Robottihitsaus tuo sarjatuotantoon merkittävää hyötyä erityisesti nopeuden, toistettavuuden ja kustannustehokkuuden kautta. Kun sama hitsausliike toistetaan satojen tai tuhansien kappaleiden kohdalla, automaatio poistaa inhimillisen vaihtelun ja pitää laadun tasaisena kappaleesta toiseen. Alla käymme läpi tärkeimmät kysymykset, joita sarjatuotantoa suunnitteleva yritys yleensä pohtii robottihitsauksen suhteen.
Miten robottihitsaus eroaa käsinhitsauksesta sarjatuotannossa?
Robottihitsaus korvaa käsinhitsauksen toistuvissa, sarjamaisissa työvaiheissa siten, että robotti suorittaa saman hitsausradan täsmälleen samalla tavalla jokaisella kerralla. Käsinhitsauksessa ammattitaitoinen hitsaaja tekee jokaisen liitoksen erikseen, mikä tarkoittaa luonnollista vaihtelua nopeudessa, kulmassa ja lämmöntuonnissa. Sarjatuotannossa tämä vaihtelu kertautuu nopeasti.
Käytännön ero näkyy selkeimmin silloin, kun valmistetaan suuria määriä identtisiä osia. Robotti ei väsy, ei tarvitse taukoja eikä sen suorituskyky laske työvuoron loppua kohden. Käsinhitsaus on puolestaan vahvimmillaan monimutkaisissa yksittäiskappaleissa, erikoistilanteissa ja geometrioissa, joihin robotti ei pääse käsiksi.
Sarjatuotannossa robottihitsaus myös yhdistyy luontevasti muihin automaattisiin työvaiheisiin, kuten laserleikkaukseen ja särmäykseen, jolloin koko tuotantoketju toimii saumattomasti ilman turhia odotusaikoja.
Mitä tuotantokustannuksille tapahtuu, kun hitsaus automatisoidaan?
Hitsauksen automatisointi laskee yksikkökustannuksia sarjatuotannossa, koska robotti tuottaa enemmän hitsattuja kappaleita samassa ajassa kuin käsinhitsaus. Työvoimakustannukset per kappale pienenevät, hukkamateriaalin määrä vähenee ja uusintatyön tarve laskee laadun parantuessa.
Alkuinvestointi robottihitsauslaitteistoon on huomattava, minkä vuoksi automatisointi kannattaa erityisesti silloin, kun tilausmäärät ovat riittävän suuria. Pienissä erissä tai prototyyppivaiheessa käsinhitsaus on usein taloudellisesti järkevämpää, koska ohjelmointiin ja kiinnittimien suunnitteluun käytetty aika ei jakaudu riittävälle kappalemäärälle.
Pitkällä aikavälillä automatisointi vapauttaa myös ammattitaitoisen henkilöstön vaativampiin töihin, mikä parantaa koko tuotannon kokonaistehokkuutta.
Millaisille tuotteille robottihitsaus sopii parhaiten?
Robottihitsaus sopii parhaiten tuotteille, joissa sama hitsausgeometria toistuu suurissa määrissä, osat ovat mittatarkkoja ja liitoskohdat ovat robotin saavutettavissa. Tyypillisiä esimerkkejä ovat ohutlevyrakenteet, metallikotelot ja runko-osat ja erilaiset teollisuuden kiinnikkeet.
Ohutlevyn hitsauksessa robottihitsaus on erityisen vahvoilla, koska lämmönhallinta on tärkeää materiaalin muodonmuutosten estämiseksi. Robotti pystyy ylläpitämään tasaisen hitsausnopeuden ja energiansyötön, mikä vähentää ohutlevyn vääntymistä verrattuna käsinhitsaukseen.
Heikommin robottihitsaus soveltuu tuotteille, joissa geometria vaihtelee paljon kappaleesta toiseen, osat ovat epätarkkoja tai hitsausliitokset sijaitsevat hankalasti saavutettavissa paikoissa. Tällöin ohjelmoinnin ja kiinnittimien suunnittelun kustannukset voivat ylittää saavutettavan hyödyn.
Miten robottihitsaus vaikuttaa hitsauslaadun tasaisuuteen?
Robottihitsaus parantaa hitsauslaadun tasaisuutta merkittävästi, koska jokainen hitsausrata tehdään identtisillä parametreilla: sama nopeus, sama kulma, sama virta ja sama kaasuvirtaus. Tämä poistaa inhimillisen vaihtelun, joka on käsinhitsauksessa väistämätöntä.
Tasainen laatu tarkoittaa käytännössä sitä, että hitsausliitosten mekaaniset ominaisuudet pysyvät ennustettavina koko tuotantoerän läpi. Tämä on tärkeää erityisesti silloin, kun tuotteille on asetettu tarkat lujuus- tai tiiveysvaatimukset.
Laadun tasaisuus vähentää myös tarkastukseen ja uusintatöihin kuluvaa aikaa. Kun hylkäysprosentti laskee, koko tuotantoprosessi tehostuu ja toimitusajat pysyvät ennustettavina.
Kuinka nopeasti robottihitsaus skaalautuu tuotantomäärien kasvaessa?
Robottihitsaus skaalautuu tuotantomäärien kasvaessa suoraan siten, että lisäämällä robottisoluja tai pidentämällä käyttöaikaa kapasiteetti kasvaa ilman, että laatu kärsii. Kun hitsausohjelma on kerran tehty ja testattu, se voidaan ajaa uudelleen milloin tahansa ilman erillistä koulutusta tai perehdytystä.
Tämä tekee robottihitsauksesta erityisen joustavan vaihtoehdon tilanteissa, joissa tilausmäärät vaihtelevat tai kasvavat nopeasti. Sama ohjelma toimii yhtä hyvin kymmenen kappaleen koe-erässä kuin tuhannen kappaleen tuotantoajossa, kunhan alkuperäinen ohjelmointi on tehty huolellisesti.
Käsinhitsauksessa skaalautuminen vaatii lisää ammattitaitoista henkilöstöä, mikä on sekä hidasta että kallista. Robottihitsauksessa pullonkaula on useimmiten kapasiteetin lisääminen laitteistoon, ei osaamiseen.
Milloin kannattaa valita robottihitsaus sopimusvalmistuksessa?
Robottihitsaus kannattaa valita sopimusvalmistuksessa silloin, kun tilauserät ovat riittävän suuria, tuotteen geometria on toistuva ja laadulta vaaditaan tasaisuutta koko erän läpi. Käytännössä tämä tarkoittaa yleensä vähintään muutamia kymmeniä identtisiä kappaleita, joissa hitsausliitokset ovat selkeästi määriteltyjä.
Sopimusvalmistuksessa robottihitsaus tuo lisäarvoa erityisesti silloin, kun asiakas tarvitsee toistuvasti samaa tuotetta ja haluaa varmistua siitä, että jokainen toimituserä vastaa edellistä. Tämä on tärkeää esimerkiksi teollisuuden kokoonpano-osissa, joissa vaihtelua ei voida hyväksyä.
Me Laser-Aittalla yhdistämme robottihitsauksen laserleikkaukseen ja särmäykseen saman katon alla, mikä tarkoittaa, että ohutlevytuotteet kulkevat suunnittelusta valmiiksi tuotteeksi ilman turhia välivaiheita. Jos sinulla on sarjatuotantoon soveltuva metallituote, kannattaa ottaa yhteyttä asiantuntijoihimme ja katsoa yhdessä, miten tuotanto kannattaa järjestää.