Lastuamisarvojen määritys robotilla tehtävälle puun jyrsinnälle

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli selvittää robotilla suoritettavalle puun jyrsinnälle oikeat lastuamisarvot ja menetelmiä lastuamisarvojen määrittämiseksi. Metalleille on määritetty paljon lastuamisarvoja, mutta puun lastuamisarvoista löytyi hyvin vähän tietoa. Oikeista työstöarvoista on hyötyä Kajaanin ammattikorkeakoululle ja Kuhmossa toimivalle Woodpolikselle. Molemmilla on ABB 140 IRB -robotti käytössä puun jyrsintään. Lastuamisarvojen testaamisessa käytettiin Kajaanin ammattikorkeakoulun robottia ja siihen kiinnitetty Mannesmann Demag ES 170 ZG -jyrsinkaraa sekä Numo 5.0 NC -jyrsintäkonetta. Testeissä selvitettiin myös, kuinka robotilla ja NC -jyrsinkoneella tulokset eroavat toisistaan. Testeissä muuttuvia arvoja olivat karan pyörimisnopeus, syöttönopeus, lastuamissyvyys, jyrsimen halkaisija ja työstösuunta. Näillä arvoilla saatiin paljon tietoa puun lastuamisesta. Lisäksi mitattiin, onko äänenvoimakkuudella yhteyttä jyrsinnän pinnanlaatuun. Puulajeina testeissä käytettiin koivua ja mäntyä. Robotisoitu puun jyrsintä lisääntyy tulevaisuudessa huomattavasti, koska robottien ominaisuudet monipuolistuvat ja ne esimerkiksi puun jyrsintään. Lisäksi tulevaisuudessa robottien hinnat laskevat, mikä lisää niiden käyttöä puuteollisuudessa. Testien tuloksena saatiin paljon tietoa puun jyrsintäarvoista ja menetelmistä, joilla oikeiden lastuamisarvojen määritys onnistuu. Tärkeimpänä tuloksena saatiin suosituslastuamisarvoja robotilla tehtävälle puun jyrsinnälle.

The purpose of this bachelor's thesis was to find the accurate cutting parameters in wood milling by robot and methods to define the cutting parameters. Lots of cutting parameters have been defined for metals, but there is not much information about cutting parameters for wood milling. The accurate cutting parameters can be used by the Kajaani University of Applied Sciences ( =UAS ) and the Woodpolis center in Kuhmo. Both places have the ABB 140 IRB robot used for wood milling. For testing the cutting parameters the Kajaani UAS ABB IRB 140 robot was used with the Mannesmann Demag Es 170 ZG milling spindle and Numo 5.0 NC milling machine. The tests also compared the differences between robotic wood milling and NUMO 5.0 NC milling machine test results. The tests included variables like spindle speed, feed speed, depth of cut, diameter of the milling tool and direction of the milling. These variables gave a lot of information about wood cutting. Also it was tested if there is a connection between sound volume and the surface quality of milling. Birch and pine trees were used in the tests. Wood milling by robot will increase considerably, because robot are very suitable for milling wood. Also the robot prices will decrease, which will increase their use in wood industry. The results of these tests gave a lot of information about the wood milling parameters and method to define the accurate cutting parameters. The most important result of the test is the recommended values for cutting parameters in wood milling by robot.