Putkimaisten kappaleiden hitsausautomaatioratkaisun kehittäminen

Putkipalkkiliitosten käyttäminen offshore-teollisuuden rakennusten tukirakenteissa on erittäin yleistä. Liitosten valmistaminen on hankalaa ja hidasta. Hyvin usein tukirakenteiden putkipalkkiliitokset joudutaan hitsaamaan manuaalisesti tukirakenteen suuren koon vuoksi. Tukirakenteen uudella valmistustavalla, jossa rakenne kootaan pienemmistä osista, voidaan putkipalkkiliitosten valmistaminen ja hitsaaminen automatisoida. Robottihitsausasema sekä sen käyttöliittymä ja ohjelmisto todettiin toimivaksi ratkaisuksi putkipalkkiliitosten hitsaamiseen. Automaatiosuunnitteluun liittyy monia eri vaiheita, joiden huolellinen läpikäynti takaa todenmukaisemman konseptiratkaisun. Konseptiratkaisu kehittyy samalla, kun laitteistoja ja layoutia muokataan valmiimmiksi. Automaatiosuunnittelun aikana pyritään löytämään oikea taso automaatiolle. Valittu automaation taso vaikuttaa tuotannon tuottavuuteen, läpimenoaikaan ja joustavuuteen. Automaation määrällä vaikutetaan myös ihmisen tekemän työn määrään ja työnkuvaan. Tässä diplomityössä kehitettiin Pemamek Oy:lle hitsausautomaatioratkaisuja putkimaisille kappaleille. Putkiston osia valmistavan tehtaan hitsaus- ja tuotantoautomaation konseptiratkaisua tarkasteltiin esimerkkitapauksen muodossa, jolla kuvattiin, kuinka automaatiojärjestelmä voidaan suunnitella konseptitasolle. Toinen hitsausautomaatioratkaisu, joka tässä työssä kehitettiin, on robottihitsausasema käyttöliittymineen putkipalkkiliitoksen hitsaamiseen.

Using of tubular beam joint is very common in supporting framework of offshore structures. Manufacturing of the tubular beam joint is difficult and time-consuming. Very often the tubular beam joints have to be welded manually because of the large size of the supporting framework. With a new manufacturing process, where the supporting framework is assembled in smaller elements, welding and manufacturing of tubular beam joints can be automated. The developed robot welding station with user interface proved to be a working solution for welding of tubular beam joints. There are many phases in automation design that need to be thoroughly studied in order to achieve more realistic concept solution. The concept solution develops as the machines, devices and layout are processed further. A right level of automation is sought during the automation design. The right level of automation affects productivity, delivery cycle and flexibility. The level of automation also affects to nature and amount of work tasks performed by human. The aim of this thesis was to develop welding automation solutions for tubular products for Pemamek Oy Ltd. An example case was created to demonstrate how a concept level automation solution can be designed for a factory producing parts of piping. The concept level automation solution consists of welding and production automation machines and devices. The second welding automation solution developed in this thesis, is a robotic welding station with user interface for welding of tubular beam joints.