Alumiiniveneen rungon modulointi robottihitsauksen tehostamiseksi

Alumiiniveneiden valmistuksessa hitsauksen automatisointiaste on hyvin matala. Kilpailukyvyn säilyttämiseksi on tärkeää saada automatisointiastetta nostettua ja tätä kautta hitsauskustannuksia alennettua. Automatisoinnin esteenä ei ole teknologian puute, vaan ongelmana on alumiiniveneiden rakenteen huono soveltuvuus automatisoituun tuotantoon. Rakenteen kehittäminen modulaariseksi on yksi mahdollisuus tehostaa robottihitsausta venerunkojen valmistuksessa. Tässä diplomityössä tutkittiin modulaarisuutta, modulointiin johtavia tekijöitä sekä modulaarisuudella mahdollisesti saavutettavia etuja valmistavassa teollisuudessa ja erityisesti robottihitsauksessa. Lisäksi käsiteltiin modulointiin läheisesti liittyvää valmistus- ja kokoonpanoystävällistä suunnittelua. Työssä tehtiin modulointiesimerkki huviveneen rungon robottihitsauksen tehostamiseksi. Veneen runko ja siihen suunniteltu jäykisterakennemoduuli mallinnettiin käyttäen SolidWorks-ohjelmistoa sekä Delmia V5-ohjelmistoon sisällytettyä Catia V5-suunnitteluympäristöä. Suunnitellun modulaarisen rakenteen hitsattavuutta ja hitsaukseen kuluvaa aikaa simuloitiin Delmia V5-ohjelmistolla. Modulaarisen rakenteen avulla robottihitsattavuutta on mahdollista tehostaa erityisesti rungon sisäisen jäykisterakenteen osalta. Kun tuotteesta on suurempi osa hitsattavissa robotin avulla, on myös robotisointi-investoinnit kannattavampia. Modulaarisuuden avulla voidaan päästä myös pienillä tuotantomäärillä sarjatuotannon etuihin, kun samaa moduulia voidaan käyttää vähäisillä muutoksilla useammassa eri venemallissa.

The level of welding automation is very low in aluminium boatbuilding. To maintain competitiveness it is important to raise the level of welding automation and thereby reduce the costs of welding. The lack of technology is not an obstacle for automation, but the problem is that the structure of the aluminium boat is not suitable for automation. One possible solution to improve robotic welding in aluminium boatbuilding is to modularize the hull structure. In this Master’s thesis modularity, reasons for modularization and the potential benefits of the modularity for manufacturing industry and especially for robotic welding were studied. Also design for manufacture and assembly was dealt with, because it is closely related to modularization. An example of boat hull modularization to enhance robotic welding was made. Boat hull and the designed stiffening structure module were modelled by using Solidworks software and Catia V5 design environment which were included in Delmia V5 software. Weldability and welding time of the designed modular structure were simulated by using Delmia V5 software. By using modular structure it is possible to enhance robotic welding especially in welding of the internal stiffening structure of the hull. The more it is possible to weld with robot, the more profitable the investment for robotic welding will be. By using modularity it is possible to achieve the benefits of mass production with lower outputs, when the same module can be used in several boat models.