Robotteknisk system for automatisert sammenstilling av cargopumpedeler

Abstract

Etter produksjon av komponenter sammenstilles disse til et komplett produkt. Sammenstillingsprosessen er i mange tilfeller relativt enkel og repeterende for montøren. Dette kan føre til belastningsskader hos arbeideren. Hovedargumentet er økonomiske besparelser når automatisering av sammenstillingsprosesser introduseres som løsning. Store summer kan spares på å redusere manuell sammenstillingstid for et produkt, samtidig som montører unnlates flere repeterende prosesser.

Produksjonsdata ved bedriften Framo Fusa AS er lagt til grunn når et konsept for robotisert sammenstilling av cargopumpedeler beskrives og forsvares. Bedriften har i lengre tid brukt atropomorfe robotarmer til bruk innen sveis og maskinmating, men har ikke utforsket mulighetene innen robotisert sammenstilling. Avhandlingen tar for seg generell teori rundt robotiserte prosesser med fokus på fleksibel sammenstilling. Robotteknologien utvikles stadig og med utviklingen øker fleksibiliteten. Fleksible produksjonsbedrifter som Framo Fusa, med et relativt lavt produksjonsvolum, kan benytte seg av dette og la samme robot montere et bredt spekter av sammenstillinger.

Gjennom analyse av geometri og produksjonstall har 8 ulike sammenstillinger blitt valgt ut som gode eksempler til bruk i et løsningsforslag. I tillegg har en akselsammenstilling blitt vurdert som et godt forslag til videre utvikling av cellen. Kjernen i cella er en banemontert ABB IRB 4600-60/2.05 manipulator med automatisk verktøyveksler og påmontert kamera for identifisering av komponentposisjon og verifisering av sammenstillinger. Offline programmering i ABBs proprietære programvare Robotstudio har blitt benyttet for å simulere en full gjennomgang av sammenstillingsprosedyrene. Programmet har også fungert som et effektiviserende verktøy under den iterative utviklingen av løsningsforslaget, der alle mekanismer, I/O-signaler, logikk og sensorikk simuleres til det fulle og gir et godt overblikk for feilkilder som kan utbedres.

En økonomisk analyse viser at løsningsforslaget gir en tilbakebetalingstid for investeringen på ca 30 måneder gitt produksjonstall fra 2015. En besparelse på 850 000 NOK kan økes til 1 300 000 NOK om akselsammenstillingen implementeres i en videre utvikling av cellen. Med et fortsatt samarbeid mellom utviklingsavdelingen og avdeling for metode og prosess vil en helautomatisert løsning av komplett pumpesammenstilling være mulig på sikt. Produksjonsdata ved bedriften Framo Fusa AS er lagt til grunn når et konsept for robotisert sammenstilling av cargopumpedeler beskrives og forsvares. Bedriften har i lengre tid brukt atropomorfe robotarmer til bruk innen eksempelvis sveis og maskinmating, men har ikke utforsket mulighetene innen robotisert sammenstilling. Avhandlingen tar for seg generell teori rundt robotiserte prosesser med fleksibel sammenstilling i fokus. Robotteknologien utvikles stadig og med denne utviklingen øker fleksibiliteten. Fleksible produksjonsbedrifter som Framo Fusa, med et relativt lavt produksjonsvolum, kan benytte seg av dette og la samme robot montere et bredt spekter av sammenstillinger.

Gjennom analyse av geometri og produksjonstall har 8 ulike sammenstillinger blitt valgt ut som gode eksempler til bruk i et løsningsforslag. I tillegg har en akselsammenstilling blitt vurdert som et godt forslag til videre utvikling av cellen. Kjernen i cella er en banemontert ABB IRB 4600-60/2.05 manipulator med automatisk verktøyveksler og påmontert kamera for identifisering av komponentposisjon og verifisering av sammenstillinger. Offline programmering i ABBs proprietære programvare Robotstudio har blitt benyttet for å simulere en full gjennomgang av sammenstillingsprosedyrene. Programmet har også fungert som et effektiviserende verktøy under den iterative utviklingen av løsningsforslaget, der alle mekanismer, I/O-signaler, logikk og sensorikk simuleres til det fulle og gir et godt overblikk for feilkilder som kan utbedres.

En økonomisk analyse viser at løsningsforslaget gir en tilbakebetalingstid for investeringen på ca 30 måneder gitt produksjonstall fra 2015. En besparelse på 850 000 NOK kan økes til 1 300 000 NOK om akselsammenstillingen implementeres i en videre utvikling av cellen. Med et fortsatt samarbeid mellom utviklingsavdelingen og avdeling for metode og prosess vil en helautomatisert løsning av komplett pumpesammenstilling være mulig på sikt.