Mikrotehtaan osiensyöttöjärjestelmän kehittäminen

Abstract

Työn tarkoituksena oli kehittää osiensyöttöjärjestelmä puhelinten kokoonpanoon suun-niteltuun desktop-tehtaaseen. Työn toinen tarkoitus oli luoda toimintakuvaus kyseisen osiensyöttöjärjestelmän toiminnasta.

Projektin haasteita olivat desktop-tehtaan mahdollisimman pieni koko ja järjestelmän universaalisuus. Vaikka kokoonpantavat osat olivat usean senttimetrin kokoisia, toimi-laitteita suunniteltaessa käytettiin millimetrejä sekä millimetrin kymmenyksiä. Tämä vaikeutti suunnittelua, laakereiden ja muiden kaupallisten tuotteiden etsintää sekä itse laitteiden kokoonpanoa.

Tuotekehityksen kannalta tuotantolinjaston olisi selvittävä mahdollisimman pienillä muutoksilla kappaleen vaihtuessa. Projektissa pyrittiin ottamaan huomioon jokaisen toimilaitteen mahdollisuudet tuotteen vaihtuessa. Konenäön avulla tuotteet voidaan ha-vaita helposti eikä osan tarvitse olla täsmälleen samassa kohdassa kuten perinteisessä kokoonpanojärjestelmässä.

Toteutettu osien syöttö on kolmivaiheinen. Ensimmäisessä vaiheessa osat tuodaan jär-jestelmään palettisiirtimellä. Jokainen osa tuodaan omalla paletillaan. Siirrin kuljettaa palettia niin, että paletilla olevat osat voidaan poimia. Toisessa vaiheessa osat nostetaan paletilta nostimen avulla, joka siirtää osan alemmalta paletilta sen yläpuolella sijaitsevalle liukuhihnalle. Kolmannessa vaiheessa hihnakuljetin siirtää osan syöttöjärjestelmästä kokoonpanosoluun.

Opinnäytetyöhön kuului toimilaitteiden mekaaninen suunnittelu, mallinnus ja toiminta-kuvaus. Mallinnettavat kappaleet pyrittiin rakentamaan mahdollisimman loogisesti, jotta niitä on helppo jälkeenpäin muokata ja käyttää samoja pohjia. Työ aloitettiin ideoimalla tehtaan layout–malli. Layoutin ollessa selvillä suunniteltiin yksittäiset laitteet. Laitteiden 3D-malleista tehtiin työkuvat ja tarvittavat osat tilattiin. Lopuksi osat kokoonpantiin ja tehtiin niiden ohjaamiseen tarvittava ohjelmisto. Valmiit yksittäiset laitteet koottiin tehtaaksi.

Valmistetut tehtaan osat toimivat odotusten mukaisesti. Osiensyöttöjärjestelmä kehitet-tiin puhelimen osille, mutta sama järjestelmä voidaan muokata soveltumaan lähes kaik-kien osien syöttöön.

The purpose of this thesis was to develop and report a part feeding system for micro fac-tory. The part feeding system is a part of prototype micro factory that is used for the assembly of mobile phones.

Part feeding process is threefold. Parts are brought to system with tray feeder. Feeder indexes trays so that parts are always in same position for picking. Parts are lifted from the tray with turn unit. Turn unit lifts the part from tray conveyor. Conveyor moves the part from feeding system to assembly system where parts are assembled to mobile phone.

Primary challenges of this project were small size of the desktop factory and flexibility of the system. Parts of the system are measured in centimeters and tolerances in frac-tions of millimeters. This brought challenges to the design process and especially to finding suitable bearings and other commercial components that are usually quite large. Also the assembly of devices was a challenge because of the small scale.

It is important that required changes to assembly line are minimal when the assembled product is changed. In this project every component was designed thinking how it will function if assembled product is changed. With machine vision parts are easy to spot and assemble.

My thesis consisted of mechanical development, modeling and reporting of devices used in part feeding system. When modeling parts the main consept was that it will be easy to modify them afterwards by anyone.