Hitsaus

Tehoa hitsaukseen

Prosessikehitys ja uusi tekniikka parantavat konepajan toimivuutta

Suomen konepajoilla tarvitaan monesti lisää resursseja ja tehokkuutta hitsaustuotantolinjoille. Esimerkiksi investoinnit uudempiin laitteisiin tai automaatioon voi auttaa asioita. Toisaalta tuotannon prosesseja ja työkäytäntöjä voi olla syytä käydä pajalla läpi laajemminkin.

Prosessien ja tuotannon häiriötön jatkuvuus ovat tunnetusti kriittisiä tekijöitä hitsaustuotannon tehokkuuden kannalta. Niinpä konepajojen hitsausprosessien toimivuuteen olisi syytä kiinnittää yhä enemmän huomiota.

Kokonaisuuden yhteensovittaminen ja toimivuus ovat tuotantolinjoilla tärkeitä seikkoja, mutta ne usein jäävät konepajan omalle vastuulle. Toimintojen optimoinnissa ja ongelmatilanteissa olisi usein perusteltua konsultoida yrityksen ulkopuolisia asiantuntijoita.

”Suomessa on käytössä paljon vanhoja hitsauskoneita”, muistuttaa Woikoski Oy:n myyntijohtaja Ville Mela.

”Kun konepajalla siirrytään uusiin laitteisiin, turhat jälkityöt ja roiskeet vähenevät. Niin ikään oikeanlaisen suojakaasun avulla päästään entistä parempiin tuloksiin ja saadaan tuotantoon lisää kustannustehokkuutta.”

Kuva: Woikoski Oy

Kaasuverkosto ajan tasalle

Pajojen tehokkuutta voitaisiin Melan mukaan lisätä myös muun muassa kaasunsyötön alalla.

”Konepajojen kaasupullojen tilalle kannattaisi monessa tapauksessa hankkia kaasuverkosto – kaasun syöttö tapahtuisi pattereista tai säiliöstä verkostoa pitkin kaasua käyttäville koneille. Silloin hitsaajien ei tarvitsisi kesken työnteon lähteä kaasupulloa vaihtamaan.”

Sekä säiliön että patterin tapauksessa voidaan soveltaa kaukovalvontaa, jolloin kaasun täydennykset voidaan hoitaa automaattisesti oikeaan aikaan.

”Silloin asiakkaan ei tarvitse lainkaan huolehtia kaasutäydennyksistä, ja konepajoilla voidaan keskittyä perusasioihin. Tällaiset nykyaikaiset kaukovalvontajärjestelyt ovat jo yleistymässä”, Mela selittää.

Kokonaisuus kuntoon

Monilla pajoilla olisi Melan mukaan kannattavaa käyttää tapauskohtaisesti kehitettyjä yksilöllisiä kokonaisratkaisuja. Niihin kuuluvat yhtä lailla suunnittelu, koneet, kaasuverkosto ja hitsauslangat kuin ylläpito ja tarvittavat huoltotyötkin.

”Kokonaisratkaisumalli helpottaa toiminnan hallinnoimista, seurattavuutta ja toimintavarmuutta sekä parantaa toiminnan laatua ja tuottavuutta. Silloin asiat alkavat olla jo hyvällä tolalla. Käytettävät hitsausmenetelmät kuitenkin ovat aina asiakaskohtaisia.”

Nykyisin esimerkiksi hitsausautomaatio tekee vahvasti tuloaan tuotantolinjoille.

”Voimme tehdä konepajoilla kartoituksia ja ehdottaa mahdollisia uudistuksia. Meillä on myös vanhoille kaasuverkostoille kuntokartoituspalvelu, jonka yhteydessä voimme raportoida korjaustarpeista ja tarjota huoltosopimuksia – kuten kaasukeskusten tai kaasuverkoston huoltoa vaikkapa kerran vuodessa”, Mela mainitsee.

Suojavälineet ergonomisiksi

Pajoilla olisi hyvä kiinnittää huomiota myös maskeihin ja muihin suojavarusteisiin, koska ne ovat tärkeä työturvallisuuskysymys.

”Esimerkiksi raitisilmamaskit ovat nykyään kehittyneet aiempaa kevyemmiksi ja ergonomisemmiksi sekä muutoinkin laadultaan paremmiksi”, Mela toteaa.

”Woikoski on tuonut markkinoille sveitsiläisen Optrel AG:n valmistamia uudenlaisia maskeja ja raitisilmalaitteita hitsaus-, hionta- ja muun teollisuuden henkilösuojaukseen.”

Uutena innovaationa tällä sektorilla Mela mainitsee erillisen kevyen raitisilmalaitteen, joka soveltuu hitsaus- ja hiontatöihin.

”Raitisilmalaitteessa on puolinaamari, joka peittää suun ja nenän ja ohjaa puhdistettua ilmaa käyttäjälle. Laitteen kanssa on mahdollista käyttää vapaasti valittua kypärää ja suojalaseja. Se sallii liikkumisen vaikeissakin työasennoissa”, Mela kehuu uutta suojaustuotetta.

Pemamek Oy:n myyntipäällikkö Samuel Karjalainen kertoo konepajojen hitsausrobotti-investointien lisääntyvän Suomessa koko ajan.
Kuva: Pemamek Oy

Hitsausrobotit yhä yleisempiä

Nykyaikaisiin hitsausautomaatioratkaisuihin erikoistuneen Pemamek Oy:n myyntipäällikkö Samuel Karjalainen kertoo konepajojen hitsausrobotti-investointien lisääntyvän Suomessa koko ajan. Hänen mukaansa robottien tehtäväksi on nyttemmin saatu siirrettyä sellaisia hitsauksia, joita aiemmin hoidettiin manuaalisesti.

”Robottien käyttö hitsauksissa on vähentänyt jälkityön määrää. Muun muassa automatisoidun prosessin pienempi lämmöntuotanto on vähentänyt työstettävien kappaleiden muodonmuutoksia hitsauksen aikana”, Karjalainen selittää.

”Esimerkiksi hitsattavan työkappaleen esilämmitys voidaan jatkossa suorittaa osana automaatioratkaisua. Ennen automaatiota tämä työvaihe hoidettiin käsin hitsauspillien avulla – nyt osana ratkaisua voidaan käyttää esikäsittelyuunia tai robotin avustuksella suoritettavaa induktio- tai kaasulämmitystä. Prosesseja on siis kehitetty samaan aikaan kun automaatiota konepajoilla on lisätty.”

Automatisointia mittojen mukaan

Monesti kehitystyö alkaa siitä, että selvitetään oikea ja sopivin tapa valmistaa asiakkaan tuotteet hitsausrobotilla.

”Silloin katsotaan, miten teknologiaa voidaan hyödyntää parhaalla tavalla.”

”Tällaisia automaatioratkaisuja on mahdollista toteuttaa asiakaskohtaisesti asiakkaan tarpeiden mukaan, esimerkiksi valmistettavien tuotteiden mittasuhteiden ja käytettävissä olevan työtilan perusteella”, toteaa Karjalainen.

Hänen mukaansa Pemamekin yhtenä keskeisenä valttina on asiakkaalle tarjottavan kokonaisratkaisun laajuus.

”Usein asiakas tilaa meiltä itse automaatiolaitteiston, hitsauskiinnittimet, robottiohjelmoinnin, tuotantokappaleiden hitsausparametrit sekä kattavan koulutuksen ja ohjelmistopaketin tukemaan ratkaisua.”

”Kaikki tämä pystytään tarjoamaan asiakkaalle niin, että laitteisto on kasattu ja koehitsattu meillä Loimaalla ennen toimitusta asiakkaalle. Tällöin myös asiakas saa varmuuden siitä, milloin uusi laitteisto on tuotantokäytössä, joten häiriö muulle tuotannolle on minimaalinen.”

”Asiakkaamme arvostavat Pemamekin kotimaisuutta ja sitä, että suunnittelemme kaiken itse ja pyrimme paljolti hoitamaan itse myös tuotevalmistuksen. Pemamekilla työskentelee tällä hetkellä noin 260 työntekijää.”

Joitakin teräsosia hankitaan Karjalaisen mukaan alihankintana Suomesta, mutta kaikkien laitteiden kokoonpano ja testaus hoidetaan Loimaalla.

Lisää tuottavuutta ja tuotantovarmuutta

Juuri nyt Suomen konepajoille hankitaan Karjalaisen mukaan paljon robottihitsauslaitteita. Monet ovat investoimassa ensimmäiseen automatisoituun hitsausasemaansa, joillakin pajoilla on niitä jo useitakin.

Samalla suomalaiset konepajat siirtävät takaisin Suomeen sellaista tuotantoa, jota on tähän asti teetetty ulkomailla alihankintana. Tähän kehitykseen vaikuttavat sekä toimitusvarmuusnäkökohdat että automaatiotekniikan uudet innovaatiot.

”Ohjelmointi on kehittynyt helpoksi. Se voi tehdä roboteista entistä houkuttelevampia”, hän arvioi.

”Aiemmin hitsausrobotti kannatti ohjelmoida, jos pajalla oli työn alla paljon samanlaisia tuotteita. Nykyään voidaan helposti ohjelmoida myös piensarjojen tai jopa yksittäisten tuotteiden hitsausta.”

”Hitsausrobotti nopeuttaa töitä ja lisää työn tuottavuutta. Konepaja voi automaation ansiosta ottaa tehtäväkseen uudenlaisia tehtäviä, joita ei ennen olisi voitu tehdä”, korostaa Karjalainen.

Pemamek Oy:n sovelluspäällikkö Teemu Rusi sanoo, että robotteja voidaan konepajalla ohjelmoida etäohjelmistosovelluksen avulla. Etäohjelmointi onnistuu PC:n avulla jopa toiselta puolelta maapalloa.
Kuva: Pemamek Oy

Robotit yövuoroon

Useat konepajat ovat siirtyneet kolmeen työvuoroon siten, että työntekijät hoitavat kaksi päivävuoroa ja sitten robotit hoitavat yövuoron kokonaan automaattisesti.

Täysin miehittämättömissä hitsausvuoroissa voi toki tulla ongelmiakin. Konepajan on tehtävä turvallisuuskartoitus ja minimoitava mahdolliset riskit.

”Työnaikainen laadunvalvonta kuitenkin onnistuu automatisoiduissakin prosesseissa. Linjoilla voidaan varmistaa, että hitsauksia ei tehdä väärillä lähtöarvoilla”, vakuuttaa Karjalainen.

Robottihitsausta varten konepajoille ei yleensä tarvita konenäköjärjestelmiä – paitsi ehkä erikoistapauksissa – koska tarkat koordinaatit hitsaukseen saadaan ohjelmoinneilla ja kalibroinneilla.

Ohjelmointi helpommaksi

Sovelluspäällikkö Teemu Rusi kertoo hitsausautomaation ohjelmistokehityksen olevan Pemamek Oy:n omissa käsissä.

”Meillä on oma ohjelmistopuolen tuotekehitysosasto, jossa kehitetään laitteistojen kanssa myytäviä ratkaisuja – siis älykästä ohjausta mekaniikalle. Asiakkaille saadaan kokonaispaketteja, jotka ovatkin meille tärkeä kilpailuvaltti”, Rusi mainitsee.

”Usein toimitukseen kuuluu yhden tai useamman tuotteen hitsausohjelma. Siinä tuote voi olla esimerkiksi asiakkaan volyymituote.”

Konepajat lisäävät Rusin mukaan robotteja tuotantolinjoille paljolti työvoimapulan takia.

”Robotteja voidaan konepajalla ohjelmoida etäohjelmistosovelluksen avulla. Etäohjelmointi onnistuu PC:n avulla jopa toiselta puolelta maapalloa.”

”Ohjelmistokehitys on edennyt pisteeseen, jossa 3D-mallista tunnistetaan automaattisesti piirteitä ja niiden perusteella hitsejä. Silloin hitsausohjelmia pystytään tekemään aiempaa nopeammin.”

Suunnittelua ja koulutusta

Tyypillisesti hitsausautomaation kauppaan kuuluu kokonaisvaltainen koulutus asiakkaalle.

”Yleensä Pemamek järjestää koulutukset asiakkaan tiloissa. Koulutus voi alkaa jo siinä vaiheessa, kun uutta tuotantolinjaa vasta suunnitellaan tai rakennetaan”, Rusi kertoo.

Robotin hitsausohjelmia tehdessä on tärkeää, että käyttäjä ymmärtää vähintään hitsauksen perusteet. Hitsauslanka, suojakaasu ja niille sopivat parametrit on haettu käyttöönottovaiheessa, joita on helppo kutsua etäohjelmoinnista.

Käyttäjän vastuulla on myös suunnitella hitsausjärjestys esimerkiksi hitsauksesta johtuvien muodonmuutosten minimoimiseksi.

Ulottuvuustesteillä voidaan lisäksi varmistaa, että robotti yltää kaikkiin niihin paikkoihin, joihin pitääkin.

”Mekaanista rataa suunniteltaessa on katsottava, millainen tila asiakkaalla on käytettävissä ja missä nosturit sijaitsevat. Pienten tuotteiden hitsaamiseen ei kannata suunnitella liian suurikokoista hitsausasemaa”, muistuttaa Rusi.

”Simulointitiimi myös selvittää, tarvitaanko esimerkiksi moniakselisia pyörityslaitteita hitsausrobotin luoksepäästävyyttä ajatellen. Usein hitsattavalla tuotteella on vähintään 1-akselinen pyörityslaitteisto, esimerkiksi vastapöytäpari.”

Rusi tähdentää, että kokonaistoimitusten tulisi kattaa kaikki tuotantoratkaisun osa-alueet.

”On tärkeää, että asiakas ei jää automaatioratkaisun kanssa yksin.”

Teksti: Ari Mononen