Robotgradning: En förstudie för automatisering av gradnings- och slipningsprocesser i syfte att förbättra ergonomi
2021 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Robot deburring : A feasibility study for automation of deburring and grinding processes in order to improve ergonomics (English)
Abstract [sv]
Siemens har uppmärksammat problem med ergonomi i sina gradnings- och slipningsprocesser. Detta fastställs genom nulägesanalys som består av intervjuer med lagledare, enkäter för operatörer och observation. Under nulägesanalysen noterades vibrationer från verktygen som ett omfattande problem vilket resulterar i att cirka 50% av arbetstiden ägnas åt pauser. För att minska vibrationerna och därmed också stillastående tid evaluerades möjligheten att implementera en automatisk lösning i form av en robot. Robotar existerar i två former: traditionella industriella robotar och kollaborativa robotar, även kallade cobotar. Skillnaderna mellan de två är bland annat att industriella robotar programmeras av externa företag, de arbetar snabbare än cobotar och de kräver ett bås för att få användas. Cobotar, å andra sidan, kan programmeras av företaget själva och kan arbeta jämsides med operatörerna. Verktyget Wandelbots Tracepen identifierades som ett sätt att ytterligare förenkla programmeringen av cobotar. Med denna information i åtanke identifierades processer i verkstaden som är lämpligast för automatisering, dessa är rillslipning av inner och yttermantel på SGT-800 och impingement på SGT-800. Andra processer som inte är av typen gradning och slipning noterades också som automatiseringsbara, men undersöktes inte ytterligare i denna studie. För att fastställa vilken robottyp som är mest optimal för ändamålet undersöktes skillnaderna mellan industriella robotar och cobotar ytterligare, bland annat genom intervjuer med Sveriges Forskningsinstitut och ARHO som båda är specialister på robotintegration. Cobotar fastställdes som bättre lämpade till följd av deras användarvänlighet och flexibilitet samt de utvalda processernas utdragna men enkla utförande. Vid identifiering av optimal robotmodell användes en beslutsmatris där prestanda, pris och användarvänlighet vägdes in. Två robotar från företaget Universal Robots ställs moten robot från ABB. Modellen UR-10e från Universal Robots fastställdes som bäst lämpad och visualiserades därmed i en robotcell med hjälp av 3D-programmet Siemens NX12. Slutsatsen som kunde dras från studien var att investering av en cobot hade haft en positiv effekt på förbättringen av operatörernas ergonomiska problem samt eliminerat deras frekventa pauser. Vidare hade teknologisk arbetslöshet undvikits eftersom cobotar är designade för arbete jämsides med mänskliga operatörer och avlägsnar därmed även säkerhetsfrågorna associerade med traditionella robotar. Däremot krävs fortsatt arbete, som nämns i slutet av studien, innan implementering av rekommenderat lösningsförslag.
Abstract [en]
Siemens has identified problems with ergonomics in their deburring and grinding processes.This was determined by a current situation analysis, which consisted of interviews with teamleaders, questionnaires for operators and through observation. During the current situation analysis, vibrations from the tools were noticed as a major problem, which results in approximately 50% of working time being devoted to breaks. To reduce the vibrations and subsequent downtime, the possibility of implementing an automatic solution in the form of a robot was evaluated. Robots exist in two forms: traditional industrial robots and collaborative robots, also known as cobots. The differences between the two are, among other things, that industrial robots are programmed by external companies, they work faster than cobots and they require a booth to be used. Cobots, on the other hand, can be programmed by Siemens themselves and can work alongside operators. The Wandelbots Tracepen tool was identified to further simplify the programming of cobots. With this information in mind, processes in the workshop that are most suitable for automation have been identified, these are groove grinding of inner and outer shells on SGT-800 and impingement on SGT-800. Other processes that are not related to deburring and grinding have also been identified as automatable but were not further investigated in this study. To determine which type of robot was most optimal for the purpose, the differences between industrial robots and cobots were further investigated through interviews with the Swedish Research Institute and ARHO, both of which are specialists in robot integration. Cobots have been defined as better suited due to their user-friendliness and flexibility as well as the lengthy but simplistic execution of the chosen processes. When identifying the optimal robotmodel, a decision matrix was used where performance, price and user-friendliness were weighed. Two robots from the company Universal Robots were compared to one robot from ABB. The model UR-10e from Universal Robots is determined to be best suited and is thereby visualized in a robot cell using the 3D program Siemens NX12. The conclusion that could be drawn from the current study was that a cobot investment would be effective for the improvement of operator’s ergonomic problems and elimination of their frequent breaks. Further, technological unemployment would also be avoided since cobots are designed to work side by side with human operators, removing the safety concerns associated with traditional robots. Although further work, mentioned in the current study, is required before complete implementation of recommended suggestion.
Place, publisher, year, edition, pages
2021. , p. 36
Keywords [sv]
Ergonomi, Siemens
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hv:diva-16466Local ID: EXM503OAI: oai:DiVA.org:hv-16466DiVA, id: diva2:1548239
Subject / course
Mechanical engineering
Educational program
Industriell ekonomi
Supervisors
Examiners
2021-05-282021-04-292021-05-28Bibliographically approved