Robotisointi ja mekanisointi. Orbitaalihitsaus. Kalervo Leino VTT Tuotteet ja tuotanto

Transkriptio

1 Robotisointi ja mekanisointi. Orbitaalihitsaus. Kalervo Leino VTT Tuotteet ja tuotanto

2 HITSAUSAUTOMAATION TAVOITTEET hitsauksen tuottavuuden paraneminen tuottavien hitsausprosessien käyttö parempi työhygienia ja ergonomia tasaisempi hitsaustyön laatu sekä vähemmän ammattitaitoisen työvoiman käyttö hitsaustyöhön

3 KAPPALEENKÄSITTELY hitsauspöytä vastapöytäpari pyöritysrullasto hihnakannatin edullisen jalko/alapiena-asennon käyttö

4 HITSAUSASENTO alapiena vaakapiena pystypiena kaariaika [min/m] , ,5 a-mitta [mm]

5 HITSAUSKUSTANNUKSET hitsauskustannukset [mk/m] alapiena vaakapiena pystypiena , ,5 a-mitta [mm]

6 HITSAUSPÄÄN KULJETUS KAARIAIKASUHTEEN KOHOTTAMINEN käsinhitsaus: % mekanisoitu kuljetus : % robottihitsaus: % erikoisautomaatit: -95 %

7 KAARIAIKASUHDE - KUSTANNUKSET? KÄSINHITSAUS 18 /h 1800 h/v MEKANISOITU 50 % : 900 h kaariaikaa 15 %: 270 h kaariaikaa 35 %: 630 h kaariaikaa kapasiteetti % hitsaustyön hinta 5 /h kust.säästö /v kapasiteetti +40 % hitsaustyön hinta 11 /h kust.säästö /v

8 hitsauskustannukset [mk/m] 15 % 25 % 50 % 75 % 90 % , ,5 a-mitta [mm]

9 hitsauskustannukset [mk/m] , ,5 a-mitta [mm] MAG-käsinhitsaus mekanisoitu MAG-hitsaus 2-lanka-MAG robottihitsaus suurteho-mag robottihitsaus mekanisoitu jauhekaarihitsaus mekanisoitu 2-lankajauhekaarihits.

10 AUTOMATISOINNIN VAIKUTUKSET KONSTRUKTIOON Luoksepäästävyys Pienahitsit Juurituki Kahdelta puolen hitsaus

11 KAARIAIKASUHTEEN MAKSIMOINTI = ASETUSAIKOJEN MINIMOINTI palko : 1-2 min hitsi : 1-5 min liitosmuoto : 2-10 min hitsikoko : 1min - N h (valmiit WPS:t!) osien / nimikkeiden minimointi! sovitustyön minimointi - toleranssit!

12 AUTOMATISOINNIN POTENTIAALI käsinhitsaus: 18 /h (10 snt / m / mm 2 ) mekanisointi: 9 /h (<5 snt / m / mm 2 ) robotisointi?

13 PERINTEINEN ROBOTTIHITSAUS investointi pääomakustannukset /h (1/2-v) operaattori 18 /h kokonaiskustannukset /h vastaava käsinhitsaus 54 /h (sama hitsausteho) 100+ /h (tuottavat prosessit) vastaava käsinhitsaustyö: /h

14 HITSAUKSEN FMS INVESTOINTI (0,35-) 1 (-2,5) M 6000 h/v : 46 /h operaattorit 3600 h/v: 11 /h kokonaiskustannukset 57 /h vastaava käsinhitsaus 10 hitsaajaa: 180 /h 20+ hitsaajaa: >360 /h vastaava käsinhitsaustyö: 6-3 /h

15 ROBOTTIHITSAUKSEN ONGELMAT / KEHITYSKOHTEET Ohjelmointi etäohjelmointi simulointitekniikoilla automaattiohjelmointi Hitsauskiinnittimet, -paletit silloitustekniikat (silloituskiinnittimet!) ketterä-konsepti: toinen robotti toimii osien paikoittajana

16 ORBITAALIHITSAUS Mekanisoitu/automatisoitu putkistohitsausmenetelmä, kun putkea ei voi pyörittää Komponentit: virtalähde hitsauspään kuljetin ohjausyksikkö suojakaasu-, langansyöttövarustus Välttämättömät oheisvarusteet: railonvalmistuslaitteisto juurensuojalaitteisto

17 ORBITAALIVIRTALÄHDE Stabiili, tarkasti säädettävissä (± 2 A; ± 0,2 V) Aiemmin laitteiston kallein komponentti Nykyisellä virtalähdetekniikalla helposti toteutettavissa PC-ohjaus

18 HITSAUSPÄÄN KULJETIN Umpipihdit Ø< 20 mm, s < 3 mm sulattava hitsaus, sulku-i-railo hapettumaton hitsin pinta elintarvike-, laboratorio-, puhdasputkistot Avopihdit Ø (-250) mm, s 1-15 mm sulattava hitsaus I-railoon tai lisäaineellinen hitsaus V- tai U- railoon suora tai vaaputtava kuljetus hitsin pinta hapettuu jossain määrin

19 HITSAUSPÄÄN KULJETIN jatk. Vaunukuljetin Ø > 100 mm; s > 10 mm lisäaineellinen hitsaus V- tai U-railoon myös kapearailohitsauspäät suora tai vaaputtava kuljetus automaattinen hitsausjännitteen kontrolli mahdollinen kameraseuranta ajo 1 tai 2 suuntaan (1 tai 2 langansyöttölaitetta) hitsin pinta hapettuu jossain määrin

20 ORBITAALIHITSAUKSEN OHJAUSYKSIKKÖ Muiden komponenttien ohjaus Hitsausohjelman hallinta hitsausvirta ja -jännite mahdolliset pulssiparametrit (huippu- ja taukovirta ja -jännite, pulssitustaajuus) hitsausnopeus lisäaineen syöttönopeus ohjelmasektorien lukumäärä ja parametrit kullekin sektorille mahdollisen levitysliikkeen amplitudi, nopeus; pysähdysajat reunoilla ja keskellä lisäaineensyötön ja levitysliikkeen synkronointi pulssivirtaan. Ohjelmassa tarvitaan lisäksi: palkolukumäärä palkojen sijoittelu palkojen muoto (levitysliikkeellä tai ilman)

21 ORBITAALIHITSAUKSEN RAILONVALMISTUS Vaaditaan lastuamalla työstetty railo, toleranssit ± 0,1-0.2 mm Railosorvit, -jyrsinlaitteet Paksuseinämäisillä putkilla valmistettava myös juuren puolelle kevennys putkitoleranssit suuret (ulko- ja sisähalkaisija, seinämänpaksuus ja sen tasaisuus, pyöreys) railonvalmistuksella varmistetaan, että railo on nimellismittainen putkien toleransseista huolimatta putkien vastaanottotarkastuksen tehtävät??

22 ORBITAALIHITSAUKSEN LAADUNVARMISTUS Parametrien jatkuva rekisteröinti ja tallennus dokumentiksi sekä vertaaminen ohjelmaparametreihin Parametrien hälytys- ja keskeytysrajat Voi osaltaan korvata/keventää perineistä ND-tarkastusta