Tuotannon kehittäminen hitsausrobotisoidussa piensarjatuotannossa

Abstract

Hitsauksen automatisointi yleistyy voimakkaasti niin Suomessa kuin ulkomaillakin.Hitsaavassa teollisuudessa automatisoinnilla pyritään parantamaan hitsauksen tehokkuutta ja laatua. Automatisoituja hitsausjärjestelmiä tarkasteltaessa hitsausrobotti on sekä joustava että tuottava, sopien jopa piensarjatuotantoonkin.

Tutkintotyön kohteena oli Uwira Oy:n keskiraskaan konepajan hitsausrobottisolun tuotannon kehittäminen. Robottisolussa valmistetaan hitsaamalla piensarjoissa putkikomponentteja moottorivalmistajille. Työn tavoitteena oli kehittää vaihtoehtoja hitsausrobotin käyttöasteen tehostamiseksi todettuihin ongelmakohtiin sekä esittää robottijärjestelmän mahdollisuuksia. Näitä ovat muun muassa aina laatua parantavista järjestelmistä jopa miehittämättömään toimintaan ketterässä hitsausautomaatiossa.

Robottisolun toimintaa on pyritty tarkastelemaan kattavasti. Tämä sen takia, että on saatu hyvin laaja kuva toiminnan nykyhetkestä ja löydetty kehitystä vaativat kohteet, jotka pitävät käyttöasteen vaatimattomana. Robotin käyttöasteen parantamiseksi tärkeimpinä kohteina voidaan pitää robottisolun layoutia ja materiaalivirtaa. Näiden lisäksi työssä on esitetty hitsauskiinnittimien ja operaattorin toiminnan merkitys. Käyttöasteen tehostaminen koostuukin monen pienen parannuksen summasta, eikä tulokseksi ole vain yhtä ratkaisua.

Solun kehittäminen sellaiseksi, että robotin käyttöaste saadaan nostettua hyvälle tasolle, on tärkeää myös tulevaisuuden kannalta. Käyttöastetta parantava kehitystyö on nyt lähes välttämätöntä, mutta saavutettuaan toivotun toiminnantason se on yrityksen laatua ja tehokkuutta parantava kilpailuetu, luoden myös hyvän pohjan tulevaisuuden kehitystä varten.

Automatisation of welding is becoming more common both in Finland and abroad. In welding industry, level of automation is considered to increase both efficiency and quality of welding.

The target of this thesis was development of welding robot cell in Uwira Oy, which is a medium heavy engineering workshop. The company uses a welding robot cell for manufacturing welded pipe components in short-run production for engine manufacturers. The goal of thesis was to generate solutions to increase welding robots operating time ratio, and introduce solutions both for certain black spots and possibilities of robot systems. Those possibilities are among quality improving equipments and unmanned action in flexible manufacturing system.

The operation in a robot cell has been studied very extensively to obtain comprehensive information about the cells´ operation in the current situation is very wide, and many targets were found that needed developing. The most important aspects in improving robots´ operating time ratio were layout and material flow. Intensifying operating time ratio consists of many small improvements, there is no one big solution for it. Also the function of welding fixtures and action of robot operator were presented in this thesis.

As a result of this thesis was the cell´s ability to reach good operating time ratio level was obtained, which is important also for the future. Continuous development work now is almost essential, but when a good level of operation is reached, it will be the company’s competitive advantage both in quality and efficiency and will make also good basis for future development.