Levystä hyllyksi oppimisympäristössä - ohutlevy

Levystä hyllyksi oppimisympäristössäTimo Kankala, Koneteknologiakeskus Turku OyOppimisympäristö KoneteknologiakeskusTurku Oy on oppilaitosten ja yritysten yhteinenoppimis- ja kehittämisympäristö, jossatoteutettu robottisärmäysprojekti antaaopiskelijoille realistisen kuvan työelämänprojektien ja tuotannon haasteista.Koneteknologiakeskus Turku Oy on 2005 perustettu Turuntekniikan alan oppilaitosten ja Varsinais-SuomenTeknologiateollisuuden yritysten yhteinen oppimis- ja kehittämisympäristö.Mukana olevat oppilaitokset ovat Turunammattikorkeakoulu, Turun ammatti-instituutti ja Turunaikuiskoulutuskeskus. Varsinais-Suomen Teknologiateollisuudenyrityksiä on mukana yli 70 kpl.Keskuksen eräs tärkeä tehtävä on olla Varsinais-Suomenkoululaisille ja opiskelijoille näyteikkuna nykyaikaisestaautomatisoidusta teknologiateollisuuden toimintaympäristöstä.Keskus pyrkii esittelemään ja ”myymään” nuorilleteknisiä aloja, jotka eivät valitettavasti ole kovin suosittuja,paljolti virheellisten, ammattiin ja työympäristöön liittyvienkäsitysten vuoksi.Koneteknologiakeskus ylläpitää oppilaitoksille modernitpuitteet uuden teknologiaan opetukseen, työharjoitteluun jaammatilliseen erikoistumiseen, sekä soveltuu harjoitus- jalopputöiden suorittamiseen ja ammattitutkintojen näyttöjentoteuttamiseen. Oppilaitosten opettajat toimivat keskuksessaopettajina omille ryhmilleen. Yrityksille on tarjolla uudenteknologian käyttöönottoon liittyviä koulutuspalvelujaja uudelleenkoulutuspalveluja sekä valmistuspalvelua.Valmistuspalvelut ovat koulutus- ja kehittämispalvelujenlisäksi hyvin huomattava osa Koneteknologiakeskuksen toimintaa.Tarkoitus on saada laitteistot tehokkaaseen käyttöönmyös varsinaisen opetusajan ulkopuolella. Koneteknologiakeskuksenmodernista laitekannasta löytyvät mm. koneistusFMS korkeavarastoineen, levytyökeskus laserilla, robottihitsausasemaja robottisärmäyssolu. Ohutlevyalaa palvelevateniten levytyökeskus ja robottisärmäyssolu.RobottisärmäyssoluKoneteknologiakeskuksen robottisärmäyssolu on suunniteltuohutlevyjen särmäämiseen. Se koostuu Amada HFE80-25 –särmäyspuristimesta ja Motoman UP50N -robotistakääntöjalustalla. Särmäyspuristin on 7-akselinen hydraulinen80tn puristin, jonka työleveys on 2500mm. Robotinkuormankantokyky on 50kg ja servo-ohjatun kääntöjalustanavulla sen ulottuvuuden säde on n. 3 metriä. Tarttujatovat pääasiassa alipainetarttujia ja ne voidaan vaihtaa automaattisestityökalutelineestä. Särmäyspuristin on varustettuAmadan Digipro kulmamittarilla, jolla voidaan suoraan tehdätarvittavat kulmamuutokset särmäysohjelmiin.Yritysten särmäysprojektit tarjoavat hyvän mahdollisuu-Kuva 1. Koneteknologiakeskuksen robottisärmäyssolu.den opiskella robotisoitua särmäämistä ja toteuttaa tuotantoaoppimisympäristössä.Robottisärmäyssolussa voidaan hyvin myös opettaa pelkkääsärmäystä ja särmäyspuristimen käyttöä sekä sen ohjelmointia,sillä robotin kääntöjalan ansiosta särmäyspuristimenedusta on tarvittaessa täysin vapaa. Sama pätee myöskäsin tehtävään tuotannolliseen särmäämiseen. Samoin tietystipelkkää robottia ilman särmäyspuristinta voidaan käyttääopiskelussa esim. perusrobotiikan kurssilla.Turun AMK:n insinööriopiskelijat ovat suorittaneet useitaprojektiluonteisia robottisärmäysharjoitustöitä ja käynnissäon tällä hetkellä myös opiskelijoiden päättötöitä aiheesta.Lähes kaikissa niissä on taustalla yritysten ”oikeat” särmättävättuotteet, joiden robottisärmättävyys halutaan tutkia jamahdollisesti toteuttaa, joko yritysten omilla laitteistoillatai Koneteknologiakeskuksen tiloissa ja laitteilla. Eräs tällainenhanke on Juha Punta Oy:n erään hyllytuotteen särmääminen.Juha Punta OyYhtiö valmistaa Salon lähellä Kiskossa kalusteita varastointiin,säilytykseen ja arkistointiin. Esim. teräksisiä pukukaapistojamm. urheilu- ja uimahalleihin, sekä teräshyllystöjäyms. tuotteita pääosin yritys- ja julkiskalusteihin. Kaappientai hyllystöjen hyllyt valmistettiin robotisoidussa särmäyssolussa,joka on varustettu automatisoidulla rullapöydälläaihiomateriaalin ja valmiiden hyllyjen käsittelyn nopeuttamiseksi.Tuotannon kapasiteetin kasvattamiseksi taivutusautomaatinhankinta yritykseen oli kuitenkin tullut ajankohtaiseksi.Kesällä 2007 Juha Punta Oy:ssä aloitettiin uuden taivutusautomaatinasennukset, jolloin heidän tehtaan lay-outmuutoksien vuoksi robottisärmäyssolu jouduttiin purkamaanpois käytöstä. Särmäyssolun robotti on sittemminasennettu palvelemaan uuden taivutusautomaatin purkupuoltaja särmäyspuristin on manuaali käytössä. Tehdashallinmuutostöiden ja taivutusautomaatin asennustöiden sekäkäyttöönoton ajan Juha Punta Oy valmistutti hyllyt Ko-38 OHUTLEVY 1/2008 www.ohutlevy.com

Kuva 3. Levyaihion haku pinosta käynnissä.Kuva 2. Teräshyllystöneteknologiakeskuksessa. Lisäksi Koneteknologiakeskusedelleen tasaa tarvittaessa valmistuskapasiteettihuippujataivutusautomaatin käyttöönoton jälkeenkin.TeräshyllyTeräshyllyt valmistetaan värivalmiista 0.75mm levystä, jokaon molemmin puolin maalattu. Näitä hyllyjä valmistetaankolmena eri leveytenä ja syvyytenä. Hyllyaihiot leikataanJuha Punta Oy:ssä levyleikkurilla kelalta määrämittaan jatoimitetaan lavoilla Koneteknologiakeskukseen. Hyllyaihionpitkä sivu litistetään kaksinkerroin hyllytason kantavuudenlisäämiseksi. Päädyissä on kiinnityskohdat kahdelleeri kiinnityskoukulle, joista toiselle tehdään reikä erilliselläkulmintalaitteella. Kulmintalaite leikkaa samalla aihion kulmatpois, jotta hyllyn nurkat on mahdollista särmätä yhteen.Hylly on särmäyksen jälkeen valmis tuote asennettavaksikoukkuihin hyllyn runkoon, joten sen täytyy olla mittatarkkaja hyvän näköinen tuote.Robottisärmäysprojektin toteutusTurun AMK:n opiskelunsa loppuvaiheessa oleva opiskelijaaloitti projektin harjoitustyönään yhdessä Koneteknologiakeskuksenhenkilökunnan kanssa. Myöhemmin opiskelijantyö eteni laajemmaksi insinöörityöksi aiheesta.Ensimmäisenä vaiheena oli hydraulisen kulmintalaitteen,särmäys-/pneumaattisen litistysterän ja muiden oheislaitteidenirrotus Juha Punta Oy:n tehtaalta, niiden siirto Turkuunsekä sijoitus ja kytkentä Koneteknologiakeskuksen robottisärmäyssoluun.Kytkennät suorittivat Ama-Prom Oy:n jaMotoman Robotics Finland Oy:n asentajat. Tämän jälkeenKoneteknologiakeskuksen särmäyssolu oli toimintavalmiinahyllyjen robottisärmäykseen.Toisena vaiheena ohjelmoitiin särmäyksen NC-ohjelmatsärmäyspuristimelle. Särmäysohjelmat soveltuvat niin manuaaliseenkuin robotisoituun särmäykseen. Yhden hyllynKuva 4. Levyn nurkkien kulminta käynnissä.särmäys vaati yhteensä 12 kpl 90 asteen taivutuksia, kaksi30 asteen litistyksen alkutaivutusta ja kaksi litistystä.Kolmantena vaiheena oli robotin ohjelmointi suorittamaansärmäys oheistoimintoineen. Särmäysohjelma koostuuneljästä eri osiosta, 1. aihion haku lavalta, 2. kulminta,3. särmäys ja 4. hyllyn lavaus. Ohjelmointi tehtiin on-lineohjelmointina robottia opettaen.Hakuohjelmassa (1) robotti hakee levyaihion koon mukaanvalitulla alipainetarttujalla aihion yhdestä pinosta.Hakuohjelma toimii levyjen loppumiseen asti, jolloin se eienää saa otetta tyhjästä puisesta lavasta. Kahden tai useammanlevyn tarttumista yhteen nippuun estetään magneeteilla,mutta täysin sataprosenttisesti kaksoislevyjä ei ole pystyttyvälttämään. Hakuohjelma vie levyaihion keskittimeen, jossasen sijainti imukuppitarttujaan nähden saadaan tarkaksi.Kulmintaohjelma (2) leikkaa kulmintalaitteella levyaihioidenkulmat pois. Laite on anturoitu, joten robotti vie levyaihionaina oikeaan paikkaan leikattavaksi. Eri levyisiä hyllyjävarten kulmintalaitteen välin leveys säädetään oikeaksi,jolloin voidaan leikata kaksi kulmaa kerralla.Särmäysohjelma (3) toteuttaa puristimen särmäysohjelmanja siirtää levyn särmäyspuristimen anturoituja takavasteitavasten, jolloin särmät ovat tarkalleen oikean mittaisia.Robotti ja särmäyspuristin ”keskustelevat” toistensa kanssaI/O-tietojen kautta. Tällöin kumpikin laite saa toiselta laitteeltaluvan suorittaa toiminnon. Mikäli I/O-tietoa ei tule,särmäysprosessi pysähtyy ja näin vältytään törmäyksiltä taimuilta ongelmilta. Ainoastaan litistyksessä ei voida käyttäätakavastetta, jolloin se tapahtuu ”vain robotin tarkkuudenvarassa”, mutta litistyksessä robotin tarkkuus on vähintäänkinriittävä. Kaikki hyllykoot toimivat samalla särmäysohjelmalla,ainoastaan eri syvyisten hyllyjen päädyn leveydenvaihtumisen vuoksi on saranayläterän leveys vaihdettava.Saranaterä mahdollistaa yläterän poistumisen hyllyn kulmiensisältä viimeisien särmäysten jälkeen.Lavausohjelma (4) pinoaa valmiit hyllyt lavoille 30 hyl-www.ohutlevy.comOHUTLEVY 1/200839

Kuva 5. Hyllyn sivun särmäys käynnissä.lyn korkuisiksi pinoiksi. Käytössä on kaksi lavapaikkaa,jotka mahdollistavat hyllytyypistä riippuen jopa 12 tunninmiehittämättömän ajon. Lavausohjelman laskurit lopettavatohjelmien suorittamisen kun tarvittava määrä on särmättyLopuksi valmiit lavat pakataan ja ne lähetetään Juha PuntaOy:lle Kiskoon.YhteenvetoHyllyprojekti on antanut opiskelijoille ja Koneteknologiakeskuksellerutkasti oppia ja kokemusta robottisärmäysprojektinläpiviemisestä. Vastaavia särmäysprojekteja onkäynnistynyt hylly-projektin aikana muitakin ja osa on joedennyt robotisoituun tuotantoon asti. Tässä projektissahyödynnettiin Juha Punta Oy:n särmäyssolun työkaluja jatarttujia sekä heidän asiantuntemusta, joten tuotannon käyn-Kuva 6. Valmiin hyllyn lavaus käynnissä.nistäminen oli helpompaa kuin aivan alusta lähtiessä. Hyllyprojektissalähdettiin liikkeelle yhdestä hyllykoosta, jolletehtyjä robottiohjelmia pystyttiin hyödyntämään melko pieninmuutoksin myös kaikille muille erikokoisille hyllyille.Särmäyspuristimen NC-ohjelma on hyllykoosta riippumattasama. Tuotanto tapahtuu särmäyssolussa pääasiassa illallaja yöllä, sekä päivisin jos opetustunnit sen mahdollistavat.Hyllyjä on särmätty tähän mennessä Koneteknologiakeskuksessajo yli 12000 kpl. ❒LisätietojaKoneteknologiakeskus Turku OyPL 132 (Lemminkäisenkatu 28), 20701 TURKUgsm 040 5057848timo.kankala@koneteknologiakeskus.fiwww.koneteknologiakeskus.fiLaserle Oy tekee myös valmiita osiaValmiit osat kiinnostavat yhä enemmän alihankintaa ostaviayrityksiä. Laserle Oy aloitti toimintansa 15 vuotta sittenlaserleikkaamalla levyjä. Toiminta laajeni sitten vesileikkaukseen,3 D-laserleikkaukseen ja laserhitsaukseen.Toimintaa on vaiheittain täydennetty jatkojalostuksella.Tavallisesti osia särmätään ja hitsataan. Reunoja voidaanpyöristää rummuttamalla ja hiomalla.Reikiin tehdään usein kierteitä tai niihin kiinnitetään kierreniittejä.Voimme myös tarjota suurempia kokonaisuuksia. Niihintarvittavia koneistettuja osia saadaan läheisistä naapurikonepajoista.Pintakäsittelyä sekä maalausta että eloksointiahankimme lähellä olevista yrityksistä.Pakkaamme vanerisiin laatikkoihin myös suurempiakokonaisuuksia vientiin.Valmiiden osien valmistuksesta annamme mielellämmelisätietoa.Laserle Oyp.09-3509380Valuraudantie 25 f. 09 3509385000700 Helsinki www.laserle.fi40 OHUTLEVY 1/2008 www.ohutlevy.com