Silloitushitsauksen robotisointi
Hartikainen, Sami (2013)
Diplomityö
Hartikainen, Sami
2013
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201308234417
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201308234417
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia ja selvittää kuormakoneen takarunkorakenteen silloitushitsauksen robotisointia. Työ päätettiin rajata koskemaan vain tiettyä moduulia takarungosta. Työssä kartoitettiin tarvittava laitteisto, selvitettiin runkomoduulin silloitusajat sekä arvioitiin investoinnin kannattavuutta.
Silloituksen suorittavan järjestelmän vaatimuksena oli, että sen tulee asettaa osat paikoilleen hitsauskiinnittimeen ja tehdä tarvittavat silloitushitsaukset automaattisesti. Sopivaksi laitteistoksi osoittautui taloudellisuuden ja toiminnallisuuden näkökulmasta yhdestä kappaleenkäsittely- sekä hitsausrobotista muodostuva järjestelmä. Kappaleenkäsittelijän ohjauksessa käytetään konenäköä sekä osien paikannuksessa että laadunvarmistuksessa. Robotit liikkuvat yhteisellä lineaariradalla, jonka rinnalla on kappaleenkäsittelylaitteistoja hitsauskiinnittimineen.
Robotisoinnin käyttöönotolla yhden takarungon moduulien kokoonpanoon ja silloitukseen käytettävä aika pienenee alle puoleen manuaaliseen työhön verrattuna. Näin saavutetaan merkittäviä kustannussäästöjä. Lisäksi hitsauskiinnittimet voivat olla verrattain yksinkertaisia manuaalityöhön verrattuna, jolloin myös säästetään työkaluinvestoinneissa. Robotisointiprojektin jatkotoimenpiteitä ovat laajamittaiset tuotantosimulaatiot layoutin, laitteiston sekä työkiertojen tarkaksi määrittämiseksi. Lisäksi itse tuotetta on muokattava paremmin robottisilloitukseen sopivaksi. The aim for this thesis was to investigate robotic tack welding of a forwarder rear frame. The investigation was limited to a specific module of the rear frame structure. During the research the necessary robot system equipment and the budget price were defined. Tack welding time for a single module was calculated and with this information the profitability of the investment was evaluated.
The requirement for the tack welding system was that it could place the parts to welding fixture and do the necessary tack welds automatically. Suitable equipment for this system in terms of economy and functionality was proven to include one welding and one material handling robot. Material handling robot is using machine vision in both recognizing parts and quality control. Robots use a shared linear track. Rotating devices with welding fixtures are located next to the linear track.
When utilizing robot system, time used to assemble and tack weld a single module drops in half compared to manual labor. With these savings in time, substantial cost savings are achieved. In addition welding fixtures can be relatively simple compared to manual tacking fixtures, so also tool investments are lower. Further actions in this project are simulations in production to accurately define the layout, equipment and work cycles. Also the product itself must be further designed to suit better to robotic assembly and tack welding.
Silloituksen suorittavan järjestelmän vaatimuksena oli, että sen tulee asettaa osat paikoilleen hitsauskiinnittimeen ja tehdä tarvittavat silloitushitsaukset automaattisesti. Sopivaksi laitteistoksi osoittautui taloudellisuuden ja toiminnallisuuden näkökulmasta yhdestä kappaleenkäsittely- sekä hitsausrobotista muodostuva järjestelmä. Kappaleenkäsittelijän ohjauksessa käytetään konenäköä sekä osien paikannuksessa että laadunvarmistuksessa. Robotit liikkuvat yhteisellä lineaariradalla, jonka rinnalla on kappaleenkäsittelylaitteistoja hitsauskiinnittimineen.
Robotisoinnin käyttöönotolla yhden takarungon moduulien kokoonpanoon ja silloitukseen käytettävä aika pienenee alle puoleen manuaaliseen työhön verrattuna. Näin saavutetaan merkittäviä kustannussäästöjä. Lisäksi hitsauskiinnittimet voivat olla verrattain yksinkertaisia manuaalityöhön verrattuna, jolloin myös säästetään työkaluinvestoinneissa. Robotisointiprojektin jatkotoimenpiteitä ovat laajamittaiset tuotantosimulaatiot layoutin, laitteiston sekä työkiertojen tarkaksi määrittämiseksi. Lisäksi itse tuotetta on muokattava paremmin robottisilloitukseen sopivaksi.
The requirement for the tack welding system was that it could place the parts to welding fixture and do the necessary tack welds automatically. Suitable equipment for this system in terms of economy and functionality was proven to include one welding and one material handling robot. Material handling robot is using machine vision in both recognizing parts and quality control. Robots use a shared linear track. Rotating devices with welding fixtures are located next to the linear track.
When utilizing robot system, time used to assemble and tack weld a single module drops in half compared to manual labor. With these savings in time, substantial cost savings are achieved. In addition welding fixtures can be relatively simple compared to manual tacking fixtures, so also tool investments are lower. Further actions in this project are simulations in production to accurately define the layout, equipment and work cycles. Also the product itself must be further designed to suit better to robotic assembly and tack welding.