fbpx

Robotiikan vaikutus tuotteisiin ja pakkauksiin

Scancerco / Jutturuutu / Robotiikan vaikutus tuotteisiin ja pakkauksiin
Arja Juujärvi

Robotiikan vaikutus tuotteisiin ja pakkauksiin

Robotiikan vaikutus tuotteisiin ja pakkauksiin on muuttanut valmistusta ja siihen liittyvää teknologiaa. Robotit ovat osa teollisuuden automaatiota, jossa koneet suorittavat rutiininomaisia työsuorituksia vapauttaen ihmiset vaativampiin tehtäviin. 

1960-luvulta alkaneesta teollisuusrobottien kehitystyöstä on kuljettu suurin harppauksin eteenpäin. GM Motorsin, vuoden 1969 autonosia valmistaneesta painevalukoneesta on päästy massiiviseen robotiikan ja automaation käyttöönottoon, jossa tuotteita valmistuu liukuhihnatyönä erittäin nopeaan tahtiin.

70-luvulta alkanut sähköisten robottien markkinoille tulo yhdistettynä nivelrobottikäsivarsien kehittymiseen on mahdollistanut massatuotannon useimmilla valmistavan teollisuuden alalla. Tietokoneohjatut teollisuusrobotit käsittelevätkin tätä nykyä työkappaleita tai –välineitä kuhunkin käyttötarkoitukseen ohjelmoituina koneina, osana koko tuotantoprosessia, joka enenevässä määrin on täysin automatisoitua.

Suomi on tätä nykyä robottimäärältään maailman robotisoituneimpia teollisuusmaita. Robotiikan ja automaation palvelukseen valjastetaan entistä enemmän prosessiteollisuuden toimintoja myös ovi-, ikkuna- ja talonrakennusteollisuudessa. Osa Suomen ovi- ja ikkunateollisuustuotteiden suurtuottajista on jo korvannut valtaosan työstö- ja kokoonpanotyön vaiheista automaatiolla ja pienemmät toimijat seuraavat vähitellen perässä.

Robotin Mira-painikekilvillä täyttämä pakkausalusta.

Robotit - liikeratojen mestarit

Robotin toiminta perustuu järjestelmällisesti organisoituihin liikeratoihin, joissa robotin käsivarsi suorittaa yksilöllistä tehtäväänsä kerta toisensa jälkeen. Robotin sähköisten, pneumaattisten tai hydraulisten toimilaitteiden avulla tuotetut liikkeet on ohjelmoitu siten, että teollinen tuotanto on nopeaa, täsmällistä ja tarkkaa. Tuotannon muuttuessa robottien liikkeet voidaan nopeasti ohjelmoida uudelleen kohtuullisella työpanoksella käsittelemään uutta tuotetta tai työvaihetta. Joustava automaatio taipuukin nopeasti ja monipuolisesti teollisen tuotannon muuttuviin tilanteisiin.

Robotiikan kriteerit tuotteelle

Moni asia muuttuu, kun käsityönä ja ihmisharkinnalla aiemmin tehty työvaihe korvataan robotilla. Robotti tottelee ainoastaan siihen ohjelmoitua tietoa. Ohjelmoitu tieto koskee paitsi aineiston lähdettä ja loppukohdetta, myös prosessia näiden ääripäiden välillä. Asennusrobotin kohdalla muutos koskee yleensä vähintään lähetyspakkausta ja asennettavaa tuotetta.

Robotin rajoittuneet liikeradat ja ohjelmoinnin vaatimat täsmälliset mitat edellyttävät aiempaa huomattavasti pienempiä toleransseja poimittaville ja asennettaville tuotteille, jotta robotti kykenee toimimaan ohjelmoidulla tavalla kussakin työvaiheessa. Laatukriteerit robottiohjauksella asennettavalle tuotteelle ovatkin hyvin erilaiset kuin käsityönä asennettavien tuotteiden vastaavat.

Karelia Ikkunat Oy:n täysautomatisoidulta tehtaalta.

Robotiikan kyvyt rajallisia

Robotin kyky avata tuotepakkaus on hyvin rajallinen, joten pakkauksen tulee olla suunniteltu robotille eikä ihmiselle. Robotin kyky poimia tuote pakkauksestaan on riippuvaista esim. käytetystä tekniikasta ja sen edistyksellisyydestä sekä tuotteen painosta ja sen mitoista. Tällöin esimerkiksi käsityökaluilla aiemmin asennettu ja hyväksi havaittu komponentti ei kelpaakaan robotille, koska mitoitus tai muoto ei täsmää ohjelmoidun nivelkäden sormiotteen tai muun tartuntaosan kanssa yksiin.

Myös materiaalista johtuva painoero tai laitteen tartuntateho voi tuoda haasteita. Jotta robotti kykenisi viemään työvaiheet loppuun, tulee asennettavan osan integroitua robottikäteen mahdollisimman hyvin, jotta osa pysyy paikoillaan käden eri asennoissa ja se kestää robotin asennusiskut vaurioittamatta lopputuotetta.

Työn laadun odotetaan myös robotilla tehtynä olevan huippuluokkaa ja tasalaatuista. Kun asennettava komponentti liikkuu ja pyörii osana koneprosessia, myös vaatimukset esim. sen pintakäsittelykerroksien paksuudesta tai määrästä voivat kasvaa. Jos tuotteen robottiohjatussa asennuksessa tarvitaan lisäksi työstöjä, katkaisua, kulmamuutoksia tai jotain viimeistelytoimia, nekin tulee huomioida jo tuotteen suunnittelussa.

Esimerkkinä tällaisesta robotiikan tuomasta tuotekehitystyöstä on ikkunan peitekilpi. Aiemmin silkkipaperiin yksittäin käärityt peitekilvet korvattiin kerrospakkauksilla ja robotiikan myötä edelleen tarjotinmallilla, jossa jokaiselle kilvelle on oma paikkansa robotin noudettavaksi. Avorakenne mahdollistaa kilven poimimisen riittävällä imulla ja sen kuljettamisen rumpuun, josta automaatio poimii kilven kerrallaan asennusta varten.

Täsmällisen ja tasalaatuisen tuotteen ansiosta robotti löytää oikean tuotteen, osaa poimia sen prosessiin ja asentaa sen oikein niin, että lopputulos täyttää asetetut vaatimukset.

Robotin kyvyt ovat rajallisia. Niiden erinomaisuus näkyy ensissijaisesti työtehossa ja työn tasalaatuisuudessa, kunhan kaikki tuotannon osa-alueet ovat yhteensopivia. Ihmistä tarvitaan edelleen ohjelmoimaan robotit ja arvioimaan robottituotannon vaikutuksia ja vaatimuksia asennustyölle ja siinä käytettäville komponenteille.

Robotiikan tuotekehitys

Jotta robottiohjattuun tuotantoon ja automaatioon siirtyminen sujuisi mahdollisimman jouhevasti, vuorovaikutus tuotannossa käytettävien tuotteiden toimittajien kanssa on erittäin tärkeää. Mitä nopeammin automaatiosuunnittelija saa tuotetta koskevat kriteerit, sitä paremmin automaatio saadaan toimimaan yksiin tuotteiden kanssa. Joskus kuitenkin tarvitaan tuote- tai pakkausmuutoksia tuotannon sujuvuuden maksimoiseksi.

Mikäli muutoksia tarvitaan, vä­hen­netään automaation tuomia tuo­tantokipuja aloittamalla tuote­kehitysprosessi jo varhaisessa vaiheessa. Tällöin palapelin palaset saadaan yhteensopiviksi jo hyvissä ajoin ennen varsinaisen tuotannon aloittamista ja säästetään sekä aikaa että kustannuksia.

Leave a Reply

Visit Us On FacebookVisit Us On LinkedinVisit Us On YoutubeVisit Us On Instagram