RAKISE PROJEKTEERIMINE SURVEANUMA ROBOTKEEVITUSEKS

Jaanus Hirson RAKISE PROJEKTEERIMINE SURVEANUMA ROBOTKEEVITUSEKS LÕPUTÖÖ Mehaanikateaduskond Masinaehituse eriala Tallinn 2016

Mina, Jaanus Hirson, tõendan, et lõputöö on minu kirjutatud. Töö koostamisel kasutatud teiste autorite, sh juhendaja teostele on viidatud õiguspäraselt. Kõik isiklikud ja varalised autoriõigused käesoleva lõputöö osas kuuluvad autorile ainuisikuliselt ning need on kaitstud autoriõiguse seadusega. Lõputöö autor Jaanus Hirson: Nimi, allkiri ja allkirjastamise kuupäev Üliõpilase kood: 120820069 Õpperühm: ME71/81 Lõputöö vastab sellele püstitatud kehtivatele nõuetele ja tingimustele. Juhendajad Marek Pakkin : Nimi, allkiri ja allkirjastamise kuupäev Konsultandid :...... Nimi, allkiri ja allkirjastamise kuupäev Kaitsmisele lubatud..20.a. Mehaanikateaduskonna dekaan Vello Vainola.. Nimi ja allkiri

SISUKORD SISSEJUHATUS... 5 1. SURVEANUMA KIRJELDUS... 6 2. KEEVITUSJAOSKOND... 9 3. RAKISE PROJEKTEERIMINE... 12 3.1. Käsikeevituses kasutatav rakis ja operatsioon... 12 3.2. Rakise detailide materjali valik... 13 3.3. Paigalduselementide täpsusarvutus ning valik... 14 3.4. Kinnitusjõu arvutus... 17 3.5. Kinnitusjõu kontrollarvutus... 19 3.6. Pöördlaua laagrite valik... 20 3.7. Hingede võlli arvutus lõikele... 21 3.8. Rakise kasutamine... 23 4. RAKISE VALMISTAMISE TEHNOLOOGIA... 25 4.1. Seadmete valik... 25 4.1.1. Haas TL-1... 25 4.1.2. Bridgeport XP3... 26 4.1.3. Keevitusseade Kemppi Pro Evolution 3200... 27 4.2. Tööriistade ja lõikerežiimide valik... 27 4.2.1. Treimiseks kasutatavad tööriistad... 27 4.2.2. APJ freespingis kasutatavad tööriistad... 28 4.2.3. Käsikeevitusoperatsioon... 29 5. MAJANDUSLIK OSA... 31 5.1. Toorikute ning toormaterjali hind... 31 5.2. Töötluskulud... 32 5.3. Ostutooted... 34 5.4. Valmistamiskulud kokku... 35 KOKKUVÕTE... 36 SUMMARY... 37 3

VIIDATUD ALLIKAD... 38 Lisa 1. Robotkeevituse jaoskond... 41 Lisa 2. Keevitatav koost rakises... 42 Lisa 3. Rakis keevituspositsioonis... 43 4

SISSEJUHATUS Arenevas masinaehitusvaldkonnas leitakse pidevalt uusi ja paremaid lahendusi toodete koostamiseks ning valmistamiseks. Kasutusele on võetud uudsed tehnoloogiad ja arendused, mis vähendavad lihttööliste osakaalu, kuid tootmine toimub samas mahus edasi. Robotite ja automaatika kasutuselevõtt võimaldab toota suuremaid koguseid suuremate kiirustega robot ei väsi ning vajab käitamiseks tihtipeale vaid elektrivoolu ja hooldust. Tehnoloogia pideva arenguga soovitakse rakendada robotkeevitustehnoloogiat surveanumate valmistamiseks ja lõppkoostamiseks. Selleks käivitati tellimusprojekt Tallinna Tehnikakõrgkoolile, mille eesmärgiks on välja selgitada, kas töös väljatoodud õlikuumuti korpuseid on optimaalne toota kasutades robotkeevitust. Projekti tellijaks on OÜ Haapsalu Metal, kes soovib keevistoodete tootmist arendada tootlikumaks ning paindlikumaks viies sellega madalamaks tootmis- ja tööjõukulud. Lõputöö on koostatud Tallinna Tehnikakõrgkooli keevituslabori robotkeevitusjaoskonna põhjal, kasutades algandmeteks jaoskonda kuuluvaid seadmeid ning vahendeid. Kõnealuse toote koostu keevitamiseks on tarvis projekteerida ja valmistada rakis, et oleks võimalik teha keeviskatsed proovikehadel. Rakis peab vastama tellija poolt ettenähtud nõuetele ja tingimustele ning võimaldama maksimaalset koostu töötlemist. Võttes arvesse tingimusi ja projekti eelarvet projekteeritakse ning valmistatakse rakis Tehnikakõrgkooli lõiketöötluse labori tingimustes. Töö ülesehitus on jagatud viieks peatükiks. Esimeses peatükis uuritakse lähemalt surveanumat. Teises peatükis kirjeldatakse Tehnikakõrgkooli keevitusjaoskonda. Kolmandas peatükis kirjeldatakse projekteerimist ning tähtsamaid sõlmpunkte rakise konstruktsioonis koos arvutuskäikudega. Neljandas peatükis kirjeldatakse rakise valmistamist olulisemate detailide läbi. Viimases peatükis on välja toodud majanduslikud näitajad koos rakise omahinnaga. 5

1. SURVEANUMA KIRJELDUS Surveanum kuulub õlikuumutussüsteemi HEATPAC (Joonis 1). Tegemist on seadmega, mis kuumutab õli vahetult enne tsentrifugaal-puhastusprotsessi. Seade võimaldab kuumutada praktiliselt kõiki mineraalõlisid vajaliku temperatuurini täpsusega ±1 ºC. Süsteem koosneb neljast osast: korpus, juhtkontroller, kütteelement, kaitsesüsteemid. Surveanumale kehtestatud tehniline spetsifikatsioon: Maksimaalne rõhk: 1,5 MPa (15 Bar) Testrõhk: 2,25 MPa (22 Bar) Maksimaalne temperatuur: 160 ºC Võrgupinge: 230, 400, 440, 480, 690 VAC, 50/60 Hz [1] Joonis 1. HEATPAC EHS-61, -62 [1] 6

Vastavalt kuumutussüsteemi võimsusele on viis erinevat kuumutuskorpust (välja toodud kaks väikseim (Joonis 2) ja suurim (Joonis 3)). Detailid valmistatakse P265GH (1.0425) materjalist, mis on mõeldud surveanumate valmistamiseks. P265GH materjali parameetrid: Tihedus, ρ: 7.85 g/cm 3 Tõmbetugevus, Rm: kuni 100 mm paksuse materjali puhul 410 530 MPa Voolavuspiir, ReH: kuni 16 mm paksuse materjali puhul 265 MPa [2] Joonis 2. 14 kw õlikuumuti korpus (autori joonis) 7

Joonis 3. 65 kw õlikuumuti korpus (autori joonis) 8

2. KEEVITUSJAOSKOND Töös kasutatavaks manipulaatoriks on Yaskawa MH12 (Joonis 4) tüüpi 6-teljeline, suure liikumisulatusega (Tabel 1) robot. Tegemist on kergemat tüüpi manipulaatoriga, mille disain ja konstruktsioon võimaldavad seda kasutada erinevates valdkondades. Robotil on suurendatud tööala, millega saab tekitada tööriista vahetusala või detaili haardeala. Lisaks lihtsustab suurem tööala hooldustööde tegemist. [3] Robot on varustatud AWK-250 keevituspõletiga Motomanilt, gaasijuhtimissüsteemi ning nelja vedava rulliga traadietteandesüsteemiga Kemppilt KempArc DT 400L. Keevitusvooluagregaadiks on Kemppi KempArc Pulse 350 (Tabel 2) [4]. Robotit kontrollib Yaskawa kontroller DX200, mis võimaldab operaatoril kontrollida roboti tööd, muuta parameetreid ning luua roboti tarbeks töötlusprogramme ja tööradu. [5] Yaskawa MH12 roboti üldandmed: Telgede arv: 6 Maksimaalne kandevõime: 12 kg Kordavus: ±0,08 mm Pikkuse maksimaalne haare: 1140 mm Kõrguse maksimaalne haare: 2511 mm Mass: 130 kg [3] 9

Joonis 4. Yaskawa MH12 tööulatus [3] Tabel 1 Yaskawa MH12 telgede liikumise parameetrid [3] Teljed Maksimaalne ulatus, º Maksimaalne kiirus, º/s Maksimaalne moment, Nm S ±170 220 - L +155/-90 200 - R +240/-175 220 - U ±180 410 22 B ±135 410 22 T ±360 610 9,8 10

Tabel 2 KempArc Pulse 350 tehniline spetsifikatsioon [4] Võrgupinge 400V -15...+20 % Keevituspinge 10-50 V Töötemperatuur -20...+40 ºC Mass 36 kg Maksimaalne keevitusvool 350 A (80%) Manipulaator asub piiratud tööalal (Lisa 1), kuhu sisenemine keevitusprotsessi ajal on keelatud. Tööalas asub robot koos vajalike tarvikute ja seadmetega. Tööala on piiratud terasvõrgust aiaga ja laseranduritega, mis tööalasse sisenemisel töö ajal, seiskavad seadme. Töölauaks on Forsteri laud mõõtudega 1000x600 mm. Keevituslaud on varustatud T-soontega, et detailide kinnitamine oleks kiirem ja hõlpsam. Laual on põhidetailid liigutatavad ja eemaldatavad (Joonis 5), võimaldades lauale asetada ka pikemaid ning suurema gabariidiga detaile või töötasapinda läbivaid detaile. Joonis 5. Forster keevituslaud (autori joonis) 11

3. RAKISE PROJEKTEERIMINE Rakise projekteerimisel lähtutakse asjaolust, et kuumutusseadme korpuste koostud on pikkusmõõtudelt sarnased ning detailide erinevus seisneb vaid kinnitusääriku ja külgede gabariitmõõtudest. Sellest tulenevalt tuleb projekteerida universaalne rakis, mis võimaldab töödelda kõiki viit õlikuumutusseadme korpust. Rakise põhiülesandeks on tagada mitmeid keevituspositsioone, et oleks võimalik detaili asetada eelistatuimasse PA (põrandakeevitus) asendisse kogu keevitusprotsessi vältel. Rakise konstruktsioon peab olema paindlik ja muudetav, võimaldades fikseerimist ning detaili asendi muutmist. Vajalik on tagada vähemalt viis erinevat positsiooni, et kõik keevisõmblused oleks võimalik teostada PA või PB (nurkõmblus) asendis [6]. Rakis peab võimaldama koostu kiiret eemaldamist, konstruktsioon peab olema lihtne ja töökindel ning tagama ligipääsu vajalike keevitusoperatsioonide teostamiseks robotkeevitusel. Samas peab rakis olema kiirelt töölaualt eemaldatav ning uuesti paigaldatav, et tagada võimalikult suur töö efektiivsus. Projekteerimisel kasutatakse nii koostu fikseerivaid kui ka liikuvaid elemente. Rakise põhidetail on vajadusel 90º pööratav ning sellel asuv pöörlev element on pööratav 360º, et tagada kõik keevispositsioonid. 3.1. Käsikeevituses kasutatav rakis ja operatsioon Selleks, et alustada rakise projekteerimist robotkeevituseks on kasulik teada, millist rakist kasutatakse hetkel käsikeevituses ning millised on selle rakise põhielemendid. Koostu detailid punktitakse eelnevalt kokku ja rakist kasutatakse vaid detailide paigal hoidmiseks. Keevitaja fikseerib koostu detailid omavahel punktimise teel. Detailid punktitakse kokku vastavalt joonistele. Seejärel kinnitatakse detail kinnitusklambrite abil rakisesse (Joonis 6) ning algab keevitusprotsess MIG/MAG keevitusseadmega. Arvestades rakise konstruktsiooni on vajalik 12

keevitamine katkestada ning detail asetada teise paigaldusse. Peale keevitamist veendutakse, et koost on säilitanud oma mõõtmed ning kuju. Kokku võtab käsikeevitamine ning koostamisprotsess kokku aega ~330 minutit 65 kw-sel koostul. Joonis 6. Keevitusrakis käsikeevitusel (tellija foto) 3.2. Rakise detailide materjali valik Rakise põhidetailide ning valmistatavate detailide materjaliks valitakse S355JR, kuna see on kergesti töödeldav, heade mehaaniliste omadustega ning hõlpsasti tarnitav. Materjali parameetrid: Tõmbetugevus, Rm: kuni 100mm paksuse materjali puhul 470 630 MPa Voolavuspiir, ReH: kuni 16mm paksuse materjali puhul 355 MPa [7] Rakise projekteerimisel kasutatakse võimalikult palju standardseid ostutooteid. Detailidele, mis vajavad eraldi töötlemist määratakse töötlusrežiimid ning leitakse tükiajad. Rakise põhidetailid valmistakse 15 mm ning 30 mm paksusest lehtmaterjalist, mis annab rakisele vajaliku vastupidavuse ning jäikuse. Võllid ning äärikud samuti S355JR materjalist. 13

3.3. Paigalduselementide täpsusarvutus ning valik Paigalduselementideks valitakse iga koostu äärikul olevad kinnitusavad. Avad on eelnevalt töödeldud täpsusega ISO 2768-m. Avade kasutamine paigaldamisel annab võimaluse rakisesse asetada ka teisi koostusid. Paigaldamiseks valitakse äärikul üksteisest võimalikult kaugel asuvad kaks ava (Joonis 7). Paigaldus toimub tasapinnaga vastu rakise põhidetaili pöördplaat ning avadest piirab vabadusastmeid kaks silindrilist sõrme. Paigaldusvea vältimiseks kasutatakse äärikutel asuva M8 poldiava asukohta ning lisatakse paigalduselemendina keermega sõrm, mis ei luba koostu rakisesse valesti asetada. Joonis 7. Paigaldusavade näidis (autori joonis) Paigalduseks valitakse rakises olevate sõrme avade täpsuseks H7 +0,02 ning silindertihvti täpsuseks m6 +0,02 tolerantsitsoon. Sellisel juhul on tegemist soovitatava siirdeistuga [8], et +0,01 paigaldus oleks võimalikult täpne. Samuti välistab selline paigaldus selle, et sõrm ei tule kasutades rakise avast välja ning ei jää detaili kinni. Detailis valmistatakse avad ISO 2768-m järgi, mis lubab ±0,2 mm tolerantsi. Tavaliselt valmistusjärgselt on avade mõõt tsooni ülemisel poolel ehk kuni +0,2 mm. 0 14

Kahele silindrilisele sõrmele paigalduse arvutamiseks on vaja teada avade omavahelist kaugust, mis saadakse vastavalt joonistele: 14 kw kuumutusseade: 179,88 mm; 22 kw kuumutusseade: 227 mm; 36 kw kuumutusseade: 236,4 mm; 50 kw kuumutusseade: 250 mm; 65 kw kuumutusseade: 311,08 mm. Järgnevalt leitakse tolerantsimõõde, mis sobiks rakises olevate avade omavahelisele kaugusele, et tagada selle juures vajalik paigaldustäpsus. Selle jaoks eeldatakse, et sõrme maksimummõõt ei ületa tolerantsi ega ka ava miinimummõõt ei ole tolerantsist väljas. 18H7/m6 = +0,018 0 +0,018 +0,007 Võttes aluseks rakises oleva ava miinimummõõdu ja sõrme maksimummõõdu, saadakse nende omavaheline maksimaalne vahe valemiga (1) [9]: SS 1mmmmmm 2, (1) kus S1min minimaalne lõtk ava ja sõrme ühenduses, mm. SS 1mmmmmm 2 = 0,018 2 = 0,09 mmmm Kuna S1min = 0,009 mm siis avade vaheliseks tolerantsiks rakise valmistamiseks jääb ümardatult ±0,01 mm, millega on tagatud avade omavaheline õige kaugus. Kuna tegemist on ka siirdeistuga, siis ühenduses lõtk puudub ja avade asukoha täpsuseks jääb valmistamisel ikkagi ±0,01 mm. Avad äärikutes on täpsusega ±0,2 mm, mille kaudu leitakse paigaldussõrmedele paigaldades võimaliku kõrvalekalde väärtus. Maksimaalne lõtk ava ja sõrme ühenduses arvutatakse valemiga (2) [8]: SS mmmmmm = (DD mmmmmm dd mmmmmm ), 2 (2) 15

kus Smax maksimaalne lõtk, mm; Dmax ava maksimaalne mõõt, mm; dmin võlli minimaalne mõõt, mm. SS mmmmmm = (DD mmmmmm dd mmmmmm ) 2 = (18,2 18,007) 2 = 0,193 mmmm Detaili võimalik pöördenurk arvutatakse valemiga (3) [9]: tan αα = (S 1 max+s 2 max ), 2 ll (3) kus α = tan -1 maksimaalne nurgahälve, º; S1max maksimaalne lõtk aval 1, mm; S2max maksimaalne lõtk aval 2, mm; l tsentritevaheline kaugus lähteavade ja paigaldussõrmede vahel. tan αα = (S 1 max+s 2 max ) = (0,193+0,193) = 0,001073 2 ll 1 2 179,88 α1 = tan -1 0,001073 = 0,061 º Valemis (3) asendatakse tsentritevahelised kaugused igal koostul kasutatavate avade omavahelise kaugusega, ning arvutatakse võimalik kõrvalekalle. Seejärel kantakse tulemused tabelisse (Tabel 3). Tabel 3 Arvutuslikud kõrvalekalded Koostu nimetus Arvutuslik maksimaalne kõrvalekalle, º 14 kw kuumutusseade 0,061 22 kw kuumutusseade 0,049 36 kw kuumutusseade 0,047 50 kw kuumutusseade 0,044 65 kw kuumutusseade 0,036 16

Sellest järeldub, et valitud sõrmedel paigaldamine on piisavalt täpne ning sobib rakisel paigalduselemendina kasutamiseks. 3.4. Kinnitusjõu arvutus Kuna detail on vaja rakisesse fikseerida, siis on vajalik arvutada kinnitusjõudude mõjumine. Kinnitusjõudu avaldavad kaks klambrit, mis on ühendatud rakise pöördplaadiga M8 keermesliite abil (Joonis 8). Joonis 8. Kinnitusklamber ja kinnitusjõu mõjumissuund (autori joonis) Kinnitusjõudude arvutamisel tuleb arvestada asjaoluga, et kui detail asub vertikaalses asendis, siis pole otsesed kinnitusjõud vajalikud, kuna koostu hoiavad paigal paigaldussõrmed ning raskusjõud. Kinnitusjõud on vajalik juhul kui koost asetatakse horisontaalasendisse (Joonis 9). Sellises asendis peavad kinnitusjõud olema suuremad kui raskusjõud, kuna koostule ei avaldu muid märkimisväärseid väliseid jõudusid. Kinnitusjõudude määramisel kasutatakse kõige suurema gabariitmõõtudega õlikuumuti korpust, kuna selle mass on kõige suurem, 58,733 kg Solid Edge modelleerimisprogrammi järgi. 17

Joonis 9. 65 kw õlikuumuti korpusele mõjuv raskusjõud (autori joonis) Arvestades detaili massi ning mõjuvaid jõudusid, kehtib võrdus Fw Fr, kuna sellisel juhul on kinnitusjõud suuremad kui raskusjõud (4). Siinjuures ei arvestata tinglikult toe poolt tekitatud vastujõudu ega sõrmedele paigaldust. kus Fr mõjuv raskusjõud, N; m koostu mass, kg; g raskuskiirendus, 9,8 m/s 2. FF rr = mm gg, (4) FF rr = 58,733 9,8 = 575,58 NN Sellest selgub, et summaarsed kinnitusjõud peavad olema suuremad, kui kuumutusseadme korpuse raskusjõud, ehk suuremad kui 575,58 N. 18

3.5. Kinnitusjõu kontrollarvutus Rakisesse paigaldatud koostule mõjuvast jõust tulenevalt kontrollitakse valitud kinnituselementide kinnitusjõu väärtust. Kinnituselemendiks on M8 keermesliide, mis kinnitab koostu kahest punktist rakise pöördlauale. Kinnitusjõudu arvutatakse valemiga (7). Vajalik on arvutada ka keermeelemendi otspinna kuju koefitsient valemiga (6) ning keermeniidi tõusunurk valemiga (5) [9]. tan aa GG = pp = 1,25 ππ dd 2 ππ 7,76 = 0,051 = tan 1 0,051 = 2 56 (5) kus p keerme samm, mm; d2 keerme keskmine läbimõõt, mm; kots = mutri puhul valem 6. kk oooooo = 0,33 μμ (DD VV 3 dd ss 3 ) (DD VV 2 dd ss 2 ) = 0,33 0,1 (17,93 9,3 3 ) (17,9 2 9,3 2 ) = 0,7 (6) kus DV kontaktotspinna välisläbimõõt, mm; ds kontaktotspinna siseläbimõõt, mm; μ hõõrdetegur kontaktpindade vahel. FF ww = 2 FF h ll dd 2 tan aa gg + KK oooooo, (7) kus Fh käsijõud, rakendatud käepideme või võtmega, N; d2 keerme keskmine läbimõõt, mm; αg keermeniidi tõusunurk, º; kots keermeelemendi otspinna kuju koefitsient; l võtme pikkus, mm. 19

Võtme pikkuseks valitakse 150 mm ning käega rakendatavaks jõuks 10 N. FF wwww = 2 10 150 = 2737,8 NN 7,76 tan 2,93 + 0,7 Arvutuslikult on kahe klambri poolt avaldatav kinnitusjõud piisav, et fikseerida koostu rakises piisava varuteguriga. Kinnitusjõud on ka väiksem, kui tootja poolt määratud klambrile maksimaalselt lubatud kinnitusjõud, milleks on 4,82 kn [10]. 3.6. Pöördlaua laagrite valik Laagrite valikul lähtutakse põhimõttest, et laagrisõlm peab vastu võtma koormust kahes suunas, piki- ning ristisuunas. Selle jaoks kasutatakse koonusrull laagreid, mis on pingutatud kuni 25 Nm, et vältida lõtkumist. Laagrite valikul osutub määravaks laagri üldine laius. Laagrisõlme tööks on vaja kahte vastamisi asetsevat laagrit (Joonis 11). Laagrisõlme koormusarvutusi pole tarvis teha, kuna laagrisõlmele ei avaldu muid väliseid jõude, kui detaili ning rakise osade mass. Samuti ei tee laagrisõlm rohkem, kui kolm täispööret ühe koostu töötlemisel. Valitud laagriks ostus 32005 X/Q (Joonis 10) laager SKF-ilt [11]. Laagri istamiseks kasutatakse tootjapoolseid soovitusi [12]. Laagrivälisvõru istamiseks pöördplaati siirdeistuga K7 +0,01 tolerantsitsoon ning sisevõru istamiseks laagrivõllile lõtkuga g7 0,01 0,02 0,03 tolerantsitsoon. 20

Joonis 10. Laagri 32005 X/Q andmed [11] 3.7. Hingede võlli arvutus lõikele Joonis 11. Laagrite paigutus (autori joonis) Konstrueerimisel tuleb arvestada, et rakisega oleks saavutatavad kõik paigaldused ning et konstrueeritud rakis võimaldaks keevitataval koostul muuta oma asendit vertikaalasendist horisontaalasendisse. Selleks on kasutusel eemaldatavad hinged, mis annavad vajadusel võimaluse neid vahetada ning hooldada. Hingede valikul on määrav hingede täpsus, et detail rakises pööramisel 21

ei muudaks oma asendit ei risti- ega pikisuunal. Selle jaoks on hinge läbiv võll fikseeritud lukustusrõngaga ning hinge küljed ja ava töödeldud piisava täpsusega. Kasutusel oleva hinge puhul on võlli ning avade piirhälveteks H9/g9 tolerantsitsoonid ning kahte hinge poolt ühendavate külgede pikkusmõõdule H10/h10 tsoon. Vältimaks hingede purunemist arvutatakse hingede vastupanu lõikejõududele, mis tekivad kui keevitatav koost on asetatud horisontaalasendisse (Joonis 12). Selleks on vajalik teada hingedele mõjuvaid jõude. Rakise hingedel asetsevate detailide ning kõige suurema kuumutuskorpuse mass kokku on modelleerimistarkvara järgi 103,114 kg. Kasutades valemit (4) leitakse mõjuva jõu. Joonis 12. Keevitatav koost horisontaalasendis (autori joonis) FF rr = 103,114 9,8 = 1010,52 NN Liidete tugevus lõikele arvutatakse valemiga (8) [13]. ττ = FF nn mm AA, (8) 22

kus τ lõikepinge, Pa; F tegelik koormus, N; n võllide arv, tk; m lõikepindade arv, tk; A võlli ristlõike pindala, m 2. Kasutusel on kaks hinge, mille võlli läbimõõt on 8 mm. ττ = 1010,52 = 2512957,1 PPPP = 2,51 MMMMMM 2 4 ππ 0,0042 Võll on valmistatud S355JR materjalist, mille voolavuspiiriks on 355 MPa. Sellest järeldub, et hinge võllidele ei mõju lõikavad jõud ning valitud läbimõõt on piisav. 3.8. Rakise kasutamine Rakise kasutamist tuleb alustada fikseerimisest töölauale kasutades selleks vastavaid kinnituselemente, loodud tehnoloogilisi sooni ja avasid. Peale rakise kinnitamist töölauale veendutakse, et rakise liikumine on vaba kogu oma nõutud liikumisulatuses. Rakist on võimalik laualt eemaldada ja lauale asetada kasutades selleks M12 keermega tõstepolti. Enne koostu kinnitamist rakisesse tuleb veenduda, et paigalduselemendid on vastavates pesades ning ka paigaldustihvt on õiges positsioonis. Tihvtide asukohti on võimalik muuta rakist laualt eemaldamata ning siirdeistuga sõrmed on eemaldatavad läbi rakise alusplaadil oleva tehnoloogilise soone. Peale koostu rakisesse asetamist on vajalik detailid kinnitusklambritega kinnitada. Seejärel tuleb valida õige töötlusprogramm vastavalt surveanuma korpusele ja veenduda, et detail ning rakis asuvad samas positsioonis, millele on programm koostatud. Keevitusprotsessi alustamiseks on kindlasti vajalik kinnitada keevitusseadme maandusklemm keevitatava koostu külge, vastasel juhul läbib keevitusvool laagreid ning põhjustab nende elementidele pinnakahjustusi, see võib laagreid jäädavalt kahjustada. Keevituspositsioonide vahetuseks ja rakise kallutamiseks on soovituslik kasutada lisaseadmena piisava läbimõõdu ning pikkusega toru või tõsteseadet, et suure massiga koostu oleks võimalik ohutult asetada järgmisse positsiooni. Keevitusprotsessi lõppedes kasutada koostul olevat tõstepolti, 23

et detail rakiselt eemaldada. Kontrollida mõõtmeid ning vastavust joonisele. Laagrisõlme määrida kord kuus, vajadusel laagrid vahetada. Rakisega töötamisel jälgida üldiseid ohutusnõudeid keevitusalas. Raskustega tegelemisel pidada kinni Raskuste käsitsi teisaldamise töötervishoiu ja tööohutuse nõuded määrusest [14]. 24

4. RAKISE VALMISTAMISE TEHNOLOOGIA Rakise valmistamiseks kasutatakse Tallinna Tehnikakõrgkooli masinapargis olevaid metalli lõiketöötluspinke ning seadmeid. Rakise valmistamise juures on vajalik kasutada nii trei-, frees-, puur-, kui ka keevitusseadmeid. Kontuuride ning detailide eeltöötluseks kasutakse allhankena plasmalõikuse teenust, mis võimaldab hoida kokku töötlusaegu ning lihtsustab oluliselt töötlusprotsessi. Tehnoloogia kirjeldamisel keskendutakse keerukamate detailide valmistamisele nagu pöördplaat ja laagrivõll. Tehnoloogia määramisel kasutatakse Tallinna Tehnikakõrgkoolis olemasolevaid tööriistu ning lõikeinstrumente. Detailide valmistamisel on oluliseks osaks laagrisõlm ja töödeldava koostu paigaldamiseks olevad sõrmede avad. 4.1. Seadmete valik Allhankena tellitud ja eeltöödeldud toorikute edasi töötlemiseks kasutatakse treipinki Haas TL-1 ning freesimiskeskust Bridgeport XP3. Lihtsamad puurimis- ning keermestamisoperatsioonid teostatakse manuaalsel freespingil X8132 UA, sammaspuurpingil või käsitsi. Mõningate detailide liitmiseks on vajalik kasutada ka keevitusseadet, milleks on MIG/MAG keevitusseade Kemppilt. Neid seadmeid kasutatakse, kuna need on laboritingimustes kättesaadavad, autor on nendel tööpinkidel töötamisega tuttav ning omab vastavat koolitust. Seadmete valikul lähtutakse peamiselt detaili gabariitmõõtmetest ja töötlusviisist. 4.1.1. Haas TL-1 Väiksemat tüüpi APJ- ning manuaaljuhtimisega treipink. Seadet kasutatakse peamiselt võllide ning äärikute töötlemiseks. Seadet kasutatakse, kuna see on hõlpsasti seadistatav, tööriistamagasini mahub kokku neli tööriista ning võimalus on tööd teha nii programmi kui ka käsijuhtimise abil. Programmi on võimalik luua nii tööpingi juhtsüsteemis kui ka CAM (arvjuhtimisprogramm tarkvara) tarkvara abil. Tehnilised parameetrid on ära toodud tabelis (Tabel 4). 25

Tabel 4 Haas TL-1 tehnilised parameetrid [15] Võimekus Spindel Teljed Maksimaalne X telje 208 mm Spindli võimsus 8,9 kw läbimõõt padrunis liikumisulatus Maksimaalsed Z telje Tsentrite vahel 762 mm 3000 rpm pöörded liikumisulatus Maksimaalne Spindli 406 mm 76,2 mm lõigatav läbimõõt siseläbimõõt Maksimaalne Maksimaalne Maksimaalne kiirtagastus 762 mm 146 Nm töötluse pikkus väändemoment 203 mm 762 mm 11,4 m/min 4.1.2. Bridgeport XP3 Tegemist on kolmeteljelise APJ töötluskeskusega (Tabel 5). Töötluskeskuses töödeldakse peamiselt täpse asukohaga paigaldusavad, laagripesad ja keermestatud avad. Töötluskeskust kasutatakse peamiselt pöörplaadil ning alusplaadil olevate avade ning kontuuri töötluseks, kuna tööpink võimaldab töötlust läbi viia programmi abil. Programmid valmistatakse CAM programmi kasutades. Tabel 5 Bridgeport XP3 tehnilised parameetrid [16] Spindel ja tööriistad Teljed Spindli võimsus 21 kw X telje liikumisulatus 610 mm Maksimaalsed pöörded 12000 rpm Z telje liikumisulatus 610 mm Spindli kinnitus BT-40 Y telje liikumisulatus 500 mm Tööriistamagasin 24 tööriista Kiirpaigaldus (X, Y) 43 m/min 26

4.1.3. Keevitusseade Kemppi Pro Evolution 3200 Keevitusseadet kasutakse peamiselt laagrivõlli ning ääriku liitmiseks. Keevitamine hoiab kokku aega ning materjali. Keevitusseadet kasutatakse MIG/MAG funktsioonis, kuna töötlus on kiirem ning puhtam, samas on võimalik seadet piisavalt reguleerida, et liide oleks võimalikult kvaliteetne. Seadme parameetrid on leitavad tabelist (Tabel 6). Tabel 6 Kemppi tehnilised parameetrid [17] Seadme tüüp MIG/MAG/MMA/TIG kombiseade Maksimaalne keevitusvool 320 A Traadi etteande seade Kemppi Promig 501 Vooluseade Kemppi Pro Evolution 3200 4.2. Tööriistade ja lõikerežiimide valik Tööriistade valikul lähtutakse Tallinna Tehnikakõrgkooli lõiketöötluse laboris olemasolevatest tööriistadest, terikutest ning terakehadest. Freesimiseks kasutatakse enamjaolt sõrmfreese, avade puurimiseks ning keermestamiseks HSS (kiirlõiketerasest) spiraalpuure ning keermepuure. Töötlemiseks kasutatakse soovituslikke tootjapoolseid parameetreid ning töö autori isiklikku praktikakogemust erinevate metallide töötlemisel. Töörajad, töötlusaja ning lõikerežiimid määrab CAM tarkvara vastavalt sisestatud andmetele. 4.2.1. Treimiseks kasutatavad tööriistad Treimiseks Haas TL-1 kasutatavad tööriistad valitakse detail laagrivõll näitel ning tööriistadest koostatakse koondtabel (Tabel 7). Tabelis on ära toodud vajalikud lõikeparameetrid, töötluse nimetus, tööriistade ning terikute nimetused. 27

Tabel 7 Töötlus Laagrivõlli otspinna töötlus Laagrivõlli välispinna koorivtöötlus Laagrivõlli välispinna puhastöötlus Laagrivõlli ääriku ava tsentreerimine Laagrivõlli ääriku ava puurimine Laagrivõlli otspinna töötlus (2 paigaldus) Tööriistad Laagrivõll treimiseks Haas TL-1-s Terik/Tööriist Terakeha/ Hoidik Lõikekiirus, m/min Ettenihe, mm/p Lõikesügavus, mm Töötlusaeg, min CNMG120404-MF PCLNR2020K 12 [18] 200 0,15 0,2 0,2 CNMG120404-MF PCLNR2020K 12 [18] 261 0,15 0,8 1,4 DCMT11T304-FT SDJCR2020K11 [18] 365 0,1 0,5 0,2 Tsentripuur D 10 Kiirlukustuv käsitsi 20 0,5 opereeritav padrun HSS spiraalpuur D Morse TP4 koonus 20 1 38 mm tagapukis CNMG120404-MF PCLNR2020K 12 [18] 200 0,15 0,2 0,2 Töötlusaeg kokku, min 3,5 Töötlusaegades pole arvestatud seadme seadistamist, abiaegasid ning kiirliikumisi. 4.2.2. APJ freespingis kasutatavad tööriistad Freespingis Bridgeport XP3 kasutavad tööriistad valitakse detail pöördplaat näitel ning tööriistadest koostatakse koondtabel (Tabel 8). Tabelis on toodud vajalikud parameetrid töötlusprotsessiks. 28

Tabel 8 Töötlus Tööriistad pöördplaat töötlemiseks Bridgeport XP3-s Pöördplaadi avade tsentreerimine Pöördplaadi avade puurimine D = 15 mm Pöördplaadi M8 avade puurimine D = 6,8 mm Pöördplaadi M5 avade puurimine D = 4,2 mm Pöördplaadi M8 avade keermestamine D = 8 mm Pöördplaadi M5 avade keermestamine D = 5 mm Pöördplaadi D = 18 avade freesimine Pöördplaadi laagriavade töötlemine D = 47 Tööriist NC tsentripuur D 10 mm Spiraalpuur D 15 mm Spiraalpuur D 6,8 mm Spiraalpuur D 4,2 mm Keermepuur D 8 mm Keermepuur D 5 mm Sõrmfrees D 10 mm Sõrmfrees D 10 mm Terahoidik Ettenihe, Vf, fz, fn Pöörete arv, n, Vc Töötlusaeg, min Tsangpadrun 100 mm/min 1000 p 2,1 D 10 mm Tsangpadrun 0,05 20 m/min 10,5 D 15 mm mm/hambale Tsangpadrun 0,05 20 m/min 1 D 7-8 mm mm/hambale Tsangpadrun 0,03 20 m/min 2,3 D 4-5 mm mm/hambale Tsangpadrun 1,25 mm/p 20 m/min 0,3 D 7-8 mm Tsangpadrun 0,8 mm/p 20 m/min 0,7 D 4-5 mm Tsangpadrun 800 mm/min 6000 p 1,6 D 10 mm Tsangpadrun 800 mm/min 6000 p 4 D 10 mm Töötlusaeg kokku, min 22,5 Töötlusaegades pole arvesse võetud kiirliikumisi, abiaegasid ega tööpingi seadistusaega. Samas pole ka lisatud manuaal freespingil sooritatavaid töötlus operatsioone. 4.2.3. Käsikeevitusoperatsioon Laagrivõlli ning ääriku ühendamiseks on mõistlik kasutada keevisliidet (Joonis 13), kuna see hoiab kokku materjali ning aega. Keevisoperatsiooni parameetrid leitakse kogemuslikult ning katsetuste teel proovitükkidel. 29

Enne keevitamist tuleb detail laagrivõll vastavalt joonisele mõõtu töödelda, seejärel treida äärikusse ava ning faas keevisliite tagamiseks. Seejärel detailid keevitatakse, võttes arvesse joonisel olevat ristseisu ning töödeldakse ääriku ja võlli otspinnad koos keevisliitega. Keevitusvool: 150 A; Keevituskiirus: 3 m/min; Tööaeg: 2 min. Joonis 13. Laagrivõlli keevisliide (autori joonis) 30

5. MAJANDUSLIK OSA Majanduslikus osas kajastatakse rakise valmistamisega seonduvad kulud. Kuludeks on materjali maksumus, detailide töötlemisega seonduvad kulud, projekteerimine ja ostutooted. Võetakse kokku rakise valmistamise hind ning tulemused kantakse tabelitesse, millest selgub rakise omahind. Rakise valmistamise puhul on oluliseks osaks funktsionaalsus ning rakise valmistamine on osa robotkeevitus tehnoloogia juurutamisest. 5.1. Toorikute ning toormaterjali hind Mõningate detailide jaoks on vajalik allhankena valmistatud toorikuid. Kuna detailide gabariitmõõtude tõttu pole neid otstarbekas lehtmaterjalist välja freesida, siis peamiselt lõigatakse töötlusvarudega toorikud välja plasmalõikusega ning hiljem töödeldakse neisse avad ning elemendid vastavalt joonistele. Toorikute hinna määrab allhanke ettevõte koostades hinnapakkumise detailide valmistamiseks. Allhanke hinnapäring saadeti erinevatesse ettevõtetesse ning otsustati odavaima kasuks. Hinnapakkumine koondatakse tabelisse (Tabel 9) võttes arvesse igat valmistatavat detaili. Tabel 9 Toorikute hinnad Detaili nimetus Tähis Hind, Fiksaatori plaat LT 01.02.01 4 Laagrivõlli flants LT 01.04.02 12 Alusplaat LT 01.00.01 50 Alusplaat kinnitus LT 01.00.02 18 Pöördplaat LT 01.00.03 70 Alakoostude detailid 8 Kokku: 162 31

Ülejäänud toorikute hind kujuneb lattmaterjali hinnast ning kogusest. Lattmaterjal valitakse võimalikult ligilähedane detaili gabariitmõõtudele, et detaili valmistamisel oleks võimalikult vähe kadusid. Hinnad koondatakse tabelisse (Tabel 10). Tabel 10 Lattmaterjali hind Detaili nimetus Tähis Tooriku mõõtmed, mm Hind, Fiksaatori tihvt LT 01.02.02 Ø35 X 100 2 Laagrivõll-võll LT 01.04.01 Ø40 X 100 3 Alakoostude detailid 8 Kokku: 13 Kokku kulub toormaterjali peale 175. 5.2. Töötluskulud Toorikute töötlemisel detailideks kaasnevad töötluskulud. Igale detailile määratakse ajanormid, kuna detailid on erineva keerukusastmega ning vajalik on kasutada erinevaid tööpinke. Detailide töötlemisel leitakse valmistamiseks vajalikud ajanormid ning töötlusajad (Tabel 11). Töötlusajad saadakse enamasti CAM programmi kasutades. Kuna tegemist on ühekordselt valmistatavate detailidega, siis on ettevalmistusajad ning abiajad võrreldes saritootmisega küllaltki suured. Tm - masinaaeg, min; Tabi - abiaeg, min; Tel - ettevalmistus ja lõpetusaeg, min; Top - operatiivaeg, min (Tm + Tabi); Tpi - aeg isiklikeks vajadusteks, min; Tpr - aeg CAM programmeerimiseks, min; Ttk - tükiaeg (Tel + Top+ Tpi+Tpr), min. 32

Tabel 11 Detail (Töötlus) Seade Ajanormide tabel Ajanormid, min Tm Tabi Tel Top Tpi Tpr Ttk Fiksaatori plaat (avade Sammaspuurpin puurimine ja hõõritsemine) k 1 3 5 4 0 0 9 Laagrivõlli flants (sisetreimine) Haas TL-1 3 2 2 5 0 0 7 Laagrivõlli flants (avade Sammaspuurpin puurimine) k 4 3 5 7 0 0 13 Rakise alusplaat (freesimine) Bridgeport XP3 12 5 10 17 0,5 15 42,5 Rakise alusplaat (puurimine) X8132 UA 3 3 2 6 0 0 8 Alusplaat kinnitus (puurimine) X8132 UA 3 3 2 6 0 0 8 Pöördplaat (freesimine, 30, Bridgeport XP3 22,5 8 20 puurimine) 5 1 25 126,5 Fiksaatori tihvt (treimine) Haas TL-1 1 2 5 3 0 0 8 Laagrivõll (treimine) Haas TL-1 3,5 4 5 7,5 0 15 27,5 Laagrivõll (keevitamine) Kemppi Evo 3200 2 1 3 3 0 0 6 Laagrivõll koost (treimine) Haas TL-1 1 2 5 3 0 0 8 Hinge koost (freesimine, puurimine) Bridgeport XP3 12 2 8 14 0 15 37 Alakoostude detailid 5 2 10 7 0 0 17 Ttk kokku, min 317,5 Võttes töötlusel masinate kasutamise, programmeerimise ja seadistamise hinnaks 50 /h, saame 265 töötluskuludeks. 33

Lisakulu tööriistade ning terikute pealt pole arvestatud, kuna kõik vajalikud terikud, terakehad, puurid, freesid ning tööriistad on laborites olemas. Tööriistade amortisatsioon ning tööjõukulud on tööpinkide kasutamise ning seadistamise hinda sisse arvestatud ning ei vaja eraldi märkimist. 5.3. Ostutooted Rakise koostamiseks on vajalik soetada mitmeid ostutooteid. Ostutoodeteks on kinnitusvahendid, laagrid, hinged ja klambrid. Ostutoodetest koostatakse koondtabel (Tabel 12), millesse kantakse ostutoote hind, kogus ning nimetus. Tabel 12 Ostutoodete koondtabel Nimetus Kogus, tk Ühiku hind, Kokku, Kinnitusklamber Norelem 04088 2 12 24 Kinnitusklambri koost toega Norelem 04192 2 21 42 Koonusrulllaager SKF 32005 X/Q 2 20 40 Kraega mutter DIN 6926 - M8 2 0,1 0,2 Madal sisekuuskantpolt DIN 7984 M8 X 25 10 0,3 3 Mutter madal DIN 439 M20 1 1,2 1,2 Peata kruvi DIN 427 M5 X 20 1 0,4 0,4 Seadekruvi DIN 916 M8 X 60 2 0,8 1,6 Seib DIN 125 ZN - M12 3 0,05 0,15 Seib DIN 125 ZN - M8 2 0,03 0,06 Seib DIN 433 - M20 1 0,2 0,2 Silindertihvt DIN 7 18 X 30 2 2,1 4,2 Sisekuuskantpolt peitepea DIN 7991 M10 X 14 4 0,8 3,2 Sisekuuskantpolt DIN 6912 M12 X 65 3 1,2 3,6 Sisekuuskantpolt DIN 6912 M8 X 35 2 0,8 1,6 T soone mutter DIN 508 M12 X 14 3 1,5 4,5 Muud alakoostudesse kuuluvad ostutooted 24,2 24,2 Kokku, : 154,11 Kokku kulub ostutoodetele 154,11. 34

5.4. Valmistamiskulud kokku Rakise valmistamise kogukuludeks loetakse ülaltoodud tabelite koondsummat ning lisatakse projekteerimistasu. Sellest kujuneb rakise omahind. Kuna rakis pole valmistatud kasumi eesmärgil vaid projektipõhiselt kui abivahend, siis kasumit rakise puhul ei arvestata. Tööjõukulud on arvestatud töötluskuludesse. Samas ei arvutata ka tasuvusaega, kuna rakis on valmistatud eesmärgiga juurutada robotkeevitustehnoloogiat õlikuumutite korpuste valmistamiseks. Kulud kantakse koontabelisse (Tabel 13). Projekteerimise tunnihinnaks võetakse 30 /h. Projekteerimiseks kulus kokku arvestuslikult 10 tundi. Tabel 13 Rakise omahind Kulu liik Summa, Toormaterjal 175 Töötluskulud 265 Ostutooted 154,11 Projekteerimine 300 Kokku: 894,11 Võttes arvesse, et projektipõhiselt on rakise valmistamiseks määratud piirhind 1200 siis mahub rakise valmistamine ning projekteerimine projektis määratud piirhinda. 35

KOKKUVÕTE Lõputöö käigus projekteeriti ning valmistati robotkeevitustehnoloogia juurutamise tarbeks töötlusrakis. Keevitustehnoloogia väljatöötamiseks kasutati Tallinna Tehnikakõrgkoolis olevat robotkeevitusjaoskonda ning rakis projekteeriti võttes arvesse jaoskonda kuuluvat robotkeevitusseadet ja selle juurde kuuluvaid elemente. Uuriti surveanumate koostude mõõte ja parameetreid, millega arvestati rakise valmistamisel. Rakise valmistamine ning projekteerimine viidi läbi kasutades Tehnikakõrgkooli laboreid ning seadmeparki. Projekteerimise käigus määrati rakise valmistamiseks vajalikud materjalid ja standardsed kasutatavad kinnitus- ja paigalduselemendid. Tehnoloogiliselt tähtsamate sõlmpunktide valmistamiseks ja rakise töökindluse tagamiseks arvutati kinnituselementide poolt mõjuvad jõud ning hingede tugevusarvutus lõikejõududele. Rakise valmistamiseks koostati tähtsamate detailide töötlustehnoloogia kasutades selleks Tehnikakõrgkooli lõiketöötluse labori metallilõikepinke ja nende juurde kuuluvaid lõikeinstrumente. Majandusliku arvestuse juures arvutati välja rakise omahind, mis koosnes ostutoodetest, valmistamiskuludest, materjalikuludest ning projekteerimiskuludest. Arvutuste kohaselt mahtus rakise valmistamine tellimusprojekti määratud eelarvesse. Rakisele seatud tingimused, mis olid tellija poolt nõutud, said töö käigus täidetud ning rakisele on võimalik paigaldada viit erinevat surveanumat kuues erinevas paigaldusasendis. See võimaldab töödelda võimalikult palju keevisõmblustest, mis on vajalikud koostu valmistamiseks. 36

SUMMARY This thesis is a part of a development project for welding oil heaters with a robotic arm. Welding station with a robotic arm needs a jig to mount five different assemblies to it. Welding station used in this thesis is located in Tallinn University of Applied Sciences welding laboratory and is used to test productivity and weldability of oil heater assemblies by a robotic arm. Jig is processed and developed using University of Applied Sciences laboratories and metalworking machines. The jig is developed by using standard components, fastenings, devices and materials. To fasten the assembly to jig there is a need to calculate durability against stress and shear stress to technologically vital connection elements and parts to make sure that jig is working correctly and without breaking under stress. For producing parts for the jig there is put together machining order and working technology using Tallinn University of Applied Sciences machine tools and metalworking implements. In economical part of the thesis there is calculated the jigs self-cost. Self-cost is calculated using price for development and projecting, prices for purchase products, machining cost and material cost. According to calculations the making and developing of this jig fits the project initial estimated budget. Conditions and factors declared by the customer were filled by making and developing of this jig. The jig is capable of holding five different assemblies in six different working mountings that allows to weld most of the seams that are essential to complete the oil heater assemblies. 37

VIIDATUD ALLIKAD [1] HEATPAC EHS-61, -62 Electric Heating Systems, Alfasepar, 2015. [Võrgumaterjal]. Available: http://www.alfasepar.cz/wp-content/uploads/2013/08/heatpac_ehs.pdf. [Kasutatud 31. Märts 2016]. [2] Steelnumber, European Steel and Alloy Grades/Numbers, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu.php. [Kasutatud 1. Aprill 2016]. [3] Yaskawa, Motoman Robots, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.motoman.com/datasheets/mh12.pdf. [Kasutatud 24. Märts 2016]. [4] KempArc, Modular MIG/MAG welding systems for automation, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.kemppi.com/en-us/offering/product/kemparc-pulse-350/pdf/. [Kasutatud 31. Märts 2016]. [5] Yaskawa Motoman, Next Generation Robot Controller, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.motoman.com/products/controllers/dx200_controller.php. [Kasutatud 31. Märts 2016]. [6] Keevisliited ja keevitusasendid, Keevitusasendite tüübid ja markeering, [Võrgumaterjal]. Available: http://eprints.tktk.ee/180/2/keevisliited%20ja%20keevitusasendid/keevitusasenditetuumluumlbid-ja-markeering.html. [Kasutatud 1. Aprill 2016]. [7] Steelnumber, Steel and cast iron standards, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu.php?name_id=8. [Kasutatud 1. Aprill 2016]. 38

[8] M. Purde, Tolerantsid ja istud, Tallinn: Tallinna Tehnikakõrgkool, 2005. [9] H. Buschmann, Rakiste projekteerimine, Tallinn: Tallinna Tehnikakõrgkool, 2008. [10] Norelem, Clamp straps gooseneck, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.norelem.fr/xs_db/dokument_db/www/norelem/datasheet/en/04/04088 _Datasheet_2846--en.pdf. [Kasutatud 25. Aprill 2016]. [11] SKF, Tapered roller bearings, single row, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/roller-bearings/tapered-rollerbearings/single-row-tapered-roller-bearings/singlerow/index.html?designation=32005%20x%2fq. [Kasutatud 1. Aprill 2016]. [12] SKF, Shaft and housing tolerances and fits, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/rollerbearings/principles/design-considerations/radial-location-bearings/shaft-housing-tolerancesfits/index.html. [Kasutatud 5. Mai 2016]. [13] Priit Põdra, Tugevusanalüüsi alused, 2004. [Võrgumaterjal]. Available: http://www.mh.ttu.ee/priitp/tugevusopetus/tugevusanaluusi_alused/4_liidete_tugevus_loi kel.pdf. [Kasutatud 9. Aprill 2016]. [14] Riigiteataja, Raskuste käsitsi teisaldamise töötervishoiu ja tööohutuse nõuded, [Võrgumaterjal]. Available: https://www.riigiteataja.ee/akt/84808. [Kasutatud 8. Mai 2016]. [15] Haas, TL-1 Specifications, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.haascnc.com/mt_spec1.asp?id=tl- 1&webID=TOOLROOM_LATHE#gsc.tab=0. [Kasutatud 20. Aprill 2016]. [16] Hardinge, VMC 610XP3, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.hardingeus.com/usr/pdf/milling/1340_xp3series.pdf. [Kasutatud 11. Aprill 2016]. 39

[17] Manualslib, Online manual database, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.manualslib.com/manual/901344/kemppi-pro-3200-evolution.html. [Kasutatud 25. Aprill 2016]. [18] Sandvik Coromant, Coroguide 2.0, Sandvik, 2015. 40

Lisa 1. Robotkeevituse jaoskond Robotkeevituse jaoskond (autori foto) 41

Lisa 2. Keevitatav koost rakises Keevitatav koost rakises (autori foto) 42

Lisa 3. Rakis keevituspositsioonis Rakis horisontaalasendis (autori foto) 43

223 121 1:5 95 7 160 A 5 21 G1 a 3 135 3 52 135 O 630 O 41 8 10 O 25 a 5,5 135 a 5,5 135 135 a 5,5 a 5,5 135 6 8 747 2 a 5,5 a 5,5 135 1 a 3 135 25 G1/2 135 a 5,5 a 5,5 88 135 a 3 7 50 a 5,5 135 A M8 135 a 5,5 A-A 20 4 X M8 O 220 4 8 14 kw kuumuti väiksem külg - P265GH EN 10028-2-2009 7 14 kw kuumuti tõstepolt - P265GH EN 10217-5-2002 6 14 kw kuumuti suurem külg - P265GH EN 10028-2-2009 1 1 1 2 X O 14,5 5 14 kw kuumuti sisend/väljund - P265GH EN 10028-2-2009 4 14 kw kuumuti põjhaplaat - P265GH EN 10028-2-2009 2 1 102 +0,3 0 3 14 kw kuumuti kinnitusplaat - P265GH EN 10028-2-2009 1 2 14 kw kuumuti kinnituskõrv - P265GH EN 10028-2-2009 2 135 1 14 kw kuumuti instrumentide sisend/väljund - P265GH EN 10217-5-2002 2 O 18 X 8 Osa Nimetus, Materjal Tähis Hulk Märkus Pinnatöötlus: Eeltöötlus ja värvimine IN 2005 S17 Pinnavärv (310 Medium blue) AL 2005 S17 Või RAL 6027 Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 20,9 kg 1:2 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald 14 kw KORPUS joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT.580981 A1

250 A O 55 181 1:5 4 7 380 52 5 135 G1 a 3 135 135 a 7 a 7 135 a 4 135 a 4 135 O 40 6 8 619 749 12 135 10 a 7 a 7 a 7 a 7 135 135 a 3 a 3 135 25 G1/2 88 A 7 50 O a 7 135 M8 1 20 4 X M8 3 A-A 135 a 5,5 2 8 65 kw kuumuti väiksem külg - P265GH EN 10028-2-2009 7 65 kw kuumuti tõstepolt - P265GH EN 10217-5-2002 6 65 kw kuumuti suurem külg - P265GH EN 10028-2-2009 1 1 1 271 153 +1,2 0 2 X O 14,5 5 65 kw kuumuti sisend/väljund - P265GH EN 10028-2-2009 4 65 kw kuumuti põhjaplaat - P265GH EN 10028-2-2009 3 65 kw kuumuti kinnitusplaat - P265GH EN 10028-2-2009 2 1 1 2 65 kw kuumuti kinnituskõrv - P265GH EN 10028-2-2009 2 14 X O 18 135 1 65 kw kuumuti instrumentide sisend/väljund - P265GH EN 10217-5-2002 Osa Nimetus, Materjal Tähis Hulk Märkus 2 135 344 Pinnatöötlus: Eeltöötlus ja värvimine IN 2005 S17 Pinnavärv (310 Medium blue) AL 2005 S17 Või RAL 6027 Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 58,7 kg 1:2 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald 65 kw KORPUS joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT.580985 A1

O 30 67 48 3 33 12 H7/g7 33,77 41 50 10 4 70 2 4 Vedru DIN 2098-0,8 X 14 l 30 1 3 Lukustusrõngas DIN 471-12 X 1 1 2 Fiksaatori tift LT 01.02.02 1 1 2 X O 8,4 1 Fiksaatori plaat LT 01.02.01 1 Osa Nimetus, Materjal Tähis Hulk Märkus Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 0,25 kg 1:1 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald FIKSAATOR joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.02.00 A3

C R 10 48 Ra 2,5 10 15 O 43 33 12 H7 C 50 70 7,5 8,4 2 X O C-C Teostas Kontrollis Kinnitas Ra 10 ( ) Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: S355JR EN 10025-2-04 ISO 2768-m 0,15 kg 1:1 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald joonised.dft FIKSAATORI PLAAT Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.02.01 A4

O 30 R 20 S R 7 R 1 67 A 6 10 1 58 2 O 16 45 R 2 18 O 12 g7 A 5:1 O 10 Teostas Kontrollis Kinnitas Ra 3,2 Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: S355JR EN 10025-2-04 ISO 2768-m 0,094 kg 2:1 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald joonised.dft FIKSAATORI TIHVT Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.02.02 A4

M20 x 1 2 O 25 g7 n 0,01 A 64 4 X O 10,5 7 1 X 45 2 X 135 A O 38 H12/h12 4 X 45 O 100 O 130 h12 1 2 Laagrivõll-võll LT 01.04.01 1 1 Laagrivõlli flants LT 01.04.02 1 Osa Nimetus, Materjal Tähis Hulk Märkus Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 0,9 kg 1:1 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald LAAGRIVÕLL KOOST joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.04.00 A4

60 18 1,5 0,5 60 M20 x 1 1 X 45 0,5 X 45 A 5:1 O 17 64 31-0,05-0,1 O 24,4 A 0,5 X 45 O 25 g7 4 X 45 Ra 3,2 O 38 h12 Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: S355JR EN 10025-2-04 ISO 2768-m 0,28 kg 2:1 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald LAAGRIVÕLL-VÕLL joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.04.01 A4

O 130 h12 O 100 O 38 H12 1 X 45 2 X 7 Ra 3,2 4 X O 10,5 Ra 6,3 Teostas Kontrollis Kinnitas ( ) 4 X 45 Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: S355JR EN 10025-2-04 ISO 2768-m 0,61 kg 1:1 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald LAAGRIVÕLLI FLANTS joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: 1 4 X O TTK ME-81 1/1 LT 01.04.02 O 90 20 A4

D D 110 15 86 4 2 O 8 H9/g9 8,4 14 O 8 O 3 1 50 H10/h10 4 Lukustusrõngas DIN 471-8 x 1 1 3 Hinge võll D8 - S355JR EN 10025-2-2004 2 Hinge 2 pool - S355JR EN 10025-2-2004 1 Hinge 1 pool - S355JR EN 10025-2-2004 Osa Nimetus, Materjal Tähis Hulk Märkus 1 1 1 D-D 3 40 Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 0,32 kg 1:1 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald HING joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.03.00 A3

4 Toetatava koostu element 2 10 JS9/g9 O 3 7 237,5 230,74 9 12 8 6 135 a3 5 1 1:5 12 Vaheplaat S355JR EN10025-2-04 1 11 Toe äärik S355JR EN 10025-2-04 1 135 a5 115 10 Toe rullik S355JR EN 10025-2-04 2 9 Toe külg S355JR EN 10025-2-04 2 135 15 M18 A-A 8 Sisekeermega toru S355JR EN 10025-2-04 M18 7 Seib DIN 125 ZN - M8 2 6 Mutter DIN 934-8 - M8 2 5 Mutter DIN 934-8 - M18 1 1 10 4 Lukustusrõngas DIN 471-10 x 1 2 3 Kuuskantpea polt DIN 933 -M8 X 45 2 2 Kraega sõrm DIN 1434 10 X 33 2 1 Keermelatt DIN 976 M18 1 Osa Nimetus, Materjal Tähis Hulk Märkus O 130 50 11 Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 3,04 kg 1:2 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald TUGI joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.08.00 A3

15 100 44 25 60 12,2 28 90 6 X M8 90 43 43 3 soont Ra 6,3 400 Ra 10 Teostas Kontrollis Kinnitas ( ) R 20 Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: S355JR EN 10025-2-04 ISO 2768-m 4,37 kg 1:2 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald ALUSPLAAT KINNITUS joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.00.02 4 X A4

7 O 130 H12 Ra 3,2 Ra 3,2 Ra 3,2 A-A 4 X M10 10 44 86 86 44 R 200 100 O 100 A A 25 28 175 20 410 50 70 15 O 50 Ra 6,3 M12 Ra 6,3 30 20 10 Ra 6,3 35 2 X M8 30 2 X R 5 Ra 6,3 2 X R 20 4 X M8 400 Ra 10 Teostas Kontrollis Kinnitas ( ) Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: S355JR EN 10025-2-04 ISO 2768-m 16,18 kg 1:2 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald ALUSPLAAT joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.00.01 A3

160 3 125 33 125,5 113,5 20 152 4 83,1 34,4 113,5 123,5 33 45 2 50 33 100 A 113,5 34,4 125 83,1 124 A 152 160 113,5 123,5 62 33 1 10 4 X O 10 X O 18 H7 Ra 3,2 20 n 0,01 A 16 Ra 3,2 2 X O 47 K7 Ra 6,3 30 Ra 6,3 2 X 45 2 X Ra 6,3 12 Ra 6,3 10 X O 15 A O 42 O 380 12 A-A 5 X M5 2 X M8 1) Märkida erinevate koostude paigaldusavade asukohad: Märknõelaga märkida jooned avadest avadeni (lisada ka paigaldustihvti ava) Näidis punktiirjoonena. 2) Märkida positsiooninumbrid 1-4. Kirjasuurus 12 mm Ra 10 Teostas Kontrollis Kinnitas ( ) Avade D18 H7 koordinaadid töödelda täpsusega ±0,01 mm Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: S355JR EN 10025-2-04 ISO 2768-m 25,61 kg 1:2 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald PÖÖRDPLAAT joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.00.03 A3

17 8 12 3 1411 13 15 20 21 16 230,74 20 2 X O 47 K7/l6 261,74 10 11 26 5 22 7 4 18 O 25 L6/g7 7 O 130 H12/h12 590,5 19 6 23 B B 102,5 2 24 3 14 25 1:5 26 Tõsteaas DIN 580 M12 1 25 T soone mutter DIN 508 M12 X 14 3 24 Sisekuuskantpolt peitepea DIN 7991 M10 X 14 1 4 9 23 Sisekuuskantpolt DIN 6912 M8 X 35 2 22 Sisekuuskantpolt DIN 6912 M12 X 65 3 A 102,5 453,77 461 A 21 Silindertihvt DIN 7 18 X 30 2 20 Seib DIN 433 - M20 1 19 Seib DIN 125 ZN - M8 2 18 Seib DIN 125 ZN - M12 3 17 Seadekruvi DIN 916 M8 X 60 2 16 Peata kruvi DIN 427 M5 X 20 1 15 Mutter madal DIN 439 M20 1 14 Madal sisekuuskantpolt DIN 7984 M8 X 25 10 13 Laagri tolmukate S355JR EN 10025-2-04 1 12 Kraega mutter DIN 6926 - M8 2 11 Koonusrulllaager SKF 32005 X/Q 2 B-B 10 Klambritugi S355JR EN 10025-2-2004 2 9 Kinnitusklambri koost toega Norelem 04192 2 8 Kinnitusklamber Norelem 04088 2 7 Alusplaat LT 01.00.01 1 58,2 O 18 H7/m6 O 6 6 Alusplaat kinnitus LT 01.00.02 1 5 Pöördplaat LT 01.00.03 1 4 Fiksaator LT 01.02.00 1 3 Hing LT 01.03.00 2 2 Laagrivõll LT 01.04.00 1 1 Tugi LT 01.08.00 1 A-A Teatmeline mõõt: Fiksaatori liikumisulatus Osa Nimetus, Materjal Tähis Hulk Märkus Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 53,8 kg 1:2 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald RAKIS joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 01.00.00 A1

1. Paigaldus Koost rakises algasendis 3. Paigaldus: Koost ning rakis pööratud 90 horisontaalasendisse 5. Paigaldus: Koost ning rakis pööratud horisontaalasendis 180 2. Paigladus Koost pööratud pöördlauaga 180 4. Paigaldus: Koost ning rakis pööratud horisontaalasendis 90 6. Paigaldus: Koost ning rakis pööratud horisontaalasendis 270 Teostas Kontrollis Kinnitas Materjal: Märkimata piirhälbed: Mass: Mõõt: 1:5 Hirson Jaanus Nimetus: Faili nimetus: Särak Jaak-Evald PAIGALDUSJOONIS joonised.dft Kangru Tavo Leht: Tähis: Formaat: TTK ME-81 1 LT 02.00.00 A1