Pesukammion hitsauksen robotisointi
Vuokare, Seppo (2018)
Vuokare, Seppo
Savonia-ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121221147
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121221147
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia ruostumattomasta teräksestä tehdyn pesukammion hitsaamisen robotisointia Froniuksen CMT-virtalähteellä. Ongelmaa tutkitaan materiaalin hitsattavuuden, robotin ohjelmoitavuuden ja investoinnin hinnan kannalta. Työssä tutkittiin ensin CMT-hitsauksen soveltuvuutta ruostumattoman ohutlevyteräksen hitsaukseen.
Työ aloitettiin tutkimalla CMT-prosessin soveltuvuutta kammiossa käytettävään materiaaliin samalla kun tutustuttiin CMT:n säädettäviin arvoihin ja niiden merkitykseen. Testien edistyessä siirryttiin tutkimaan pesukammioiden hitsattavuutta enemmän tuotantoa vastaavassa tilanteessa. Testien päätyttyä tehtiin kustannusarvio hitsauksen robotisoinnista ja verrattiin sitä nykyisen käsinhitsauksen kustannuksiin.
Työn tuloksena selvisi, että CMT ei sovellu tämän tuotteen hitsauksen automatisointiin. Menetelmätesteissä ei saatu aikaan hitsin juuren laatua, joka kilpailisi TIG-hitsauksen kanssa. Kammion runkojen testeissä CMT osoittautui myös alttiiksi hitsausvirheille kohdatessaan sovitusvirheitä. Uuden sukupolven CMT-virtalähteissä on kuitenkin ominaisuuksia kuten Cycle Step, joka voisi mahdollistaa CMT:n käytön tällaisessa käyttökohteessa. Robotti oli helppo ohjelmoida hitsaamaan kammion hitsit eikä sen ulottuvuudessa ollut ongelmaa. Robotisointi päätettiin tehdä TIG-robotilla, jonka hankkimisesta tehtiin kustannusarvio. Kustannusarviota varten saatiin kaksi tarjousta robottisolusta ja laskettiin robotisoinnin kannattavuutta vertaamalla sitä nykyiseen käsinhitsaukseen. Yhden pesukammion hitsauksen juoksevat kustannukset olivat robotilla pienemmät mutta korkeiden hankintakustannusten vuoksi robottisolulla pitäisi hitsata vähintään kolmea eri tuotetta, että siitä saataisiin kannattavaa kolmen vuoden sisällä.
Työ aloitettiin tutkimalla CMT-prosessin soveltuvuutta kammiossa käytettävään materiaaliin samalla kun tutustuttiin CMT:n säädettäviin arvoihin ja niiden merkitykseen. Testien edistyessä siirryttiin tutkimaan pesukammioiden hitsattavuutta enemmän tuotantoa vastaavassa tilanteessa. Testien päätyttyä tehtiin kustannusarvio hitsauksen robotisoinnista ja verrattiin sitä nykyisen käsinhitsauksen kustannuksiin.
Työn tuloksena selvisi, että CMT ei sovellu tämän tuotteen hitsauksen automatisointiin. Menetelmätesteissä ei saatu aikaan hitsin juuren laatua, joka kilpailisi TIG-hitsauksen kanssa. Kammion runkojen testeissä CMT osoittautui myös alttiiksi hitsausvirheille kohdatessaan sovitusvirheitä. Uuden sukupolven CMT-virtalähteissä on kuitenkin ominaisuuksia kuten Cycle Step, joka voisi mahdollistaa CMT:n käytön tällaisessa käyttökohteessa. Robotti oli helppo ohjelmoida hitsaamaan kammion hitsit eikä sen ulottuvuudessa ollut ongelmaa. Robotisointi päätettiin tehdä TIG-robotilla, jonka hankkimisesta tehtiin kustannusarvio. Kustannusarviota varten saatiin kaksi tarjousta robottisolusta ja laskettiin robotisoinnin kannattavuutta vertaamalla sitä nykyiseen käsinhitsaukseen. Yhden pesukammion hitsauksen juoksevat kustannukset olivat robotilla pienemmät mutta korkeiden hankintakustannusten vuoksi robottisolulla pitäisi hitsata vähintään kolmea eri tuotetta, että siitä saataisiin kannattavaa kolmen vuoden sisällä.