Joustava hitsausautomaatio piensarjatuotannossa

Kustannuspaineet, tuotteiden laatuvaatimukset ja lisääntyvässä määrin myös ammattitaitoisen työvoiman pula lisäävät robotisoinnin käyttötarvetta hitsauksessa. Tämä työ on tehty edellä mainituista lähtökohdista ja käsittelee robottihitsausjärjestelmän suunnitteluprojektia, joustavaa hitsausautomaatiota ja robotiikan soveltamista. Näkökohtana on Savonia-ammattikorkeakoulun sekä Pohjois-Savon alueen yritysten tutkimus-, kehitys- ja koulutustoiminnan tarpeet. Joustavuus on hitsausjärjestelmän päätavoite, jolla pyritään vastaamaan asiakasohjautuvan yksittäis- ja piensarjatuotannon haasteisiin. Ratkaisua yksittäis- ja piensarjatuotteiden kokonaistaloudelliseen hitsaukseen on haettu hitsausrobotin rinnalle lisätyllä apurobotilla, jonka päätehtävä on kappaleenkäsittely, mutta sitä voidaan käyttää myös mm. robotisoituun leikkauksen ja särmäykseen. Tavallisuudesta poikkeavaa järjestelmäratkaisua on perusteltu sillä, että ohjaus- ja ohjelmointitekniikan sekä kehittyneen anturoinnin myötä on robottien käytettävyys parantunut ja aiempaa haasteellisempien robottijärjestelmien toteuttaminen on tullut näin mahdolliseksi. Lisäksi virtuaalimallinnus, simulointi ja etäohjelmointi ovat työkaluja, joita voidaan käyttää mm. tuotannon laadun ja tehokkuuden parantamiseen. Työssä esitetty robottiaseman suunnittelu alkaa järjestelmän määrittelystä, vaatimuslistan laadinnasta sekä visioinnista ja päättyy kolmen järjestelmävaihtoehdon vertailuun. Esitetyillä järjestelmävaihtoehdoilla on haettu mahdollisuutta yhdistää yleensä erillisinä toteutettuja työvaiheita yhteiseen soluun. Tuotannon joustavuus on ollut tuotantokapasiteettia tärkeämpi laitteistokokoonpanon valintaperuste.

The Increasing need to use robotics in welding automation is the result of cost pressure, output requirements for quality and the increasing lack of a professionally skilled work force. This study deals with the planning project of the robot welding system, flexible welding automation and applying the robotics on the earlier mentioned basis. The viewpoints of in this study are the research and education needs in Savonia Polytechnic and the companies in northern Savo area. The main goal in the welding system is flexibility which meets the expectations of customer oriented one of a kind and small batch production. The solution to the economical welding one of a king and small batch production has searched for by adding beside a welding robot an assistant robot. Material handling is the main task of the assistant robot, but it can be used for instance cutting and edging. Argumentation of this unusual system solution is that the usability of the robots has been improved along with advanced sensors and the control and programming technique. Accomplishing challenging robot systems is become possible. The tools which can be used for instance improving quality and efficiency of production are virtual modelling, simulation and off-line programming. The planning of the robot station begins with system defining, making the requirements list, and visioning. It ends comparing three alternative systems. By the presented systems possibilities to connect work phases not usually carried out in the same cell have been searched. The flexibility of production has been more important than production capacity when selecting device compositions.