Konepalvelurobotin konseptisuunnittelu
Pehkonen, Teemu (2023)
2023
Automaatiotekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Automation Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-11-29
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202311049403
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202311049403
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää konepalvelurobottikonsepti, jota voidaan markkinoida asiakkaille. Konepalvelurobotti on teollisuudessa toimiva robotti, jonka tarkoituksena on automatisoida tuotteiden ja osien siirtoa koneisiin ja koneista pois. Automatisoimalla kyseisiä työtehtäviä saadaan parempaa tuottavuutta, tarvittavan työvoiman määrä vähenee ja samalla työturvallisuus kasvaa.
Työ tehtiin automaatioalan yrityksessä, joka toimittaa robottiratkaisuja asiakkailleen ympäri Suomen. Diplomityön aluksi asetettiin tutkimuskysymykset, joiden pohjalta myös konepalvelurobotin konseptia lähdettiin suunnittelemaan. Tutkimuskysymykset sisälsivätkin kysymyksiä liittyen keskeisiin konepalvelurobotin ominaisuuksiin. Diplomityössä tutkittuihin tutkimuskysymyksiin saatiin kattavasti tietoa asiakashaastatteluissa, joita tehtiin kolmeen erikokoiseen yritykseen Savon alueella. Asiakasyrityksiin tehtyjen asiakashaastattelujen lisäksi tutkimuskysymyksiin etsittiin vastauksia kirjallisuudesta ja vastaavista markkinoilla olevista laitteista.
Tehdyn tutkimuksen pohjalta voitiin edetä suunnittelemaan konseptia, joka täyttää asiakashaastatteluissa saadut kriteerit ja toiveet. Lopulta työssä päädyttiin käyttämään ABB:n valmistamaa IRB 5710-90/2.7 teollisuusrobottia ja tämän turvallistamiseen käytetään ABB:n SafeMove-toimintoa. Kyseinen teollisuusrobotti täyttää tutkimuksen perusteella löydetyt kriteerit, joiden perusteella robotti valittiin.
Tutkimuskysymyksiin saatiin vastaukset ja kattavasti tietoa. Ensimmäisessä tutkimuskysymyksessä pohdittiin, mitä asiakkaat halusivat konepalvelurobotilta. Robotin haluttiin olevan joustava, luotettava ja helposti ohjelmoitava. Helppo ohjelmoitavuus ja vaihtoehdot yksinkertaiseen ohjelmointiin olivatkin toisena tutkimuskysymyksenä. Vastausta tähän etsittiin kirjallisuudesta ja tutkimalla, miten markkinoilla jo olevia laitteita ohjelmoidaan. Konepalvelukäyttöön sopivimmaksi ohjelmointimenetelmäksi todettiin graafiset ohjelmointimenetelmät, kuten DFD (Da-ta Flow Diagrams) ja IBP (Icon-Based Programming) -ohjelmointimenetelmät. Nämä myös osittain estävät ohjelmoijaa tekemästä virheitä. Kolmas tutkimuskysymys käsitteli konepalvelurobotin syöttömenetelmää. Syöttömenetelmässä päädyttiin makasiinipohjaiseen syöttömenetelmään asiakashaastatteluissa saatujen vastausten perusteella. Lisäksi asiakasyrityksissä nähtiin konenäköpohjaisten syöttömenetelmien kasvattavan järjestelmän monimutkaisuutta ja ohjelmoinnin vaikeutuvan.
Työ tehtiin automaatioalan yrityksessä, joka toimittaa robottiratkaisuja asiakkailleen ympäri Suomen. Diplomityön aluksi asetettiin tutkimuskysymykset, joiden pohjalta myös konepalvelurobotin konseptia lähdettiin suunnittelemaan. Tutkimuskysymykset sisälsivätkin kysymyksiä liittyen keskeisiin konepalvelurobotin ominaisuuksiin. Diplomityössä tutkittuihin tutkimuskysymyksiin saatiin kattavasti tietoa asiakashaastatteluissa, joita tehtiin kolmeen erikokoiseen yritykseen Savon alueella. Asiakasyrityksiin tehtyjen asiakashaastattelujen lisäksi tutkimuskysymyksiin etsittiin vastauksia kirjallisuudesta ja vastaavista markkinoilla olevista laitteista.
Tehdyn tutkimuksen pohjalta voitiin edetä suunnittelemaan konseptia, joka täyttää asiakashaastatteluissa saadut kriteerit ja toiveet. Lopulta työssä päädyttiin käyttämään ABB:n valmistamaa IRB 5710-90/2.7 teollisuusrobottia ja tämän turvallistamiseen käytetään ABB:n SafeMove-toimintoa. Kyseinen teollisuusrobotti täyttää tutkimuksen perusteella löydetyt kriteerit, joiden perusteella robotti valittiin.
Tutkimuskysymyksiin saatiin vastaukset ja kattavasti tietoa. Ensimmäisessä tutkimuskysymyksessä pohdittiin, mitä asiakkaat halusivat konepalvelurobotilta. Robotin haluttiin olevan joustava, luotettava ja helposti ohjelmoitava. Helppo ohjelmoitavuus ja vaihtoehdot yksinkertaiseen ohjelmointiin olivatkin toisena tutkimuskysymyksenä. Vastausta tähän etsittiin kirjallisuudesta ja tutkimalla, miten markkinoilla jo olevia laitteita ohjelmoidaan. Konepalvelukäyttöön sopivimmaksi ohjelmointimenetelmäksi todettiin graafiset ohjelmointimenetelmät, kuten DFD (Da-ta Flow Diagrams) ja IBP (Icon-Based Programming) -ohjelmointimenetelmät. Nämä myös osittain estävät ohjelmoijaa tekemästä virheitä. Kolmas tutkimuskysymys käsitteli konepalvelurobotin syöttömenetelmää. Syöttömenetelmässä päädyttiin makasiinipohjaiseen syöttömenetelmään asiakashaastatteluissa saatujen vastausten perusteella. Lisäksi asiakasyrityksissä nähtiin konenäköpohjaisten syöttömenetelmien kasvattavan järjestelmän monimutkaisuutta ja ohjelmoinnin vaikeutuvan.