Kuivajääpuhalluksen automatisointi sarjatuotannossa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin automaatioratkaisu kuivajääpuhalluksen käytölle sarjatuotannossa Fincoat Oy:n tarpeisiin. Suunnittelun perusteella oli tarkoitus toteuttaa kuivajääpuhalluksen automaatioyksikkö, joka toimisi prototyyppinä yrityksen tulevalle automaatiolinjastolle. Yksikkö tukisi tämän lisäksi tämän hetken manuaalista tuotantoa, keventämällä työntekijöiden fyysistä kuormitusta.

Työssä kehitettiin suunnitelma automaatioyksiköstä, joka sisälsi kuivajääpuhalluksen ja kappaleiden kuljetuksen ohjauksen. Määrittelyvaiheessa automaatio oli laajempi kuin lopullisessa dokumentaatiossa, sillä kuivajääpuhalluksen ja kappaleiden käsittelyn automatisoinnista luovuttiin suunnitteluvaiheen aikana.

Työn vaiheistus ja dokumentointi toteutettiin Suomen Automaatioseura ry:n ohjeistusten mukaisesti. Automaation määritykset perustuivat jo valmiiksi laadittuihin sekä tiedonhaun avulla selvitettyihin vaatimuksiin. Näiden perusteella tehtiin automaation yksityiskohtainen suunnittelu. Automaatioyksikön logiikkaohjelmoinnissa käytettiin TwinCAT3-ohjelmointiympäristöä, joka mahdollisti ohjelman testauksen ilman maksullista lisenssiä ja oli ohjelmistoista yhteensopivin laiteratkaisujen kannalta.

Tuloksina syntyivät automaatioyksikön yksityiskohtaiset määrittely ja suunnitteludokumentaatiot sekä ohjelmisto, jolla yksikköä voidaan käyttää sen valmistuttua. Suunnitteluprosessin aikana saatujen tietojen perusteella voidaan todeta, että kuivajääpuhalluksen automatisointi sarjatuotannossa on haastavaa kuivajään aiheuttamien teknisten rajoitteiden ja vaatimusten vuoksi. Tästä syystä kuivajään tuottamisen ja hankkimisen kustannustehokkuusien vertailua suositellaan.

The purpose of this thesis was to design an automation solution that integrates dry ice blasting into series production for Fincoat Oy. The aim was to create a functional prototype to support the company’s future automated production line. In addition, the unit was intended to assist the employees by reducing workload during manual production.

A preliminary plan was developed for the automation unit that included the control of the dry ice blasting process and the handling of processed parts. During the specification and design phases, the scope of automation was limited due to technical and practical constraints. The full automation of the dry ice blasting and part handling processes was excluded from the final plan.

The thesis’s phasing and documentation were carried out by following the guidelines provided by the Finnish Society of Automation. Based on these guidelines, the user requirements specification, functional description and software design were prepared. The programming of the automation system was carried out using TwinCAT3 software which allowed offline simulation and testing.

As a result of the thesis, detailed design documentation was produced, along with a functioning logic program. The findings indicated that fully automating dry ice blasting in series production is technically challenging due to limited device compatibility.