Sahakoneen runkolohkon soveltuvuus robottihitsaukseen

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää Veisto Oy:n R200 A.1 -sahakoneen runkolohkon soveltuvuutta robotisoituun hitsaukseen. Työssä selvitettiin tarvittavat muutokset lohkon rakenteeseen robottihitsattavuuden parantamiseksi, ja esitettiin kiinnitinratkaisu kokoonpanon silloittamiseen sekä kiinnittämiseen robotin kappaleenkäsittelijään. Muutosehdotusten perusteella runkolohko mallinnettiin uudelleen ja kokoonpanon valmistuskustannuksista sekä kiinnitinratkaisusta muodostettiin kustannusarviot, joita verrattiin alkuperäisen kokoonpanon valmistuskustannuksiin.

Työ aloitettiin perehtymällä robotisoidun hitsauksen teoriaan sekä tutustuttiin robottihitsauksen kustannuksia, tuottavuutta ja laatua määritteleviin tekijöihin. Kiinnitinsuunnittelusta ja teollisuusrobotin etäohjelmoinnista kerättiin tietoa tutustumalla asiaa käsitteleviin lähdeteoksiin. Robottihitsattavuutta parantavien ehdotusten pohjalta muodostettiin 3D-malli Vertex-suunnitteluohjelmistolla. Hitsausrobotin ulottuvuus runkolohkon hitseihin simulointiin RobotStudio-simulointiohjelmistolla. Uudelleen suunnitellun lohkomallin ja RobotStudio-simuloinnin perusteella kehitettiin uusi kiinnitinratkaisu tuotteen silloittamiseen ja hitsaamiseen. Muokatun runkolohkon hitsaus simuloitiin RobotStudio-ohjelmistolla. Lisäksi laskettiin rungon hitsauskustannukset ja tarkasteltiin tuotemuutosten ja kiinnitinratkaisun materiaali- ja koneistuskustannuksia.

Työn tuloksena saatiin 3D-mallit uudesta runkolohkosta ja hitsaukseen tarvittavasta kiinnitinratkaisusta. Tuloksena saatiin myös kustannusarvio kokoonpanon robotisoituun hitsaukseen siirtymisestä ja sitä verrattiin alkuperäisen tuotteen valmistuskustannuksiin. Kustannusarvio, hitsaamon työkuorman tasoittaminen ja työhyvinvointi huomioiden muodostettiin ehdotus robottihitsaukseen siirtymisestä tuotteen valmistuksessa.

The goal of this thesis was to find out if the Veisto company’s R200 A.1 sawing machine frame block is suitable for robot welding. The needed changes to the structure of the block in order to improve robot welding were researched and a welding fixture solution was introduced in this thesis to tack weld and fasten the assembly to the manipulator of the robot. The frame block was re-modeled after the propositions and the estimate of costs for the assembly’s manufacturing expenses and the fixture solutions were made and they were compared to the original manufacturing costs of the assembly.

The research started with studying the theory of robot welding and the defining factors of cost, productivity and quality in robot welding. Information on the remote programming of welding fixture planning and industrial robots was gathered from research materials. Based on the propositions concerning the improving of robot welding, a 3D model was made with the Vertex engineering software. The reach of the welding robot to the welds in the frame block was simulated with the Robotstudio simulation programme. Based on the re-designed block model and the Robotstudio simulation, a new fixture solution to tack weld and weld the product was developed. The welding of the modified frame block was simulated with Robotstudio. In addition, the welding costs of the frame and the product changes, and also the material and machining costs of the fixture solution, were examined.

As a result of the work, the 3D models of the new frame block and the fixture solutions needed in welding were created. Also, the estimate of costs when switching into robot welding was obtained and it was compared to the manufacturing costs of the original product. Considering the estimate of costs, adjusting the work load in the welding workshop and the well-being at work, it was proposed that robot welding should be used in manufacturing the product.