Kokoonpanotyökalu The Switch’ille tukemaan uusien tuotteiden valmistamista

The Switch on suomalainen yritys, joka suunnittelee ja valmistaa kestomagneettimoottoreita ja kestomagneettigeneraattoreita sekä tehonmuokkaimia uusiutuvan energian sovelluksiin, esimerkiksi tuulivoimaan ja meriteollisuuteen tuottamaan sähköä energiatehokkaasti. Lisäksi yritys valmistaa suurnopeuskoneita teollisuuden sovelluksiin.

The Switchillä ilmeni tarve kokoonpanotyökalulle uusien tuotteiden valmistamiseksi. Koska valmistettavat tuotteet koostuvat raskaista osista ja lisäksi niiden välillä vaikuttaa suuria magneettisia voimia, projektissa oli odotettavissa haasteita kerrakseen.

”Vaikka laitteen yksinkertaistaminen ei ollut suunnittelun aikana mutkatonta, yksinkertaiset ratkaisut maksavat yleensä itsensä takaisin”, kertoo Enmacin pääsuunnittelija Juha Mäkelä.

Projektin alkuperäisenä tavoitteena oli ottaa hallintaan magneettisista voimista johtuvat siirtymät kokoonpanolaitteen säädettävyydellä. Suunnitteluprosessin aikana löydettiin kuitenkin vaihtoehtoinen ratkaisu, jossa siirtymät saatiin pidettyä tuotannon aikana niin pieninä, ettei niitä tarvinnut kompensoida säädöillä. Toteutustavan löytyminen vaati pitkälle vietyä lujuuslaskentaa, joka ottaa huomioon muodonmuutosten myötä muuttuvat magneettiset voimat. Projektissa löydettiin toteutuskelpoinen ratkaisu, joka mahdollisti kokoonpanolaitteen mekaniikan yksinkertaistamisen, koska tuotannon aikaista säätöä ei tarvita. Tuotantoa pystyttiin siis virtaviivaistamaan yhden työvaiheen jäädessä kokonaan pois.

”Kestomagneettikoneiden kokoonpano on haastavaa isoista massoista ja magneettivoimista johtuen. Kokoonpanolaitteen jäykkyys pitää olla moninkertainen suhteessa ilmaraon negatiiviseen jäykkyyteen, ettei ilmarako pienene liikaa asennuksen aikana. Alkuun emme tienneet, onko teknistaloudellisesti edes mahdollista tehdä riittävän jäykkää kokoonpanolaitetta ilman aktiivista säätöä. Ja kuten aina suunnittelussa, muitakin pieniä ja isompia ongelmakohtia tuli projektissa vastaan, jotka kuitenkin ratkottiin hyvässä yhteishengessä suunnittelun edetessä”, sanoo The Switchin Lead Engineer Marko Tuuha. “Projektin alussa keskityttiin viemään konsepti sekä laskennat loppuun, ja samaan aikaan Enmacilla tehtiin jo valmistuskuvia toissijaisista osista. Ammattimaista, joustavaa sekä läpinäkyvää työtä alkupalaverista asennukseen asti”, hän jatkaa.

“The Switch on tähän asti tehnyt pääosin sisäisesti kokoonpanolaitteiden mekaniikkasuunnittelun, sähkösuunnittelun, komponenttien hankinnan dokumentaation ja vielä kokoonpanon sekä testauksen. Tämä toimintatapa on pirstaloitunut, sitoo paljon resursseja ja aikaa ja sillä on epäselvät vastuut rajapinnoissa”, kertaa Senior Manager Patrik Holm The Switchiltä.

Toimituksessa jatkettiin muissa projekteissa aloitettua yhteistyötä Bosch Rexroth Oy:n kanssa. Lineaariliikkeiden komponentit valittiin ja mitoitettiin yhteistyössä Bosch Rexrothin kanssa heidän tuotevalikoimastaan, minkä lisäksi Bosch Rexroth toimitti laitteen lineaariliikkeiden laakeroinnit ja toimilaitteet sekä liikkeenohjauksen komponentit. ”Projekti on hyvä esimerkki kaikkia hyödyttävästä yhteistyöstä. Bosch Rexrothin laajat lineaari- ja automaatiotekniikan tuotevalikoimat sekä Enmacin ja Bosch Rexrothin asiantuntijat yhdistämällä pystyttiin tehokkaasti löytämään loppuasiakkaalle paras mahdollinen ratkaisu”, iloitsee Bosch Rexrothin toimialapäällikkö Olli Sihvo.

Laitteen massiivisuus aiheutti kuitenkin myös haasteita suunnitteluvaiheessa: käsiteltävästä tuotteesta tuleva mitoituskuormitus vaakatasossa nousi noin 700 kN:iin, vastaten noin 71t’a, ja valmiin kokoonpanolaitteen massa oli peräti 56t.

“Kaiken kaikkiaan tämä oli hienosti hoidettu projekti, jonka tuloksena on erinomaisesti toimiva kokoonpanolaite”, kehuu The Switchin Senior Manager Patrik Holm.

”Tavoitteena oli löytää alihankkija, joka pystyy avaimet käteen -tyyppiseen toimitukseen, jotta voimme itse fokusoitua omiin tuotteisiimme. The Switch laati alustavan konseptin kokoonpanolaitteesta ja alihankkijan tuli viedä se loppuun asennettuna ja testattuna. Lisävaikeutena oli tuotannon aikataulullinen tarve käyttöönotolle, mikä teki koko projektin aikataulusta todella haastavan. Enmac onnistui tehtävässä kuitenkin täydellisesti ja The Switchin henkilöstön käyttämä aika projektiin minimoitiin. Nyt on todettu, että avaimet käteen -tyyppinen toimintatapa toimii kokoonpanolaitteissa ja se on myös kokonaisuutena kustannustehokas”, Holm kertaa.