Valettujen prosessipumppujen sovitustyön kehittäminen
Leppänen, Toni Markus (2018)
Diplomityö
2018
School of Energy Systems, Konetekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018102638827
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018102638827
Tiivistelmä
Tässä tutkimuksessa selvitetään valamalla valmistettujen prosessipumppujen kannen ja pesän yhteensovittamista helpottavia tekijöitä, ja luodaan suunnitelma lisäarvoisemmasta sovitusmenetelmästä. Epätarkoista valukappaleista johtuen pumppujen virtauspintaan syntyy epäjatkuvuuskohta, joka tulee poistaa ennen pumpunkannen ja -pesän yhteensovitusta. Sovitusprosessin työläimmät vaiheet ovat poistettavan materiaalin määrittäminen ja materiaalin poistaminen.
Käsin tehdyn sovitusprosessin kehittämiseksi se jaetaan osatoimintoihin, joihin etsitään ratkaisuvaihtoehtoja kirjallisuudesta sekä robotti-integraattoreita ja mittalaitevalmistajia haastattelemalla. Tutkimuksen empiirisen osan tavoitteena on selvittää 3D-skannerin ja tietokoneohjelmiston soveltuvuus poistettavan materiaalin määrittämiseen. Ratkaisuvaihtoehtojen hyviä ja huonoja puolia arvioidaan herkkyysanalyysin avulla. Analyysin perusteella paras kehitysratkaisu sovitustyöhön on 3D-skanneri ja hiova kiertyvänivelinen teollisuusrobotti. 3D-skannerin huomataan tuovan lisäarvoa myös pumpun muihin tuotantovaiheisiin, ja sitä voidaan hyödyntää useiden pumpputehtaan muiden tuotteiden laadun varmistamiseen.
Työssä käydään läpi menetelmät robotti-investoinnin kannattavuuden selvittämiselle. Investointilaskelmista voidaan tehdä johtopäätös, että automaattisen sovitusjärjestelmän käyttöaste jää pieneksi. Jotta investointi kyseiseen järjestelmään on taloudellisesti kannattavaa, teollisuusrobottia ja 3D-skanneria tulee hyödyntää myös muiden pumpputehtaan tuotteiden valmistukseen. This master’s thesis examines facilitating factors for fitting casted process pumps’ cover and casing, and creates a plan for a more valuable fitting method. Due to inaccurate castings, a discontinuity which must be removed before fitting process, is formed to the hydraulic surface of the pumps. The most arduous phases in the fitting process are determining the material to be removed and removing the material.
To develop manual fitting process, it is divided into sub-functions for which solution options are sought from literature, and by interviewing robot integrators and measuring device manufacturers. The objective of the empirical part of this research is to find out applicability of a 3D scanner and pc program for determining the material to be removed. The good and bad sides of the solution options are evaluated using sensitivity analysis. Based on the analysis, the best development solution for the fitting work is a 3D scanner and an abrasive articulated industrial robot. The 3D scanner is also recognized to provide added value to other pump production phases and can be utilized to assure the quality of several other pump factory products.
The thesis examines the methods to determine profitability of a robotic investment. From the investment calculations it can be concluded that the utilization rate of the automatic fitting system remains low. In order to be economically viable to invest in this system, the industrial robot and 3D scanner should also be used to manufacture other pump factory products.
Käsin tehdyn sovitusprosessin kehittämiseksi se jaetaan osatoimintoihin, joihin etsitään ratkaisuvaihtoehtoja kirjallisuudesta sekä robotti-integraattoreita ja mittalaitevalmistajia haastattelemalla. Tutkimuksen empiirisen osan tavoitteena on selvittää 3D-skannerin ja tietokoneohjelmiston soveltuvuus poistettavan materiaalin määrittämiseen. Ratkaisuvaihtoehtojen hyviä ja huonoja puolia arvioidaan herkkyysanalyysin avulla. Analyysin perusteella paras kehitysratkaisu sovitustyöhön on 3D-skanneri ja hiova kiertyvänivelinen teollisuusrobotti. 3D-skannerin huomataan tuovan lisäarvoa myös pumpun muihin tuotantovaiheisiin, ja sitä voidaan hyödyntää useiden pumpputehtaan muiden tuotteiden laadun varmistamiseen.
Työssä käydään läpi menetelmät robotti-investoinnin kannattavuuden selvittämiselle. Investointilaskelmista voidaan tehdä johtopäätös, että automaattisen sovitusjärjestelmän käyttöaste jää pieneksi. Jotta investointi kyseiseen järjestelmään on taloudellisesti kannattavaa, teollisuusrobottia ja 3D-skanneria tulee hyödyntää myös muiden pumpputehtaan tuotteiden valmistukseen.
To develop manual fitting process, it is divided into sub-functions for which solution options are sought from literature, and by interviewing robot integrators and measuring device manufacturers. The objective of the empirical part of this research is to find out applicability of a 3D scanner and pc program for determining the material to be removed. The good and bad sides of the solution options are evaluated using sensitivity analysis. Based on the analysis, the best development solution for the fitting work is a 3D scanner and an abrasive articulated industrial robot. The 3D scanner is also recognized to provide added value to other pump production phases and can be utilized to assure the quality of several other pump factory products.
The thesis examines the methods to determine profitability of a robotic investment. From the investment calculations it can be concluded that the utilization rate of the automatic fitting system remains low. In order to be economically viable to invest in this system, the industrial robot and 3D scanner should also be used to manufacture other pump factory products.