Levyrakenteistentuotteiden hitsauksen automatisointi

Abstract

Työn teoriaosassa esitellään automatisodun hitsauksen etuja ja vaatimuksia. Teoriaosuuden edetessä keskitytään erityisesti robotisoituun MIG/MAG -hitsaukseen sekä teknisestä että taloudellisesta näkökulmasta katsottuna.

Työn kokeelliseen osaan osallistui kaksi metallialan yritystä Pohjois-Karjalan alueelta. Ensimmäisessä yrityksessä kartoitettiin nykyisestä tuotannosta robottihitsattavia tuotteita. Tarkasteluun valituille tuotteille määriteltiin sopiva hitsausrobottijärjestelmä. Yrityksen tuotannolle oli ominaista asiakasohjautuva tuotanto, suhteellisen pienet sarjat ja tuotteet, joissa oli vähän hitsattavaa.

Toisessa yrityksessä eräästä tuoteperheestä otettiin yksi tuote. Tuotteen avulla tutkittiin tuoteperheen hitsauksen automatisoinnin mahdollisuuksia ja sen aiheuttamia ongelmia. Suurimmat ongelmat tuotteen hitsauksen automatisoituessa ovat liitosten luoksepäästävyys, muodonmuutokset hitsauksen aikana ja erilaisten käytettävien materiaalien runsaus.

Ensimmäisessä yrityksessä hitsattavien materiaalien paksuudet ovat pääosin kolme millimetriä tai sen alle. Toisessa yrityksessä hitsattavien materiaalin paksuudet ovat pääsääntöisesti yli kolme millimetriä. Työn kokeellisessa osassa vertaillaan ohuiden ja paksujen levyrakenteisten tuotteidenhitsauksen automatisoinnin yhteneväisyyksiä ja eroja teorian- ja käytännön osuuksien valossa.

The advantages and disadvantage of automated welding are presented in the thesis. In the theory the main focus is on the robotic metal gas arc welding.

The practical part of the thesis were made in two metal workshops in North Karelia region. In the first company suitable products for automated welding were mapped out from the current production. The suitable robotic welding station was defined for the products. The investment calculations were made for the robotic welding investment. The company's production can be characterized as customer-oriented production where the series are relative small. Usually there was relative little welds in the products.

In the second workshop one product was taken from the product family. The possibilities and disadvantages of automated welding were analysed for the selected product. The estimations of the product's robotic weldability showed that the most challenging factors are joint's accessibility, deformations during the welding and the number of the different materials in the product's construction.

The material thickness in the first company was mainly three millimetres or less. In the second companythe thickness of the material was usually over three millimetres. Based on the presented theory and practise, the differences between thin and thick sheet metal automated MIG/MAG welding were presented in the thesis.