Robottihitsauskiinnittimen suunnittelu

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä Ferrum Steel Oy:n kanssa. Yritys on erikoistunut terästen esikäsittelyyn, kuten leikkaukseen, särmäykseen, viisteytykseen, koneistukseen, hitsaukseen ja eri pintakäsittelyihin. Tämä työ koski hitsausta, sillä se on tärkeä osa yrityksen palveluita. Työn tavoitteena oli suunnitella ja 3D-mallintaa hitsauskiinnitin robotilla hitsattavaan tuotteeseen sekä ohjelmoida hitsausohjelma robotille. Tuotetta joudutaan valmistamaan suuri määrä, joten hitsauksen robotisointi ja kiinnitinsuunnittelu on tärkeää laadun ja tuottavuuden varmistamiseksi. Tuote haluttiin pitää salassa, joten opinnäytetyössä näkyvät kappaleet eivät ole oikeita. Teoriaosuudessa käytiin läpi hitsauksen perusasioita, kuten mitä se on ja mihin sitä käytetään. Samalla esiteltiin yleisimmät hitsausmenetelmät ja missä niitä menetelmiä käytetään eniten. Olennaisena osana tätä työtä oli myös robotiikka, josta käytiin läpi robotiikan perusasioita, rakennetta, ohjelmointia sekä robottihitsausta. Teoriaosuuden lopuksi tutustuttiin hitsauskiinnittimeen ja sen toimintaan sekä suunnitteluun. Hitsauskiinnitin on oleellinen työkalu massatuotannossa. Hitsauskiinnittimellä tehostetaan tuotantoa ja parannetaan laatua. Kappaleiden asetteluaika vähenee huomattavasti, ja se antaa lisäaikaa muihin prosesseihin. Robotisointi tehostaa tuotantoa entisestään, kun samaan aikaan työntekijä voi jatkaa tai aloittaa toista prosessia. Hitsausrobotilla saadaan myös laadultaan tasaisempaa hitsiä ja nopeammin kuin manuaalisesti hitsattaessa. Työ alkoi jakamalla tuote alikokoonpanoihin ja tekemällä useampi hitsauskiinnitin, koska tuotteessa oli monia erilaisia osia ja useita liitoksia. Tämä helpotti suunnittelua merkittävästi sekä myöhemmin helpottaa valmistamista. Jokaisen hitsauskiinnittimen suunnittelu alkoi hahmottelulla ja tekemällä kaksi tai kolme eri ratkaisua. Parhaasta ratkaisusta jatkettiin eteenpäin. Tuloksena syntyi kolme työhön sopivaa hitsauskiinnitintä. Lopullinen toiminta nähdään vasta, kun tuotteita aletaan valmistamaan. Hitsauskiinnittimet ovat yksinkertaisia, helppokäyttöisiä ja valmistettavissa yrityksen varastoista löytyvistä materiaaleista. Hitsausohjelmaa robotille ei ehditty vielä tehdä. Asetettuihin tavoitteisiin päästiin hitsauskiinnittimen osalta.