Tuotteen hitsattavuuden testaus robottisimulointiohjelmalla. Kari Solehmainen Savonia Ammattikorkeakoulu HitSavonia

Transkriptio

1 Tuotteen hitsattavuuden testaus robottisimulointiohjelmalla Kari Solehmainen Savonia Ammattikorkeakoulu HitSavonia

2 Sisältö Yhtenäissuunnittelu (Concurrent engineering) Mallinnus ja simulointi Robottihitsauksen etuja ja vaatimuksia Mallinnuksen tuomat hyödyt Mallinnusprojektin toteutus Esimerkki simuloinnin käytöstä Yhteenveto Demo

3 Concurrent suunnittelu Aika ideasta markkinoille on oleellisesti lyhentynyt muutaman viime vuosikymmenen aikana. Myös tuotteiden elinkaaret ovat lyhentyneet. Ympäristöarvot ja resurssien tehokkaampi käyttö ovat johtaneet tuotteiden ylläpitovastuuaikojen pidentymiseen. Tuotesuunnittelun ja valmistuksen suunnittelun tehokkaamman linkittämisen kautta resurssien käyttöä voidaan tehostaa. Tuotesuunnittelu Tuotannonsuunnittelu Tuotantojärjestelmät Elinkaaren hallinta Tuotetiedon hallinta (PDM) Suunnittelujärjestelmät Yhteensopivuus Simulointi. Lähde: Tekes, Kartoitus tuotantoautomaation teknologisista kehittämistarpeista

4 Concurrent engineering Lähde: Tekes, Kartoitus tuotantoautomaation teknologisista kehittämistarpeista

5 Mallinnus ja simulointi Mallinnus ja simulointi sekä virtuaalisuus erittäin laajasti ajateltuna koetaan tärkeäksi kehityskohteeksi. Keskeisenä tavoitteena on pystyä tuottamaan ja hyväksyttämään asiakastarve virtuaalisesti ilman protovalmistusta tai virheiden korjausta. Toisena merkittävänä tavoitteena on varmistaa, että tuote vastaa tuotantomenetelmiä ja että tuotantomenetelmät vastaavat tuotetta kustannusoptimoinnin takaamiseksi. Lähde: Tekes Autonominen tuotanto 2010-selvitys

6 Nykyisyys ja visio Lähde: Tekes Autonominen tuotanto 2010-selvitys

7 Robottihitsaus Edut Taloudellisuus Tasalaatuisuus Joustavuus Vaatimukset Tuotteet suunniteltu robottihitsattaviksi Tarkka osavalmistus Ammattitaitoinen operaattori

8 Taloudellisuus Miksi yleensä hitsata robotilla? Lähde: Kalervo Leino, VTT

9 Milloin simuloinnista voidaan hyötyä? Nopeat tuotesyklit l. tuotteet muuttuvat pienin aikavälein. Halutaan lyhentää tuotteen markkinoille tuloaikaa. Ei ole aikaa tehdä protoja/testejä tuotantosolussa. Robotilla suuri käyttöaste ei aikaa lattiatason ohjelmointiin. Pienet sarjat paljon ohjelmointia. Halutaan nostaa käytettävyyttä

10 Hyödyt suunnittelussa CAD suunnittelija saa tietoa tuoteen valmistettavuudesta etukäteen onko joku kappaleen osa valmistettavissa valitulla robotilla, vai tarvitaanko konstruktioon muutoksia Kappaleen kiinnitys voidaan suunnitella jo tuotteen suunnitteluvaiheessa. Etäohjelmointiohjelman käyttäjä saa tuotemallin käyttöönsä hyvissä ajoin ja voi aloittaa robotin ohjelmoinnin uudelle tuotteelle etukäteen Lähde: Heikki Aalto, Delfoi

11 Hyödyt tuotannossa Tuotanto käynnistyy ajoissa, konstruktiovirheet havaitaan etukäteen tuoteen vaihtuminen ei tarkoita robotin pysäyttämistä! hyväksyttävän laadun saavuttamiseksi ei tarvita koekappaleita Lähde: Heikki Aalto, Delfoi

12 Mitä vaaditaan? Yritykseltä Sitoutumista toimintatavan muutokseen. Muutos projektille vastuullinen vetäjä. Projektiin otetaan mukaan suunnittelijoita, tuotannosta vastaavia ja robottioperaattoreita. Simulointiohjelmiston käyttöön koulutetaan vähintään yksi henkilö, joka toimii pääohjelmoijana.

13 Mitä tarvitaan? Simulointi ja mallinnusohjelma 1. Robotin ja sen ympäristön mallinnus. 2. Mallin kalibrointi. 3. Mallinnusohjelman kääntäjän, makrojen ja käyttöympäristön muokkaaminen kunkin yrityksen toimintaan soveltuvaksi.

14 Mallinnusohjelma

15 Mitä tarvitaan? Suunnitteluohjelma 1. 3D-mallit hitsattavista tuotteista 2. Mallin tallentaminen mallinnusohjelman vaatimaan tiedostomuotoon.

16 Miten se tehdään? Hitsattavan kappaleen tallennus suunnitteluohjelmasta mallinnusohjelman ymmärtämään muotoon. Parasolid STL VRML IGES DXF

17 Miten se tehdään? Osan tuonti malliin ja mahdollinen muokkaus mallinnusohjelman CAD työkalulla. Hitsausratojen muodostaminen joko käsin tai AMP-makrojen avulla. Ratojen ajo jog-toiminnolla tai ohjelman skriptaus. Tuotteen valmistettavuuden arviointi olemassa olevassa tuotantosolussa. Törmäys- ja ulottuvuustarkastelut mallissa

18 Törmäystarkastelu

19 Törmäyslista

20 Ulottuvuustarkastelu

21 Kiinnittimien suunnittelu Voidaan tehdä suunnitteluohjelmassa ja tuoda se valmiina malliin Uusi tarkastelu tuotteelle jo olemassa olevilla hitsausradoilla. Hitsausratojen ja/tai kiinnittimien muutokset.

22 Kiinnittimien suunnittelu

23 Mallin hyödyntäminen valmistuksessa Muokataan tehdyt hitsausradat todellisen hitsauksen mukaisiksi. Lisätään hitsausparametrit ja hakutoiminnot. Muodostetaan ohjelma skriptaus-toiminnolla tai käsin tekstieditorilla. Käännetään ohjelma robotin ohjelmointikielelle ja ladataan se robotille. Ajetaan testiajo ja muutetaan ohjelmaa ja pisteitä tarvittaessa. Ohjelman tuotantokäyttö.

24 Simulointimallin muut käyttökohteet Robottijärjestelmän esisuunnittelu Robottijärjestelmän optimointi Käyttöhenkilöstön koulutus Markkinointi

25 Yhteenveto Tarve suunnittelun ja tuotannon yhteistyön tehostamiselle Taloudellinen perusta Sitoutuminen toimintatapojen muutokselle Organisoitu muutos Osaamisen hankkiminen työkalujen käyttämiseen Tarvittavat työkaluohjelmistot Simuloinnin hyödyntäminen suunnittelussa ja tuotannossa