Yhteistoiminnallisen robotin integraatioprosessi valmistavassa teollisuudessa

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Oulun ammattikorkeakoulun konetekniikan Tuottavuutta joustavalla automaatiolla -hankkeeseen. Työssä määritettiin yhteistoiminnallisen robotin integraatioprosessin vaiheet valmistavassa teollisuudessa. Tavoitteena oli muodostaa monistettavissa oleva prosessikuvaus yksittäisen robottisolun suunnittelu- ja käyttöönottovaiheista. Lisäksi työn tavoitteena oli määrittää ohjeistavia dokumenttipohjia, joiden avulla voitaisiin pienentää projektin läpimenoaikaa ja selkeyttää projektikokonaisuutta.

Integraatioprosessin vaiheet määritettiin seuraamalla kymmentä hankkeessa suoritettua harjoitustyötä. Konetekniikan 3. vuosikurssin opiskelijoiden harjoitustyön aiheena oli suunnitella ja käyttöönottaa yhteistoiminnallinen robotti hankkeen yhteistyöyrityksien tuotantolaitoksissa. Harjoitustöitä tutkittiin seuraamalla ja ohjaamalla niiden etenemisen vaiheita ja dokumentointia. Harjoitustöiden seurannan lisäksi työn aikana kouluttauduttiin yhteistoiminnallisen robotin ohjelmoijaksi robotin maahantuojan avulla.

Tutkittujen harjoitustöiden avulla opinnäytetyössä muodostettu integraatioprosessi vaiheistettiin kohteen arviointi-, solun suunnittelu- sekä riskianalyysi ja käyttöönottovaiheeseen. Vaiheiden tunnistamisen jälkeen muodostettiin prosessikuvaus. Muodostetun prosessikuvauksen vaiheet jaettiin osaprosesseihin. Osaprosessit olivat kohteen arviointi kustannuksien ja kannattavuuden avulla, suunnittelun layout- ja mekaniikkasuunnittelu sekä toiminnan testaus. Suunnittelupainoisuuden seurauksena työssä muodostettiin suunnitteluvaiheen työnkulkukaavio. Lisäksi työssä esiteltiin riskianalyysin toteuttamisen prosessikuvaus.

Työn tuloksena saatiin integraation prosessikuvaus. Kuvauksen vaiheiden sisältö avattiin yksiselitteisesti siten, että robotisointiprojektin läpivieminen olisi sujuvaa. Ohjeistavia dokumenttipohjia muodostettiin helpottamaan kohteen vaativuustason ja kustannuksien arviointia sekä projektin resursointia ja kannattavuutta ajatellen. Lisäksi työssä esiteltiin käyttöönottovaiheen seurantalomake ja -taulukko, jonka avulla voidaan todeta robottisolun tuotannollinen toimivuus.

The purpose of this Bachelor’s thesis was to determine the integration process of a collaborative robot from designing and evaluation of the robot cell to implementation of the robot in the manufacturing production. The thesis was commissioned by Oulu University of Applied Sciences. The objective was to generate a process flowchart of the integration process and to create instructive documents for designing and implementation of the robot cell.

The steps for the integration process were determined by following ten project work tasks which were conducted by students of mechanical engineering at Oulu University of Applied Sciences. The subject of the project work tasks was to design and implement a collaborative robot in cooperation with industrial companies. Additionally, during the thesis a collaborative robot programming course was arranged by the importer of the robot.

The integration process phase was divided into four steps. The steps were evaluation of the robot cell, designing the robot cell, the risk assessment, and the implementation. With understanding of the integration steps, the process flowchart was generated. The process flowchart contained sub processes which were evaluation of the costs, layout and the mechanical design and the verification of the functionality.

The outcome of the thesis was an understandable process flowchart of the collaborative robot integration process. All of the process steps were defined precisely, so the understanding of the integration process is transparent and the project lead time can be reduced. In addition to the process flowchart, the thesis introduces instructive documents for the integration process. The documents show how to evaluate the robot target area and the costs of the implementation. Also, the verification of the functionality document was generated.