Tausta
Älykäs valmistus ja älykäs tuotanto -konseptit ja -teknologiat yhdistävät edistykselliset suunnittelu-, ennustamis- ja ohjausvälineet keskeisten valmistustekniikoiden nopeaa uudelleenkonfigurointia varten. Esimerkiksi robottihitsausta sekä robottipohjaista lisäainevalmistusta, kuten langakaari-lisäainevalmistusta ja suoraa energian syöttöä, voidaan parantaa älykkäällä ja tehokkaalla offline-valmistelulla sekä älykkäällä ohjauksella. Näillä valmistusprosesseilla on yhteisiä piirteitä, sillä ne ovat erittäin riippuvaisia automaatiosta ja robotiikasta. Ne voivat kaikki perustua käsivarsirobotteihin, ja siten niitä voidaan pitää yhtenäisenä prosessiperheenä, joka perustuu käsivarsirobotiikkaan, mutta vaihtelee työkalujen ja työkalunvaihdon mukaan. Nämä käsivarsipohjaiset prosessit ovat joustavia, mutta niiden tarkkuus on heikompi verrattuna muihin konearkkitehtuureihin, kuten karteesisisiin koneisiin.
Tavoitteet
Hankkeella on kaksi päätavoitetta:
- Kehittää robottihitsauksen ohjausjärjestelmä, joka pystyy säätämään hitsausparametreja dynaamisesti reaaliajassa hyödyntäen anturipalautetta, kuten hitsauskameroita, pyrometrejä ja linjaskannereita. Tämän järjestelmän tarkoituksena on parantaa hitsauslaatua ja kestävyyttä reagoimalla välittömästi prosessin vaihteluihin.
- Luoda offline-mallinnus- ja simulointikehys, joka kuvaa hitsauksen aiheuttaman lämpö- ja mekaanisen käyttäytymisen. Tämä kehys perustuu äärellisten elementtien mallinnukseen sekä monialaiseen adaptiiviseen optimointimenetelmään, jonka avulla määritetään optimaaliset hitsausjärjestykset ja -parametrit tavoitteena minimoida valmistettujen komponenttien muodonmuutokset ja lämpöjännitykset.
Toteutus
Järjestelmän kehittäminen toteutetaan kolmella toisiaan täydentävällä teollisella käyttötapauksella, jotka kattavat kaksi valmistusprosessia: hitsauksen ja hitsaukseen perustuvan lisäainevalmistuksen. Nämä tapaukset kattavat erilaiset valmistusmittakaavat ja eräkoot, jotka vaihtelevat yksittäistuotannosta keskisuuriin sarjoihin. Ohjausjärjestelmän tavoitteena on mahdollistaa valmistusyksikkö, jossa on lyhyet käynnistysajat sekä parempi tuottavuus ja laatu. ROBOT BOX -projektin työ sisältö vastaa neljää kuudesta SMART-teknisestä osa-alueesta ja osoittaa globaalin teknologian, yritysyhteistyön ja arvoketjujen hyödyt sekä lisäarvon tällaisen monimutkaisen ja kattavan valmistuksen ohjauskehyksen ja sen komponenttien toteuttamisessa.