Yhteistyörobotit hitsaavassa teollisuudessa

Roboteilla on ollut jo pitkään vahva jalansija metalliteollisuudessa sen erilaisissa tehtävissä. Varsinkin hitsaavan teollisuuden robotisointiaste on ollut jo pitkään korkea. Roboteilla on haettu tuottavuutta ja tasaista laatua. Teollisuusrobotti on usein asennettu tiettyyn tuotantosoluun ja hitsattavat kappaleet on tuotu soluun tehtävien suorittamiseksi. Henkilöturvallisuuden vuoksi ihmisen pääsy robotin työskentelyalueelle on estetty. Teknologian kehittyessä on markkinoille ilmaantunut yhteistyörobotteja, joiden idea piilee matalassa käyttöönottokynnyksessä sekä edullisessa hinnassa. Yhteistyörobotti voi lisäksi toimia ihmisen kanssa samalla alueella, jolloin hyödynnettävyys erilaisiin tehtäviin on parempi.

Hitsaavassa teollisuudessa on jo pitkään osaavan työvoiman saatavuus ollut haaste. Tähän on oma osansa metalliteollisuuden leima raskaana ja likaisena työnä vaikka se ei enää nykyaikana ole totta. Ammatilliseen koulutukseen hakeutuu yhä vähemmän nuoria. Osansa on myös koulutuksen sisällöllä. Lopullinen oppiminen tapahtuu aina työelämässä. Työvoiman saatavuuden haasteeseen voidaan vaikuttaa myös lisäämällä automaatioastetta. Automaation ja robotisaation yleistymisen myötä hitsaajan työn kuva muuttuu enemmän raskaan työn suorittamisesta koneen tai koneiden valvomiseen.

Patria Landissa on pitkään etsitty robottia, jonka voisi tuoda työskentelypaikalle ja laittaa tekemään tiettyjä määritettyjä tehtäviä hitsaajan avuksi muun muassa tehtävän vaikean ergonomian vuoksi tai yksitoikkoisuuden vuoksi. Robotisaatiota ei niinkään ole mietitty tuottavuuden parantajana, vaan ennemminkin työolosuhteisiin ja laatuun vaikuttavana tekijänä. Messuja on kierretty ja eri toimittajien tarjontaan tutustuttu. Usein joko tekninen ratkaisu tai laitteiston hinta eivät kohdanneet sitä mitä on haettu. Muissa merkeissä käydyissä keskusteluissa HAMK  kertoi meille heillä olevan käynnistymässä Y-robo -hanke ja kysyi halukkuuttamme lähteä mukaan kokeiluun. Hitsauslaitteistolla varustettu yhteistyörobotti vaikutti lupaavalta ratkaisulta hakemaamme kohteeseen.

Kokeilussa lähdettiin tilanteesta, jossa tuotteessa oleva hitsi voitaisiin tehdä yhteistyörobotin avulla. Tuotteen hitsattavat liitokset ovat hitsaajan kannalta kovin monotoninen ja haastava mm. ympäristön lämpötilojen ja työasentojen kautta. HAMKin henkilöstön kanssa pidettiin kaksi tapaamista ennen testiä, jossa määritettiin ja keskusteltiin testauksen sisällöstä ja testikappaleesta. Ennen varsinaista testipäivää HAMK teki edeltävää tutkimusta, jotta varsinainen testaustapahtuma sujuisi mahdollisimman hyvin.

Testauspäivänä HAMKin henkilöstö ja opiskelijat saapuivat laitteiston kanssa paikalle. Päivän aikana Patrian työntekijät ja HAMKin edustajat kävivät läpi erilaisia tilanteita liittyen ohjelmointiin ja laitteiston käyttöön. Testitapahtuman lopuksi toinen Patrian työntekijöistä suoritti robotin ohjelmoinnin ja yhden osa-alueen varsinaisen hitsaamisen. Työntekijällä ei ollut aikaisempaa kokemusta ohjelmoinnista. Testissä osoitettiin, että kyseisen kohteen liikeratojen ohjelmointi otti noin 25 minuuttia ja ohjelma oli valmis suoritettavaksi. HAMKille testin tulos antoi kuvan siitä miten hitsauslaitteistolla varustettu yhteistyörobotti soveltuu suurille kappaleille sekä mitä rajoitteita laitteistolla on. Oppimista ja tiedon jakamista tapahtui puolin ja toisin. Muutama kiinnostava kysymys ja jatkotutkimusaihe laitteistoon ja sen ominaisuuksiin liittyen jäi tulevaisuuteen selvitettäväksi.

Mitä testistä sitten opittiin? Patrialle testi antoi kuvan siitä miten helposti robotin ohjelmointi ja suoritus voidaan tehdä. Laitteisto ei tuollaisenaan meille sovellu, mutta monelle metalliteollisuuden yritykselle kyseinen robotti voisi olla hyvä ratkaisu. Patrian käytössä laitteeseen kaivataan parempaa railonhakua ja seurantaa, johtuen kappaleen ja suunnittelun mallin eroavaisuuksista. Yhteistyörobotti onkin vahvoilla siellä, missä tuotteet muuttuvat, sarjat ovat pieniä ja perinteisen robottisolun hinta rajoittaa käyttöönottoa. Lisäksi robotin moninaiset käyttökohteet ja mahdollisuudet antavat joustavan tavan hyödyntää sitä. Vahvimpana asiana yhteistyörobotin kohdalla pidän ohjelmoinnin helppoutta, hintaa ja sitä, että sillä voi vähällä vaivalla korvata niitä tehtäviä missä ihmisen suoritus ei ole välttämätöntä tai olosuhteet ovat ihmiselle haastavia. Yhteistyörobotti ei korvaa ihmistä työntekijänä vaan se tulisikin mieltää ja käsittää ihmisen työkaluna, jolla voidaan helpottaa päivittäistä työntekoa. Muutaman vuoden päästä koneoppimisen ja tekoälyn kautta näitä robotteja voidaan käyttää yhä monimutkaisimpiin tehtäviin. Robotit on tätä päivää, tähän kelkkaan kannattaa lähteä mukaan.