang hampir tidak dapat diimpikan 40 tahun yang lalu.
Tetapi peralatan itu—dan keterampilan baru mahasiswa kami—dibangun pada jutaan proyek pengembangan yang tidak terhitung jumlahnya seperti yang menghasilkan klep parabola saya. Teknologi manufaktur memiliki sejarah yang kaya di negara ini, yang dapat kita semua banggakan.
