Viisteleikkaukseen käytettävän robottisolun suunnittelu

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä BE Group Suomen Lapuan yksikön kanssa. Yritys on erikoistunut teräksen tuotantopalveluihin, joten viisteytys on merkittävä osa tuotannon jälkityövaiheita. Työn tavoitteena oli tehdä suunnitelma uudesta robottisolusta, jonka pääasiallinen käyttötarkoitus tulee olemaan hitsausviisteiden tekeminen. Tavoitteena oli tehdä laajennettu suunnitelma miettien erilaisia ratkaisuja solun käytettävyyden ja tehokkuuden maksimoimiseksi. Uudella solulla pyritään poistamaan viistettävien kappaleiden kokoon liittyvät rajoitteet. Teoriaosuudessa tutustuttiin termiseen leikkaukseen, viisteytykseen sekä robotiikkaan liittyvään teoriaan. Yleisimpiä termisen leikkauksen menetelmiä ovat plasmaleikkaus, polttoleikkaus sekä laserleikkaus. Plasmaleikkauksella pystytään leikkaamaan kaikkia teräksiä, mutta suurin mahdollinen ainevahvuus riippuu leikattavasta teräksestä. Hyvän pinnanlaadun ansiosta se on hyvä vaihtoehto viisteleikkaukseen. Yleisin teollisuuden käytössä oleva robotti on 6-akselinen nivelvarsirobotti. Robotin käyttökohteita on esimerkiksi hitsaus ja kappaleenkäsittely. Viisteytyksessä sen joustavuudesta on apua etenkin muotoviisteiden leikkaamisessa. Yhteistyörobotti on suunniteltu työskentelemään ihmisen kanssa yhteistyössä. Työturvallisuuden, monikäyttöisyyden sekä helpon ohjelmoinnin ansiosta ne ovat yleistyneet monilla toimialoilla. Automaatioinvestointien yhteydessä on tärkeää tehdä myös kustannus- ja kannattavuuslaskelmaa. Yleinen käytetty menetelmä investoinnin kannattavuuden arvioinnissa on takaisinmaksuajan tarkastelu. Opinnäytetyön lopputuloksena syntyi suunnitelma uudesta viisteleikkaukseen tarkoitetusta robottisolusta. Siinä tullaan käyttämään yhteistyörobottia ulkoiseen akseliin liitettynä. Ratkaisu on hyvin innovatiivinen, mutta yrityksessä on jo aiempaa kokemusta yhteistyörobotiikasta. Suunnittelussa otettiin huomioon käyttäjäystävällisyys, solun joustavuus ja monikäyttöisyys sekä turvallisuus. Komponenttien suunnittelussa, valinnassa ja hinnoittelussa saatiin apua yhteistyörobottien maahantuojalta sekä erilaisia roboteille tarkoitettuja ratoja valmistavalta yritykseltä. Asetettuihin tavoitteisiin päästiin, mutta lopulliset tulokset nähdään vasta investoinnin toteutuessa. Työtä hyödynnetään valittaessa käytettävää laitteistoa ja layoutmallia sekä konkreettisena materiaalina investointipäätöksen tueksi.