Tutkimus simulaation hyödyntämisestä robottimaalaamon suunnittelussa

Abstract

Valtran traktoritehtaalla aloitettiin iso maalaamoprojekti, missä vanha kokoonpanolinjaan integroitu trak-torirunkojen robottimaalaamo päivitetään uuteen kokoonpanolinjan sivussa olevaan erilliseen maalaamoon. Robottimaalaamoprojektin suunnittelussa päätettiin hyödyntää AGCO-konsernissa yleisesti käyttöön otettua Visual Components-simulointiohjelmistoa, minkä avulla voitiin jo projektin alkuvaiheessa simuloida erilaisia maalaamon teknisiä ratkaisuja, esimerkiksi traktorirunkojen siirtämiseen kokoonpanolinjan ja uuden maalaamon välillä. Tietoperustassa esiteltiin simulaatiota käsitteenä ja osana Teollisuus 4.0:aa, sekä erilaisia teknisiä ratkaisuja teollisen ympäristön muuttamiseksi digitaaliseksi malliksi, mitä voidaan hyödyntää simulaatioissa. Tutkimuksen tavoitteena oli saada aikaiseksi realistinen simulaatio uudesta robottimaalaamosta, millä voidaan katselmoida kokoonpanolinjan, traktorirunkojen siirtämiseen käytettävien vihivaunujen eli AGV:den ja maalaamoprosessin yhteiskäyntiä, eri tuotemixien vaikutusta, traktorimallien fyysisten rajoitteiden, prosessin pullonkaulojen ja häiriötilojen vaikutusta maalausprosessiin. Tutkimustyö simulaation hyödyntämisestä toteutettiin toimintatutkimuksena. Simulaatiolle asetettujen tavoitteiden ja tutkimustuloksien osalta simulaation hyödyntämisesta työ noudattaa sekä kvantitatiivista, että kvalitatiivista tutkimusotetta. Tutkimusaineistona käytettiin kyselykaavaketta, minkä avulla maalaamon projektiryhmä asetti simulaatiolle tavoitteet. Toimintatutkimuksen tuloksena saatiin aikaiseksi Visual Components-simulaatio, minkä avulla voidaan prosessin kokonaiskuva hahmottaa, sekä katselmoida kaikkien traktorimallien koko maalausprosessi. Lisäksi simulaatiolla voidaan testata kokoonpanolinjan eri tahtiaikojen vaikutusta maalausprosessiin, sekä katselmoida AGV vihivaunujen liikettä ahtaissa tuotantotiloissa. Simulaatiota testattiin myös virtuaaliympäristössä VR-laseilla, jolloin maalausprosessista saatiin vielä realistisempi kokonaiskuva. Johtopäätöksinä raportissa todetaan Visual Componentsin jatkohyödyntäminen robottien maalausohjelmien tekemiseen, nykyisten maalausohjelmien testaamiseen, työpisteiden suunnitteluun ja VR-katselmointiin. Robottimaalaamon suunnittelun apuvälineenä simulaatiota ei keretty täysin hyödyntämään tutkimuksen viivästymisen takia. Johtopäätöksissä nostetaan myös Visual Components-ohjelmiston kehitysehdotuksia.