Hitsauskobotin ohjelmointimenetelmät ja niitä tukevat työkalut pk-teollisuudessa

Abstract

Tässä diplomityössä tarkastellaan hitsauskobotin ohjelmointimenetelmiä ja niitä tukevia työkaluja pk-teollisuuden MIG/MAG-hitsauksessa. Työn tavoitteena oli selvittää, miten teach pendant-, lead-through- ja offline-ohjelmointi soveltuvat pieniin ja keskisuuriin tuotantosarjoihin erityisesti käytettävyyden, opittavuuden ja ohjelmointiajan näkökulmista. Tutkimus koostuu kirjallisuuskatsauksesta sekä LUT-yliopiston kobottihitsausasemalla toteutetusta kokeellisesta osuudesta.

Tulokset osoittivat, että ohjelmointimenetelmien välillä oli eroja erityisesti ohjelmointiajan osalta, kun taas työkiertojen kestot erosivat toisistaan vain vähäisesti. Lead-through-ohjelmointi osoittautui nopeaksi ja helposti omaksuttavaksi menetelmäksi erityisesti kokemattoman käyttäjän näkökulmasta. Teach pendant -ohjelmointi mahdollisti liikkeiden ja asentojen tarkemman hallinnan, mutta sen käyttö oli hitaampaa. Offline-ohjelmoinnin keskeisenä etuna oli mahdollisuus toteuttaa ohjelmointi ilman tuotannon keskeyttämistä, vaikka menetelmä edellytti enemmän aikaa, valmistelua ja osaamista. Tulosten perusteella pk-teollisuuden kannalta tarkoituksenmukaisin ohjelmointimenetelmä riippuu valmistettavien tuotteiden vaihtelusta ja sarjakoosta, käyttäjän osaamistasosta sekä siitä, painotetaanko käyttöönoton nopeutta vai ohjelmoinnin toteuttamista ilman tuotannon keskeytyksiä.

This thesis examines programming methods for welding cobots and the tools that support them in MIG/MAG welding in the SME sector. The aim of the study was to determine how teach pendant, lead-through, and offline programming are suitable for small and medium-sized production runs, particularly from the perspectives of usability, learnability, and programming time. The study consists of a literature review and an experimental component conducted at the LUT University cobot welding station.

The results showed that there were differences between the programming methods, particularly in terms of programming time, while the durations of the work cycles differed only slightly. Lead-through programming proved to be a fast and easy-to-learn method, especially from the perspective of an inexperienced user. Teach pendant programming allowed for more precise control of movements and positions, but its use was slower. The key advantage of offline programming was the ability to perform programming without interrupting production, although the method required more time, preparation, and expertise. Based on the results, the most appropriate programming method for small and medium-sized industries depends on the variety and batch size of the products being manufactured, the user’s skill level, and whether the emphasis is on speed of implementation or on programming without interrupting production.