ROBOTTIHITSAUKSEN KÄYTTÖÖNOTON EDELLYTYKSET ASIAKASOHJAUTUVASSA YKSITTÄIS- JA PIENSARJATUOTANNOSSA

Diplomityö koostuu teoria- ja tutkimusosasta. Teoriaosassa on käsitelty robottihitsaus-järjestelmän hankinnan edellytyksiä asiakasohjautuvan yksittäis- ja piensarjatuotannon lähtökohdista. Tarkastelun osa-alueita ovat asiakasohjautuva tuotanto, robottihitsaus yksittäis- ja piensarjatuotannossa, robottien ohjelmointimenetelmät, robottihitsauksen laatu ja laadunvarmistus, tehokkuus, tuottavuus, kannattavuus, robottihitsattavan tuotteen ja robottihitsausjärjestelmän suunnittelu, robottihitsausaseman turvallisuus sekä robotti-järjestelmän toteutus ja käyttöönotto. Teoriaosa on koottu siten, että sitä voidaan käyttää myös oppimateriaalina. Siinä esitetään myös sovellusesimerkki Imatran ammattikoululla toteutetusta robottihitsausaseman turvallisuusrakenneratkaisusta, jonka on suunnitellut ja toteuttanut diplomityön laatija. Diplomityön tutkimusosassa selvitetään kyselytutkimuksen avulla robottihitsauksen käyt-töönoton edellytyksiä asiakasohjautuvassa yksittäis- ja piensarjatuotannossa eteläkarjalai-sissa konepaja- ja metallialan yrityksissä. Tutkimukseen mukaan valituille 25 yritykselle ja yrityksistä valituille vastuuhenkilöille lähetettiin kirjallinen kyselytutkimus, johon vastaus saatiin 17 yritykseltä. Diplomityön tavoitteena oli selvittää robottihitsauksen käyttöönoton edellytyksiä. Tutkimuksella haettiin tietoja myös muusta yritysten suunnittelemasta hitsaus-tuotannon kehittämisestä kuten mekanisoinnista ja sen nykytilasta sekä muista mahdollisista hitsaukseen liittyvistä hankkeista. Tutkimustulosten perusteella on todettavissa, että Etelä-Karjalassa toimivista asiakas-ohjautuvista yksittäis- ja piensarjatuotantoa harjoittavista konepaja- ja metallialan yri-tyksistä löytyy yrityksiä, jotka ovat kiinnostuneita robottihitsausjärjestelmän hankinnasta, mutta saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että edellytyksiä siihen ei vielä näyttäisi olevan. Syiksi robottihitsausjärjestelmän hankinnan edellytysten puuttumiseen voidaan mainita muun muassa sopimaton tuoterakenne, liian yksilölliset tuotteet ja pienet sarjat, joilla ei ole toistuvuutta. Lisäksi yritykset toimivat pelkästään alihankintayrityksinä eikä niillä ole omaa tuotetta. Robottihitsausjärjestelmän hankinta voisi olla mahdollista niissä yrityksissä, jotka ovat verkottuneet, toimivat vakaavaraisesti ja joiden viennistä osa suuntautuu välillisesti tai välittömästi ulkomaille. Yhteistyöverkkojen voidaan olettaa parantavan robottihitsaus-järjestelmän hankinnan mahdollisuuksia. Tällöin kustannuksia voidaan jakaa usealle eri yritykselle ja siten voidaan tehostaa myös järjestelmän käyttöastetta sekä hankkia uusia asiakkaita. Kaksi yrityksistä on harkinnut joko oman tai leasing-robottihitsausjärjestelmän hankintaa. Ongelmina robottihitsausjärjestelmän yhteishankinnalle pidettiin esim. kenen tiloihin järjestelmä hankitaan, kuka huolehtii kunnossapidosta, miten palkat maksetaan työntekijöille ja miten käytössä oleva työaika jaetaan eri yrityksille. Diplomityön johtopäätökset ja suositukset osassa esitetään muutamia jatkotoimenpide-ehdotuksia siitä, kuinka tiettyjen yritysten osalta voitaisiin robottihitsauksen käyttöönottoa edistää. Tutkimuksen tuloksena saatua tietoa hyödynnetään muun muassa Lappeenrannan teknillisen yliopiston tutkimus- ja koulutushankkeissa sekä toisen asteen kone- ja metallitekniikan koulutuksen suunnittelussa ja toteutuksessa.

The thesis is made up of theory and research. The theory section deals with the conditions for the introduction of a robot welding system basedon single piece and small series customer-oriented manufacturing methods. The fields of the study are customer-oriented manufacturing, robot welding in single piece and small series production, the programming systems of robots, the quality and quality control of robot welding, efficiency, productivity, affordability, the design of the product and the plan of the system of robot welding, the safety of the robot welding station as well as the construction and introduction of the system of robots. The theory section has been compiled in the way that it can also be used as teaching material. There is an example of practical application of the security solution on the robot welding station carried out in Imatra Vocational Institute, which was designed and realized by the author of the thesis. In the research section conditions for the introduction of robot welding in single piece and small series customer-oriented production are dealt with through a survey conducted in South Carelian engineering shops and metallurgical enterprises. 25 enterprises included in the study and 25 persons responsible for them were presented with a written questionnaire, which was answered by 17 enterprises. The aim of the thesis is to clarify the conditions for the introduction of robot welding. The study was also aimed at acquiring information on further development of the welding production designed by the enterprises such as the mechanisation as it is to date and further projects associated with welding. On the basis of the results of the study there is evidence about the fact that South Carelian engineering shops and metallurgical enterprises which practise single piece and small series manufacturing include enterprises which are interested in providing themselves with a robot welding system, but the results of the survey bear evidence to the fact that the conditions for that don't exist as yet. The reasons for the lack of conditions for the acquisition of the robot welding system can among other things be attributed to the inappropriate production structure, too original products and too small series, which had no recurrence. Furthermore, the enterprises were acting only as subcontractors without having a product of their own. The acquisition of a robot welding system could be feasible in enterprises which are networked, having financial stability and part of whose exportation is directed abroad indirectly or directly. Cooperation nets can be expected to improve the conditions for the acquisition of a robot welding system. In this way costs can be shared by several different enterprises and the efficiency of the system can be improved to attract customers. Two enterprises have considered purchasing a robot welding system of their own or a leased one. Problems with the joint acquisition of a robot welding system included for example the questions in which premises the system will be placed, by whom it will be maintained, how the workers will be paid, how the various enterprises will share the available working time. The conclusions and recommendations section presents some further measures how the introduction of robot welding could be promoted in certain enterprises. The information obtained as a result of the study will profit for example the projects of Lappeenranta University of Technology and the planning and implementation of the engineering and metallurgical education in the vocational institute.