Robotisoidun hitsauksen kehittämis- ja koulutusinfralla helpotusta metallialan työtehtäviin

Kyse on mielikuvasta, joka on saavuttanut sitkeän aseman suomalaisten mielissä ja joka toisinaan saa jopa kansallisromanttisia vivahteita. Tämä mielikuva voi kuitenkin johtaa tilanteeseen, jossa uravalintaa pohtiva opiskelija ei haekaan metallialalle ensisijaisena hakutoiveena. Kun alalle ei valmistu riittävästi tulevaisuuden osaajia ja samaan aikaan työelämässä tapahtuu poistumaa, syntyy alalle väistämättä osaajavajetta. Tämä näkyy myös Suomessa.

Suomi tarvitsee teollisuutta. Teknologiateollisuuden tavaravienti Suomesta oli vuonna 2022 yli 41 miljardia euroa eli yli puolet koko maan viennistä. Samaan aikaan teknologiateollisuudessa on käynnissä rakennemuutos, jonka keskeisiä vauhdittajia eli megatrendejä ovat digitalisaatio, vihreä siirtymä, väestön ikääntyminen ja tietoisuus luonnonvarojen rajallisuudesta. Nämä muutokset lisäävät korkealaatuisen teknologian, kuten robotiikan, tekoälyn, ja data-analytiikan kysyntää maailmalla, ja muutoksiin on kyettävä vastaamaan nyt ja tulevaisuudessa. (Teknologiateollisuus 2023.)

Suomi on teknologia- ja innovaatio-osaamisen kärkimaita, ja tätä osaamistasoa ylläpitämällä Suomi pysyy osaamisen kärkimaana myös jatkossa. Uusimpien teknologioiden tutkimuksella, laadukkaan koulutusjärjestelmän ylläpitämisellä ja innovaatio-osaamisen valjastamisella ja markkinoinnilla pidetään Suomen vientiteollisuuden rattaat pyörimässä myös tulevaisuudessa. (Teollisuusliitto 2023.)

Teollisuusautomaatiolla, robotiikalla ja uusimmilla teknologioilla voidaan keventää suurinta osaa metalliteollisuuden rasitusta aiheuttavista työvaiheista. Yhteistyörobotteja hyödyntämällä ihminen ja kone voivat työskennellä samassa tilassa esimerkiksi niin, että ihminen valmistelee raskaamman työvaiheen robotilla suoritettavaksi. Samalla ihminen voi valvoa robotin tekemää työtä ja osallistua prosessin ohjaukseen ja suunnitteluun.

Yhteistyörobotin ohjelmointi on nopeaa, ja pienellä opastuksella käyttäjä kykenee tekemään sujuvasti muutoksia robottiohjelmiin esim. kappaleen tai kappalemäärän muuttuessa. Lisäksi yhteistyörobotit ovat kevyen rakenteensa vuoksi helposti siirrettävissä tuotantolinjalta toiselle sinne, missä niitä tarvitaan. Robotit eivät siis vie työpaikkoja tulevaisuuden osaajilta vaan toimivat työkavereina raskaissa työvaiheissa.

Metallialalla suurin osa fyysisestä rasituksesta syntyy toistuvasta tarkkuustyöstä, jossa työskennellään pitkiäkin aikoja samassa asennossa. Tekijän keskittyessä työhönsä tätä syntyvää rasitusta ei välttämättä edes huomaa, vaan rasitus syntyy ikään kuin varkain. Tällaiseen työhön robotit ovat omiaan tuomaan helpotusta.

Hitsaus on yleisimpiä robotisoitavia metallialan työtehtäviä, sillä kustannukset ovat usein varsin maltilliset suhteessa saavutettaviin hyötyihin. Hitsaajat joutuvat usein työskentelemään pitkiä aikoja samoissa asennoissa ja altistuvat työssä hitsauskäryille, korkeille lämpötiloille ja kipinöille. Samalla hitsausjäljen on täytettävä tietyt laatukriteerit. Kyseessä on siis toistuva tarkkuustyö, ja usein rasitus pääsee syntymään huomaamatta. MIG/MAG-hitsaus on yleisin robotisoitu hitsausmenetelmä, mutta roboteilla voidaan hitsata myös TIG- ja laserhitsausmenetelmillä.

Centria-ammattikorkeakoulun, Jokilaaksojen koulutuskuntayhtymä JEDU:n sekä Ylivieskan elinvoimapalveluiden yhteisessä HEMIC-hankkeessa pureudutaan robotiikan hyödyntämiseen metallialan työtehtävissä. HEMIC-hankkeen tavoitteita ovat metallialan houkuttelevuuden lisääminen työmarkkinoilla ja koulutuksessa sekä hitsausrobotiikan kehittämis- ja koulutusinfran rakentaminen alueelle. Hankkeen tavoitteet tähtäävät metallialan työvoimapulan taittamiseen, uusien osaajien saamiseen metallialalle sekä uusimpien teknologioiden hyödyntämismahdollisuuksien löytämiseen. Hankkeen toimenpiteissä ja kehittämisinfran rakentamisessa korostuu ammatillisen koulutuksen, pk-yritysten ja TKI:n välinen yhteistyö. Hankkeen päärahoittaja on Pohjois-Pohjanmaan liitto (EAKR).

HEMIC-hankkeeseen liittyvät robottisolujen hankinnat on tehty. Laitteistojen vaatimusten määrittämiseksi on toteutettu yritysanalyysejä sekä haastateltu teknologioita hyödyntäviä yrityksiä, jotta laitteiston käyttöönotto olisi mahdollisimman suoraviivaista ja nopeaa. Käyttöönotettavalla laitteistolla voidaan tutkia perinteisemmän MIG/MAG-hitsauksen lisäksi uudenlaisia ohjelmointitapoja, ulkoisten apuakseleiden turvallistamista sekä reaktiivista ohjelmointia. Reaktiivisessa ohjauksessa oleva robotti kykenee etsimään esim. pinnoitushitsattavan kohdan automaattisesti kameroiden ja 3D-teknologioiden avulla.

Centria järjesti yhteistyössä HEMIC- ja MOCOXR-hankkeiden sekä ABB Robotics Oy:n kanssa kesäkuun 2023 alussa cobottihitsaustyöpajan, johon osallistui vieraita yhdeksästä yrityksestä. ABB Roboticsilta Matti Pellikka ja Juha Mainio esittelivät tilaisuudessa uutta ABB CBF 15000 (GoFa) -yhteistyörobottia ja sen käyttöä hitsaustehtävissä. Samalla vierailla oli mahdollisuus tutustua Robo3D Labin uusimpiin teknologiahankintoihin. (KUVA 2.)