Telanhitsauskoneen suunnittelu

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin Power Tech Group Oy:lle pyörityslaite telojen hitsausta varten. Idea pyörityslaitteen rakentamiseen tuli tuotannon työntekijän aloitteesta.

Power Tech Group Oy on kotkalainen, vuonna 1983 perustettu tilauskonepajayritys. Yrityksen palveluihin kuuluvat vaativat koneistus-, levytyö- ja kokoonpanotehtävät. Yrityksellä on toimintaa kolmella paikkakunnalla neljässä eri toimipisteessä.

Tavoitteena oli tehostaa telojen hitsausprosessia, vähentää telojen valmistukseen tarvittavien työvaiheiden määrää ja näin ollen lyhentää telatilausten läpimenoaikoja.

Tela koostuu useimmiten kolmesta eri osasta: S355 ainesputkesta sekä kahdesta haponkestävästä päätyosasta. Osat liitetään toisiinsa hitsaamalla. Teloja on kymmeniä erilaisia, joten pyörityslaitteen suunnittelun kannalta oli tärkeää miettiä rakenne sellaiseksi, että yhdellä laitteella pystytään hitsaamaan erilaisia teloja ja muita pyörähdyskappaleita mahdollisimman monipuolisesti.

Tämänhetkisellä menetelmällä telojen hitsauksessa on muodostunut ongelmaksi se, että osat vaativat tarkan esikoneistuksen ennen hitsausta sekä useita eri koneistustyövaiheita hitsausvaiheen jälkeen. Tämä puolestaan pitkittää telojen läpimenoaikaa tuotannossa. Uusi laite mahdollistaa osan telamalleista hitsaamisen jopa täysin ilman esikoneistusta.

Suunnittelutyö alkoi reunaehtojen määrittämisellä sekä ostokomponenttien valinnalla. Mallinnus ja valmistuspiirustukset tehtiin SolidWorks 2017 -suunnitteluohjelmistolla.

Laite otetaan käyttöön elokuussa 2019, joten raportin kirjoitushetkellä ei ole todellista näyttöä siitä, päästiinkö tuloksiin. On kuitenkin erittäin todennäköistä, että laitteella saadaan parannettua telojen tuotantoprosessia.

The purpose of this thesis was to design a rotary positioner machine for roller welding at Power Tech Group Oy. The idea for making this kind of rotary machine came from an initiative of a production worker.

Power Tech Group Oy is a company headquartered in Kotka, Finland. The company specializes in demanding machining, welding and assembly services. Power Tech Group Oy was founded in 1983 and has four factories in three different cities.

The goal was to make the roller welding process more efficient and to reduce the overall number of work phases required to produce the rollers, thus shortening the turnaround time of the rollers.

A roller typically consists of three parts: a hollow structural steel middle section and stainless steel end parts. The parts are welded together. However, there are several different types of different variations in the rollers, so it was important to design the structure so that the machine can be used to weld as many kinds of rollers and other rotating pieces as possible

The problem in the current production method is that the parts need a very precise pre-machining before the welding phase and multiple machining phases after the welding. This makes the turnaround time of the rollers longer. In the best case scenario the new machine could even render the pre-machining phase useless, at least with some of the roller types.

The design work began by determining the boundary conditions and selecting the store bought components. Modeling and manufacturing drawings were made with SolidWorks 2017 design software.

Roll production with the new machine starts in August 2019, therefore there’s no real reference to if the financial goals were met. However it is very likely that the machine will affect the production in a positive way.