Robotiikka valmistavassa teollisuudessa - missä tuotannon vaiheissa automaatio tuo hyötyjä?

Kilpailu, työvoimapula sekä tuotannon kustannus- ja laatupaineet ajavat yhä enemmän valmistavan teollisuuden yrityksiä automaation ja robotiikan pariin.Yaskawan robottijärjestelmien hyöty on siinä, että ne ovat skaalattavissa tuotannon kasvun mukana. Kaikkia tuotannon prosesseja ei siis ole järkevää automatisoida samaan aikaan, jonka takia useat yritykset keskittyvät aluksi niihin kohteisiin, joissa automaatio tuo nopeimmin selviä hyötyjä. Automaation kautta saatavia hyötyjä ovat esimerkiksi tuottavuuden paraneminen ja tuotannon laadun kasvaminen.

Missä automaatioratkaisut tuovat nopeimmin hyötyjä?

Ensimmäiseksi kannattaa automatisoida ne tuotannon prosessit, jotka ovat usein toistuvia tai yksinkertaisia. Näitä työvaiheita voi esiintyä esimerkiksi pakkaamisessa, konepalvelussa tai hitsauksessa. Kun toistuvat tuotannon prosessit saadaan automatisoitua, virheet vähenevät sekä läpimenoaika lyhenee. Tämä vähentää myös automaatioinvestoinnin takaisinmaksuaikaa. 

Toistuvat ja yksinkertaiset työvaiheet ovat usein manuaalisesti tehtynä fyysisesti raskaita ja yksitoikkoisia. Teollisuusrobotti pystyy tekemään saman työn tarkasti ja ilman väsymistä. Tämä parantaa tuotannon tasalaatuisuutta sekä vähentää hävikkiä. Lisäksi työntekijät siirtyvät robottioperaattoreiksi, mikä tekee työnteosta tuottavampaa, vaativampaa sekä minimoi riskejä erilaisille työtapaturmille. 

Robottihitsaus valmistavassa teollisuudessa

Hitsaus on yksi merkittävimmistä valmistavan teollisuuden toimialoista, jossa hyödynnetään robotiikkaa. Hitsaus vaatii suurta tarkkuutta sekä laadun tasaisuutta, jolloin manuaalisesti tehtynä sen laatu voi vaihdella tekijän mukaan. Hitsausrobotit taas pystyvät tuottamaan tasalaatuista ja tarkkaa jälkeä jokaisella kerralla, mikä parantaa hitsattavien tuotteiden laatua ja vähentää virhekappaleiden määrää. Samalla tuotannon tehokkuus kasvaa, sillä hitsausrobotit pystyvät työskentelemään yhtäjaksoisesti ilman taukoja.

Hitsausympäristö voi myös olla kuuma, kipinöivä ja altistaa työntekijöitä haitallisille savukaasuille. Tuotannon tehostamisen lisäksi hitsauksen automatisointi onkin siis tärkeä osa turvallista työympäristöä.

Automatisoitu konepalvelu ja särmäys

Myös konepalvelu ja särmäys hyötyvät merkittävästi automaatiosta. Esimerkiksi CNC-koneen tai särmäyspuristimen yhteydessä kappaleiden käsittely voidaan toteuttaa täysin itsenäisesti teollisuusrobottien avulla. Robotti voi syöttää aihioita koneeseen, vaihtaa kappaleita työvaiheiden välillä sekä poistaa valmiit tuotteet ilman manuaalista käsittelyä. Tämä mahdollistaa miehittämättömän tuotannon, jossa tuotanto voi toimia tehokkaasti myös iltaisin, öisin tai viikonloppuisin. Kun teollisuusrobotti hoitaa rutiinityöt, työntekijät voivat keskittyä esimerkiksi koneiden valvontaan, ohjelmointiin tai laadun kehittämiseen. Asiakkaitamme löytyy etenkin metalli-, muovi-, kumi- ja puuteollisuuden alan yrityksistä.  

Särmäyksessä robotit tuovat erityisesti tarkkuutta ja toistettavuutta. Särmäyspuristimen yhdistäminen robottiin mahdollistaa levyjen automaattisen syötön, kääntämisen sekä poistamisen. Tämä on hyödyllistä etenkin sarjatuotannossa, jossa kappaleiden määrä on suuri ja erityinen tarkkuus on tärkeää. Konepalveluiden automatisoinnin lisäksi myös automatisoitu särmäys parantaa tuotannon laatua, vähentää virhekappaleita ja jälkikäsittelyn tarvetta.

Kappaleenkäsittely ja tuotantolinjojen automaatio

Kappaleenkäsittely on yksi yleisimmin automatisoiduista tuotannon osa-alueista. Näissä tehtävissä käsitellään usein suuria määriä kappaleita, jolloin työ voi olla myös ergonomisesti kuormittavaa. Teollisuusrobotti voi esimerkiksi pakata tuotteita laatikoihin tai pinota ne tehokkaasti ja nopeasti lavalle. Lisäksi teollisuusrobotti voi toimia väsymättä jopa ympäri vuorokauden, mikä kasvattaa tuotantokapasiteettia merkittävästi. Tarjoamme robottijärjestelmiä, jotka hoitavat työvaiheet tehokkaasti aina kappaleiden siirrosta ja lajittelusta niiden pinoamiseen tai lavaamiseen asti. 

Automatisoitua kappaleenkäsittelyä voidaan myös hyödyntää osana kokonaisia tuotantolinjoja. Teollisuusrobotti voi esimerkiksi siirtää kappaleita tuotantokoneelta toiselle eri linjastojen välillä. Yhtenäinen tuotantolinja vähentää osaltaan manuaalisia työvaiheita, nopeuttaa tuotantoa sekä parantaa tuotantoprosessien sujuvuutta. 

Yleisimmät robottityypit valmistavassa teollisuudessa

Hitsauksessa käytämme 6-akselisia AR-sarjan robotteja. Sarjan robotit tarjoavat erittäin tarkan suorituskyvyn etenkin kaarihitsaukseen suunniteltuihin robottisoluihin. Robotisoidun hitsauksen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat tarkkuus, ketteryys sekä saavutettavuus ja ulottuvuus, joihin AR-sarjan hitsausrobotit vastaavat erinomaisesti. Lisäksi esimerkiksi laserhitsauksessa käytössämme ovat olleet suuren tarkkuuden GA-sarjan robotit. 

Konepalvelussa ja särmäyksessä käytämme Yaskawan GP-sarjan robotteja. Kompaktin ja nopeuden ansiosta robotit soveltuvat monenelaisiin eri sovelluksiin. Konepalvelussa ja särmäyksessä kyseinen malli soveltuu esimerkiksi aihioiden syöttämiseen koneeseen sekä sieltä poistamiseen. 

Kappaleenkäsittelyssä käyttämiämme robotteja ovat edelläkin mainitut Yaskawan GP-sarjan robotit. Pakkausautomaatiossa sekä lavauksessa voidaan käyttää myös PL-sarjan robotteja. PL-sarjan robotit soveltuvat esimerkiksi laatikoiden lavaukseen sekä muihin tuotantolinjan logistisiin tehtäviin. Laajan ulottuvuuden vuoksi PL-sarja soveltuu myös korkeiden kuormalavojen käsittelyyn.

Yaskawan HC-sarjan yhteistyörobotteja käytetään usein silloin, kun automatisoidaan ihmistä lähellä olevia tuotantovaiheita. Lisäksi yhteistyörobotit soveltuvat sellaisille yrityksille, joilla ei vielä ole kovinkaan paljoa kokemusta robotiikasta tai ohjelmoinnista. Yhteistyörobotit ovat hyvä ratkaisu myös silloin, kun käsitellään pienempiä sarjoja tai automatisoidaan sellaisia tehtäviä, joissa kokonaisen robottijärjestelmän toimittaminen ei vielä ole kannattavaa. 

Mitä kustannushyötyjä tuotantoautomaatio tuo?

Kustannukset ovat usein keskeisin kysymys, kun harkitaan automaation käyttöönottoa omassa tuotannossa. Olennaista onkin tarkastella automaatioinvestointia pitkällä aikavälillä. Robottijärjestelmien käyttöönotto vähentää työvoimakustannuksia, pienentää virheiden ja hävikin määrää sekä parantaa tuottavuutta. Miehittämättömät tuotannot mahdollistavat lisäksi tuotannon kapasiteetin kasvattamisen ilman lisäyksiä henkilöstöön.

Erityisesti toistuvien ja yksinkertaisten työvaiheiden automatisoinnissa takaisinmaksuaika voi olla yllättävänkin lyhyt. Kun robottijärjestelmä suunnitellaan ja toimitetaan avaimet käteen -ratkaisuna integroituna osaksi olemassa olevaa tuotantolinjaa, voidaan merkittäviä säästöjä saada jo ensimmäisten käyttövuosien aikana. Kustannuksia tulisikin siis tarkastella enemmänkin tuotannon tehokkuuden, laadun sekä kilpailukyvyn kautta. 

Mikä auttaa oikean automaatioratkaisun valitsemisessa?

Oikean automaatioratkaisun valinta vaatii huolellista suunnittelua sekä tuotannon kokonaisuuden ymmärtämistä. Seuraavien kohtien avulla voidaan auttaa hahmottamaan keskeisiä tekijöitä, jotka auttavat päätöksenteossa. Tarvittaessa myös asiantunteva myyntitiimiimme auttaa automaatioratkaisujen suunnittelussa.

1. Automatisoitavien työvaihden tunnistaminen

Mikäli työvaiheet ovat fyysisesti raskaita, toistuvia tai yksinkertaisia, kannattaa ne automatisoida ensimmäisenä. Myös työvaiheiden turvallisuuskysmykset kannattaa ottaa huomioon, sillä robotiikan avulla voidaan vähentää erilaisia työturvallisuusriskejä.

2. Tuotannon määrät ja sarjakokojen vaihtelu

Huomioon kannattaa ottaa myös se, onko tuotanto sarjatuotantoa vai vaihtelevatko sarjakoot tai -määrät. Yleinen käsitys on ollut, että teollisuusrobotiikka soveltuu suurilta osin vain suurten sarjakokojen tuotantoon. Nykyään robotiikkaa voidaan kuitenkin hyödyntää myös piensarjatuotannossa, joissa olosuhteet ovat usein muuttuvia. 

3. Tavoitteiden määrittely

Tavoitteita voivat olla esimerkiksi suurempi tuotannon kapasiteetti, laadun parantaminen tai kustannussäästöt.

4. Investoinnin kannattavuuden laskeminen

Tähän voi kuulua esimerkiksi investoinnin takaisinmaksuajan (ROI) laskeminen tai kustannussäästöt esimerkiksi työvoimassa tai tuotannon virheiden vähenemisessä. 

5. Integraatio nykyiseen tuotantoon

Voidaanko automaatioratkaisu liittää jo tuotannossa olemassa oleviin koneisiin tai järjestelmiin? Lisäksi kannattaa arvioida, vaatiiko robottijärjestelmän käyttöönotto muutoksia jo olemassa oleviin tuotantoprosesseihin. Yaskawan robottijärjestelmät voidaan suunnitella tukemaan muuttuvia tuotantotarpeita ja ne ovat usein integroitavissa joustavasti myös olemassa olevin tuotantolinjoihin.

6. Henkilöstön kouluttaminen uuden järjestelmän käyttöä varten

Onko henkilöstöllä jo osaamista robottijärjestelmän käyttöön? Me Yaskawalla voimme myös kouluttaa työntekijät robottioperaattoreiksi järjestelmän toimituksen yhteydessä osana Yaskawa Academy -koulutuksiamme.

7. Skaalautuvuus

Tukeeko automaatioratkaisu tuotannon tai yrityksen pitkän aikavälin kasvua? Onko robottijärjestelmää kannattavaa laajentaa myös tulevaisuudessa?