Opinnäyte- ja Diplomityöt

Diplomityö / Simon Van den Hende

Autogenous laser welding has shown many advantages over traditional welding methods in numerous applications. Still the process has disadvantages, e.g. limited area of thickness and tight tolerances in groove manufacturing. The research work has been carried out to overcome these disadvantages.

In this study, tests were made with a fiber laser using a constant power of 6 kW. Single and multi pass techniques were used to weld various thick austenitic stainless steel sections. Very narrow grooves were used because of the lack of filler material. Many problems have been noticed, evaluated and solved. A good view of multi pass laser welding has been created. Tests were made up to a thickness of 22,5 mm. Good results were found up to a thichness of 10-12 mm. Welding thicker plates becomes a lot more difficult, though it is not impossible.

Diplomityö / Teemu Hiltunen

Tässä diplomityössä tarkasteltiin laseria ja sen käyttöä laserhitsauksessa. Laserin käyttäminen asettaa omat vaatimuksensa ja haasteet laserhitsattavan tuotteen ja mahdollisen kiinnittimen suunnittelulle. Lisäksi laserin käyttö konepajassa asettaa tiettyjä vaatimuksia työympäristölle.
Diplomityössä suunniteltiin uudelleen eräs ohutlevystä valmistettava kotelo ja pyrittiin selvittämään soveltuuko se laserhitsattavaksi, ja saako kotelosta hitsattua täysin tiiviin. Kotelo soveltui hyvin laserhitsattavaksi, mutta täysin tiiviin kotelon hitsaaminen oli haasteellista ja hyvin epävarmaa.

Diplomityö / Piiroinen Aki

Diplomityössä tutkitaan hitsausprosessien kehitystä. Työn kirjallisen osan alku kuvaa hitsauksen nykypäivää ja tulevaisuutta sekä millainen on hitsaava Suomi. Kehittyneiden hitsausprosessien tarkastelu on jaettu hiiliterästen ja alumiinien hitsausprosesseihin. Hiiliteräksien hitsauksen osalta työssä esitellään kitkahitsaus pyörivällä työkalulla, muunnettu lyhytkaarihitsaus, laserhitsaus, laser-hybridihitsaus ja kapearailohitsaus. Alumiinien hitsauksen osalta työssä esitellään laserhitsaus, muunnettu lyhytkaarihitsaus, kitkahitsaus pyörivällä työkalulla ja vaihtovirta MIG hitsaus.

Diplomityön käytännönosuudessa todennettiin hitsausprosessien kehitys. Ensimmäisissä hitsauskokeissa hitsattiin merialumiinia eri kaarityypeillä. Vertailua tehdään pulssihitsauksen, lankapulssihitsauksen sekä CMT-kaarihitsauksen välillä. Koehitsaukset osoittavat CMT-hitsauksen tuottavan MIG-pulssihitsausta pienemmät hitsausmuodonmuutokset. CMT-hitsauksessa alumiinin oksidikerros aiheuttaa MIGpulssihitsausta vähemmän ongelmia, sillä kaari syttyy varmemmin suurillakin hitsausnopeuksilla, eikä hitsiin synny huokosia. Hitsausnopeudella 40 cm/min lankapulssihitsauksella ja MIG-pulssihitsauksella päittäisliitoksena hitsattujen vesileikattujen alumiinikappaleiden hitseihin ei syntynyt huokosia. Kokeen perusteella voidaan todeta, ettei oksidikerroksella ollut vaikutusta hitsin onnistumiseen. Hitsauskokeiden toinen osio tutkii hiilimangaaniteräksisen T-palkin kuitulaserhitsausta. Viiden kilowatin laserteholla hitsattiin onnistuneesti viisi metriä pitkiä T-palkkeja hitsausnopeudella 2 m/min. Takymetrimittauksella ja Tritop 3D-koordinaattimittauksella todennettiin laserhitsatun T-palkin hitsausmuodonmuutosten olevan huomattavasti Twin-jauhekaarihitsauksella hitsattua T-palkkia pienemmät.

Diplomityö / Vattulainen Marko

Työssä tarkastellaan hitsauksen tuotekehityksen suunnittelun toteuttamista ja hitsauksen kehittämistä konepajalla. Yritykset tietävät omat valmistustekniset ongelmansa, mutta kehittämisen aloittaminen on monesti hankalaa tai sitä ei edes aloiteta. Pienimmillä yrityksillä ei usein ole mahdollisuuksia eikä osaamista uusien tuotantomenetelmien ja tuotteiden kehittämiseen. Työssä annetaan neuvoja miten alentaa kehittämistyön aloituskynnystä ja auttaa suunnittelutehtävän jäsentelyssä. 

Tuotteen suunnittelu on vaativa tehtävä, koska siinä lyödään lukkoon tuotteen toimivuus ja suurin osa kustannuksista. Suunnittelijoiden on tiedettävä eri valmistusmenetelmistä ja valmistusystävällisestä suunnittelusta, jotta he voisivat huomioida valmistettavuus- ja kokoonpanonäkökohdat. Hyvässä hitsatussa tuotteessa on mahdollisimman vähän hitsiä, käytetty modulointia ja standardointia sekä käytetty hitsausta korvaavia menetelmiä. Työssä on esitelty valmistusystävälliseen suunnitteluun kehitelty "Design For Welding" -malli, jossa käydään läpi hitsatun rakenteen erityispiirteet suunnittelun kannalta. Valmistusystävällisen suunnittelun tarkoituksena on vähentää tilauskohtaista suunnittelua, hitsausta, hitsauksen jälkeistä käsittelyä ja koneistusta.

Opinnäytetyö / Lamminpää Mikko

Opinnäytetyö laadittiin Koneteknologiakeskus Turku Oy:lle. Työn lähtökohtana oli organisoida Koneteknologiakeskukseen käyttöinsinöörikoulutus ja insinöörityöpaja. Käyttöinsinöörikoulutuksella pyritään saamaan koneteknologiakeskukselle ammattitaitoisia koneenkäyttäjiä. Insinöörityöpajan tehtäviin kuuluvat myös yritysten toimeksi antamat insinöörityöt, projektit sekä alihankintatyöt. Opinnäytetyössä laadittiin toimintamallit sekä sopimuspohjat käyttöinsinöörikoulutuksen ja insinöörityöpajan tulevalle toiminnalle. Tässä työssä valittiin käyttöinsinöörikoulutuksen tulevaksi toteuttamistavaksi assistenttipohjainen toimintamalli. Insinöörityöpajan toimintamalliksi valittiin oppilaitos-KTK-mallin ja osuuskuntamallin kaksipäinen eteneminen, jossa siirrytään tulevaisuudessa käyttämään pelkästään osuuskuntamallia.

Opinnäytetyö / Kimmo Järviö

Siirtopuomin hitsauksen robotisointi

Opinnäytetyö / Nadeza Uosukainen

Työssä toteutettiin tutkimuspyyntö, jonka sai Koneteknologiakeskus Turku OY. Tutkimuksessa pyydettiin valmistamaan ammeen osia 1.5 mm paksuisesta teräslevystä. Työ tehtiin robottisärmäyssolussa, joka on suunniteltu ohutlevyjen särmäämiseen. Solu koostuu Amada HFE 80-25 -särmäyspuristimesta ja Motoman UP50N -käsivarsirobotista. Työssä käytiin läpi särmäyspuristimen ja käsivarsirobotin ohjelmointia ja niiden välistä keskustelua I/O-tietojen kautta. Motoman-robotille tehtiin toimivat pääohjelmat jokaiselle kappaleelle. Pääohjelmat koostuvat kolmesta erilaisesta ohjelmasta: aihionhakuohjelmasta, särmäysohjelmasta ja lavausohjelmasta. Työssä myös tutustuttiin moniin aputyökaluihin, jotka ovat koneiden kanssa yhteydessä. Lopputulokseksi saatiin toimivat ohjelmat, joiden kanssa voidaan tehdä ammeen osia sarjatuotannossa. Ongelmallisin oli tolppa-kappale. Sen ohjelma on toimiva, mutta kappaleen kolme päätysärmää jäi epätäydelliseksi.

Opinnäytetyö / Joona Hupponen

Tässä opinnäytetyössä esitellään robottisolua, joka on erikoistunut kappaleenkäsittelyyn. Juha Punta Oy tilasi tämän robottisolun opiskelijatyönä. Robottisolu toimii osana Salvagninin levytyöstökeskusta. Opinnäytetyössä tulee esille robottisolussa olevien laitteiden, sisäisen kommunikaation sekä solun laitteiden toiminnan esittelyä. Tavoitteena oli rakentaa ja suunnitella robottisolu, joka tulisi vastaanottamaan levytyöstökeskukselta tulevat tuotteet ja lavaamaan ne kuormalavoille sekä jigeille. Robottisolussa oli tarkoitus hyödyntää vanhasta särmäyssolusta vapautunutta Motoman SK-45 robottia ja kuormalavojen rullakuljetinlinjasto, joka toimisi täyteen lavattujen kuormalavojen varastona. Lisäksi täytyi suunnitella Salvagninin valmistamille kappaleille vastaanottopöytä, josta robotti pystyisi tarttumaan myös kääntöpuolelta. Työssä suunniteltiin myös jigi kuormalavoille. Robottisolulle rakennettiin myös uusi sähkökeskus, josta hyötyy myös muu tuotanto. Robottisoluun suunniteltiin sähköistys, joka rakennettiin JK Power Oy:n luvilla. Lopputuloksena Juha Punta Oy sai robottisolun, joka vastaanottaa ja käsittelee myös kappaleita, joita ei Salvagninin omassa käsinpurkupaikassa pystytä vastaanottamaan.

Opinnäytetyö / Savikangas Pekka

Tässä opinnäytetyössä tarkasteltiin taivutukseen ja särmäykseen liittyviä asioita lähinnä sillä tasolla, joka on käytännön töihin riittävä. Tietoa kerättiin eri tietolähteistä, ja niistä on pyritty poimimaan kaikkein olennaisimmat taivutukseen ja särmäykseen liittyvät asiat. Tämän opinnäytetyön käytännön osuutena oli ohutlevystä särmäämällä valmistettavan teräksisen hyllytason sarjatuotannon käynnistäminen Koneteknologiakeskus Turku Oy:ssä ja siihen liittyvät toimenpiteet ja asiat.

Opinnäytetyö / Ville Kunelius

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli muodostaa CNC-sorvista ja teollisuusrobotista automaattisesti toimiva robotisoitu sorvaussolu, jossa robotti toimii sorvin kappaleenkäsittelijänä ja jäysteenpoistajana. Työ tehtiin koulutus- ja kehittämiskeskus Koneteknologiakeskus Turku Oy:lle. Nakamura CNC -sorvi on Turun ammattikorkeakoulun omistama, ja sen sijaintipaikkana on ollut Sepänkadun toimipiste. Turun ammatti-instituutin omistama Fanuc-teollisuusrobotti on sijainnut Peltolan koulutalolla. Molempien laitteiden vähäinen käyttö mahdollisti niiden siirrot Koneteknologiakeskus Turku Oy:n tiloihin, jossa ne yhdessä muodostavat robotisoidun sorvaussolun. Solua voidaan käyttää eri oppilaitosten opiskelijoiden koulutuksessa ja tuotannon tehtävissä sekä tuotantomenetelmien kehitystyössä. Suurin haaste tässä työssä oli laitteiden ohjausjärjestelmien yhteen liittäminen ja niiden välisen tiedonsiirron toteuttaminen. Tämä työ esittää robotisoidun sorvaussolun toimintakuntoon saamiseksi tarvittavien työvaiheiden kuvaukset. Työ keskittyy enimmäkseen laitteiden välisten kytkentöjen suunnitteluun ja toteutukseen. Työtä voidaan tulevaisuudessa käyttää apuna vastaavanlaisten tuotantosolujen suunnittelussa.