1. No category

TASOKUDOTUN SAUMAHUOVAN SAUMAN
VALMISTUKSEN KEHITTÄMINEN
Eero Siren
Opinnäytetyö
Joulukuu 2016
Kone- ja tuotantotekniikka
Laiteautomaatio/Tuotekehitys
2
TIIVISTELMÄ
Tampereen ammattikorkeakoulu
Kone- ja tuotantotekniikka
Laiteautomaatio/Tuotekehitys
SIREN, EERO:
Tasokudotun saumahuovan sauman valmistuksen kehittäminen
Valmet Technologies Oy:lle
Opinnäytetyö 42 sivua, kuvia 29, 1 liite
Joulukuu 2016
______________________________________________________________________
Tämä opinnäytetyö tehtiin Valmet Technologies Oy:lle Fabricsin Tampereen tehtaan
puristinhuopatuotantoon tarkoituksena kehittää uuden saumallisen huovan valmistus
teolliselle tasolle. Työn tavoitteena on suunnitella työpiste ja kehittää työmenetelmät
tasolle, jossa tuotteiden valmistus on tehokasta laadusta tinkimättä.
Tämä työ on yritykselle tärkeä, sillä teknisten tekstiilien markkinoilla kysyntä
saumallisille huoville lisääntyy vuosi vuodelta ja tästä syystä tuotevalikoiman ja
tehokkaan valmistamisen merkitys kasvaa entisestään. Uusilla menetelmillä pyritään
vaikuttamaan
suuresti
tuotantokustannuksiin.
niin
valmistusnopeuteen
kuin
myös
laatu-
ja
Kehitystyö ja ideointi suoritettiin tuotekehitysprojektin ja siihen nimettyjen henkilöiden
toimesta tuotannossa, jossa valmistettiin koehuopia uudella valmistusmenetelmällä.
Samalla huomattiin tehokkaasti valmistuksen ongelmakohdat niin työmenetelmien kuin
työtilojenkin
osalta.
Työni
painottuu
pääosin
tasokudotun
saumahuovan
saumanvalmistuksen työpisteen kehittämiseen ja osittain myös työmenetelmien
kehittämiseen.
Haasteellista työstä teki se, että asiasta ei ole alan kirjallisuutta tai teoriapohjaa vaan
kaikki kehitysideat muodostuivat koehuopia tehdessä.
3
ABSTRACT
Tampere University of Applied Sciences
Mechanical Engineering and Production Technology
SIREN, EERO:
Developing the Work Centre and Working Method of Producing the Seam for Flat
Woven Seam Felt
Valmet Technologies Ltd
Bachelor`s thesis 42 pages, 29 pictures, 1 appendix
December 2016
______________________________________________________________________
This thesis was commissioned by Valmet Technologies Ltd, Fabrics factory. The
purpose of this thesis was to develop the production of a new seam felt into an industrial
level. This thesis was very important for the company because the demand for the
technical textiles is increasing year by year and therefore the significance of the product
range and efficient production is increasing. With the new methods the company aims
to increase the production rate and also to reduce quality and production costs.
The development and the creation of the ideas was carried out by the personnel signed
to this development project and it was done in the middle of production where the test
samples were produced using the new manufacturing methods.
While making these test samples the problems in the production, working methods and
working space were noticed.
The thesis mainly focused on developing the working space where the flat woven seam
felts are produced, and also on making working methods more efficient. The goal was
to develop working space and make working methods more efficient so that the
production is efficient without defects in quality.
4
SISÄLLYSLUETTELO
1 JOHDANTO ................................................................................................................ 5
2 VALMET TECHNOLOGIES JA VALMET FABRICS ............................................ 6
2.1 Valmet Fabrics ..................................................................................................... 6
3 PURISTINHUOVAT JA SAUMAHUOVAT ............................................................ 7
3.1 Puristinhuovat ...................................................................................................... 7
3.2 Tasokudottu saumallinen huopa ........................................................................ 10
3.2.1 Tasokudotun saumahuovan hyödyt ja haitat ........................................... 13
4 SAUMAN VALMISTUS .......................................................................................... 14
5 TYÖPISTEEN JA KONEIDEN KEHITTÄMISEN PERUSTA .............................. 19
6 TYÖPISTEEN KEHITTÄMINEN ........................................................................... 24
6.1 Työpisteen yleiset edellytykset .......................................................................... 24
6.2 Kela ja valopalkki .............................................................................................. 24
6.3 Työtaso............................................................................................................... 26
6.4 Ompelu............................................................................................................... 27
6.5 Työpisteen sijoittaminen .................................................................................... 28
6.6 Työpiste kokonaisuutena ................................................................................... 28
6.6.1 Pohjakankaan työvaiheet yhdistelmätyöpisteessä ................................... 31
7 TYÖMENETELMÄT ............................................................................................... 36
7.1 Rullasta leikkaus, ompelu, suoristaminen, mitoittaminen ja
ultraäänihitsaus .................................................................................................. 37
7.2 Sauman valmistus .............................................................................................. 37
8 JATKOKEHITYS ..................................................................................................... 39
8.1 Pohjien suoristaminen ........................................................................................ 39
8.2 Saumapaikan valmistaminen ............................................................................. 40
9 JOHTOPÄÄTÖKSET ............................................................................................... 41
10 LÄHTEET ................................................................................................................. 42
5
1
JOHDANTO
Tämä opinnäytetyö tehtiin Valmet Technologies Oy:n Fabricsin Tampereen tehtaalle
tarkoituksena kehittää tasokudottujen saumallisten puristinhuopien sauman valmistus
teolliselle tasolle. Ennen työn aloittamista kartoitettiin työn laajuus ja todettiin, että
keskityn työssäni kehittämään työtilat ja menetelmät teoreettisella tasolla, jonka
pohjalta olisi helppo siirtyä käytännön toteuttamiseen. Työtä varten liityin
kehitysprojektiin, jossa minun lisäksi oli kaksi tuotekehitysosaston ihmistä sekä yksi
suunnitteluinsinööri. Tuotekehityksen ihmiset keskittyivät pääosin tekstiilipuoleen ja
minä työpisteen kehittämiseen.
Työstä ei ollut virallista teoriapohjaa, koska kyseessä oli kokonaan uudella
valmistusmenetelmällä valmistettava tuote. Näin ollen ideat ja pohdinnat tehtiin
tuotannossa samalla kun koetuote oli valmistettavana. Tällöin näimme heti käytännössä
ongelmakohdat niin työpisteen osalta kuin myös valmistusmenetelmien osalta.
Tutkimustyö suoritettiin tekemällä muistiinpanoja sekä valokuvaamalla työvaiheet sekä
työn laatu ja vertaamalla niitä aiempiin kokeisiin. Näin saimme käsityksen siitä miten
kulloinenkin muutos vaikuttaa lopputulokseen.
Tämä opinnäytetyö on yritykselle erittäin tärkeä, koska sen avulla päästään
valmistamaan
tarkoituksenmukaista
työpistettä
tasokudottujen
saumahuopien
saumanvalmistusta varten. Tämän työpisteen ja sen toimintamenetelmien johdosta
saumanvalmistus saadaan teolliselle tasolle, jolloin se vastaa tuotannon tarpeita.
6
2
VALMET TECHNOLOGIES JA VALMET FABRICS
Valmet on vanha, vuonna 1750-luvulla perustettu suomalainen yritys, joka historiansa
aikana on toiminut lukuisilla eri toimialoilla aina valtion metallista, traktoreiden kautta
paperikoneisiin ja teknisiin tekstiileihin. Valmet nimenä syntyi 1944-luvulla, jolloin
valtion asetehtaat siirrettiin puolustusministeriöltä kauppa- ja teollisuusministeriön
alaisuuteen. Vuonna 1946 muodostettiin valtion metallitehtaat, johon valtio yhdisti eri
puolilla maata sijainneet sotakorvauksia valmistavat metallitehtaansa. Valmet
alkuperäisessä merkityksessään poistettiin vuonna 1999 kun Valmet ja Rauma
yhdistyivät Metsoksi. Nykyinen Valmet Technologies sai alkunsa vuoden 2013 lopulla
jolloin sellu-, paperi- ja voimantuotantoliiketoiminta irtautuivat Metso Oyj:stä.
Nykyinen Valmet Fabrics on vuonna 1797 perustettu Tamfelt, joka vuoden 2009 lopulla
myytiin osaksi Metsoa.
Nykyään Valmet on johtava prosessiteknologian, automaation ja palveluiden toimittaja
ja kehittäjä sellu-, paperi- ja energiateollisuudelle. Sillä on kartonki-, paperi- ja
pehmopaperimarkkinoilla kattavin tarjooma ja markkinajohtajuus kaikilla markkinoilla.
Sellu-, energia-, automaatio- ja palvelumarkkinoilla se on kolmen suurimman tarjoajan
joukossa. (www.valmet.com, general presentation)
Vuonna 2015 Valmetin liikevaihto oli noin 3 miljardia euroa ja henkilöstöä noin 12
000.
2.1
Valmet Fabrics
Valmet Fabrics on vuonna 1797 perustettu teknisiä tekstiilejä valmistava kotimainen
yritys, joka oli vuoteen 1981 asti nimellä Tampereen Verkatehdas Oy. Vuonna 1971
yritys muutti nykyisiin toimitiloihin Tampereen Kaukajärvelle ja vuonna 1981 nimeksi
muuttui Tamfelt. Vuonna 2009 joulukuussa Metso osti 98 % Tamfeltin osakkeista
jolloin nimi muuttui Metso Fabrics Oy:ksi.
7
Valmet Fabricsin tuotevalikoimaan kuuluu paperikonekudoksiin kuuluvia märkä- ja
kuivatusviiroja
puristinhuovissa.
3
3.1
sekä
puristinhuopia.
Nykyisellään
tuotannon
pääpaino
on
jakautuvat
päättömiin
ja
PURISTINHUOVAT JA SAUMAHUOVAT
Puristinhuovat
Pääasiallisesti
yrityksen
valmistamat
puristinhuovat
saumallisiin puristinhuopiin. Päättömät huovat ovat yhtenäisiä asiakkaan mittoihin
valmistettuja huopia, joilla puristetaan noin 80 % vettä sisältävän paperi-, kartonki- tai
selluloosaradan vesipitoisuus noin 55 % lisäten näin kuiva-ainepitoisuutta.
Päättömät huovat ovat osaltaan menettämässä markkinaosuuttaan saumallisille huoville
pääasiallisesti niiden hankalan asentamisen takia. Päättömiä huopia asennettaessa
paperikoneelle joudutaan koneen pääty avaamaan ja vetämään huopa päädystä
koneeseen. Tämä lisää asennusvaiheen tapaturmariskiä ja saattaa aiheuttaa huopaan
laadullisia vahinkoja.
Suurimpana erona saumallisissa huovissa päättömiin huopiin on asennus. Saumallisissa
huovissa huopa saadaan sauman kohdalta niin sanotusti poikki, jolloin paperikonetta ei
tarvitse avata asennusta varten vaan asennus tapahtuu vetämällä huopa koko linjaston
läpi. Kun huopa on pujotettu koneeseen, yhdistetään sauma vetoketjulla, jonka jälkeen
huopaan asennettu vetoketju poistetaan ja jäljelle jää sileä huopa.
Saumallista huopaa valmistettaessa täytyy kuitenkin olla tarkkana, koska sauma
muodostuu pienistä lenkeistä (Kuva 1), jotka vaurioituessaan voivat vaikuttaa tuotteen
laatuun ja kestävyyteen.
8
Kuva 1. Saumallisen huovan sauman lenkkejä.
Asennuksessa, sauman yhdistämisvaiheessa, tavoitteena on saada sauman molempien
reunojen lenkit yhteen tasaisesti, siten että yksi lenkki asettuu aina yhteen väliin (Kuva
2.)
Kuva2. Saumalenkit vastakkain
Saumallisen huovan pohjakangas, eli raakapohja kudotaan kutomossa, jossa siihen
kudotaan saumalenkit valmiiksi. Myös sauman yhdessä pitävä saumalanka asetetaan
9
saumaan jo kudontavaiheessa siten että lenkit muodostuvat kudonnan edetessä
saumalangan
ympärille.
Tällä
kudontamenetelmällä
saadaan
kudottua
yksi
saumahuovan raakapohja kerrallaan, jonka jälkeen seuraavaa varten täytyy tehdä uusi
aloitus.
Kudonnan ja raakatarkastuksen jälkeen pohjalle annetaan lämpökoneella esilämpö,
jonka vaikutuksesta pohjasta saadaan suurimmat muodonmuutokset pois. Tämä on
erittäin
tärkeä
vaihe,
koska
ilman
lämpökäsittelyä
kutistuminen
tapahtuisi
myöhemmissä vaiheissa, jolloin se aiheuttaisi tuotteeseen laatuhäiriöitä aiheuttavia
kutistumia. Merkittävimmät häiriöt ovat muun muassa epätasainen pinta, jonka
seurauksena paperien laatu kärsisi. Tärinä aiheuttaisi pahimmassa tapauksessa
paperikoneisiin toimintahäiriöitä sekä lisäksi mittatarkkuus olisi huono, jolloin
asiakkaalle ei pystyttäisi toimittamaan tarkalleen sen haluaman kokoista tuotetta.
Näiden lisäksi myös huopien ilman- ja vedenläpäisyä ei pystyttäisi kontrolloimaan,
jolloin huopa ei toimisi paperikoneella halutulla tavalla.
Esilämmön jälkeen saumaan vaihdetaan lanka seuraavaa työvaihetta varten. Langan
vaihdolla pystytään vaikuttamaan saumalenkkien kokoon, mikä itsessään on hyvin
tärkeä työvaihe johtuen siitä että jos lenkit kutistuvat tuotannon aikana liikaa, on sen
yhdistäminen lähes mahdotonta.
Langan vaihdon jälkeen raakapohjaan neulataan polyesterinukkaa keinokuituisen
huovan valmistamiseksi. Neulauksen jälkeen saumaan vaihdetaan jälleen lanka, jonka
jälkeen huopa jatkaa lämpökoneelle viimeisteltäväksi. Viimeistyksessä huopa pestään ja
kalanteroidaan. Kalanteroinnilla huopaa prässätään, jolla aikaansaadaan haluttu tiheys
sekä samalla mahdollisimman sileä huovan pinta. Pesun ja kalanteroinnin jälkeen huopa
kuivataan ja sille annetaan viimeinen lämpökäsittely. Viimeistysprosessin valmistuttua
huovan reunat leikataan sentilleen haluttuun leveyteen. Viimeiseksi leikattu reuna
sulatetaan sileäksi tähän tarkoitukseen tarkoitetuilla reunakolveilla.
Viimeistyksen jälkeen huopa siirtyy avaukseen, jossa sauma avataan ja saumasta
poistetaan yhdistämislanka. Huovan avauksen jälkeen se siirtyy koeyhdistykseen, jossa
huovan nurjalle puolelle ommellaan vetoketju. Sen avulla huopa saadaan yhtenäiseksi
lenkiksi sauman yhdistämistä varten. Vetoketjujen ompelun jälkeen suoritetaan
koeyhdistäminen, jolla
varmistetaan sauman
hyvä saumattavuus.
Viimeiseksi
molempiin saumoihin ommellaan saattokankaat. Saumat ovat niin sanotut putkipää ja
10
vetopää. Putkipäähän ommellaan saattokangas, josta se voidaan kiinnittää putkeen.
Tämä pitää huovan suorassa ja riittävän kireällä, jonka ansiosta huovan asennus
paperikoneella onnistuu paremmin. Huovan vetopäähän asennetaan normaalisti kolmion
muotoinen liina, jonka avulla huopa vedetään paperikoneen linjaston läpi suorana.
Ompeluiden ja koeyhdistämisen jälkeen huopa on valmis pakattavaksi ja lähetettäväksi
asiakkaalle.
3.2
Tasokudottu saumallinen huopa
Ohessa periaatekuva (Kuva 3.) tasokudotun saumahuovan työvaiheista ennen neulausta.
Kuva 3. Tasokudotun saumahuovan vaiheet
Tasokudotun saumahuovan työvaiheet tarkemmin:










11
pohjan mitoittaminen ja leikkaaminen rullasta
päiden yhteen ompeleminen ja pohjan suoristaminen
pohjan leikkaaminen tarkkoihin mittoihin
ultraääniliittäminen
saumapaikan mitoittaminen
lankojen poistaminen saumakohdista
spiraalijousen asentaminen molempiin saumoihin ja saumalankojen pujotus
pohjien yhteen ompelu, sauman lämpökäsittely ja saumalangan sekä spiraalin
poistaminen
lenkkien yhteen liittäminen ja virallisen neulauksen langan paikalleen laitto
kun sauma on valmistettu, jatkuu tuotanto samalla tavalla kuin normaalitkin
saumahuovat
Suurimpina eroina normaalien saumahuopien ja tasokudottujen saumahuopien välillä on
kudonta ja sauman valmistus.
Päättömät saumahuopien pohjat kudotaan aina yksitellen, kun vastaavasti tasokudottu
pohja kudotaan noin 75 m pitkänä ja 10-11 m leveänä yhtenäisenä pohjana, josta
leikataan halutun kokoinen pala (Kuva 4.) mistä tuotetta lähdetään valmistamaan.
Kuva 4. Pohjan mitoittaminen ja leikkaaminen tasokudotusta rullasta.
12
Kun halutun kokoinen pala on leikattu rullasta, ommellaan se yhteen pohjan
suoristamista varten. Suoristaminen on yksi todella tärkeä työvaihe tasokudottujen
huopien valmistuksessa, koska kudonnan jännityserojen takia pohjan kudelangat eivät
ole suorassa ja näin ollen myös saumasta tulisi vino. Koska pohja on jo saanut
esilämpökäsittelyn,
jossa
suurimmat
muodonmuutokset
on
poistettu,
sauman
suoristaminen tehdään lämpökoneella miedolla lämmöllä. Pohjaa pyöritetään noin 50
m/min nopeudella siten että lämpökoneen kiristysvaunun toista päätä ajetaan vinoon 10
cm, jolloin pohjan se reuna joka kulkee edellä, pakotetaan kulkemaan pidemmän
matkan (Kuva 5). Tällä menetelmällä pohjan langat suoristuvat ja sauman valmistus on
mahdollista.
Kuva 5. Pohjan suoristaminen lämpökoneessa
Kun pohja on suoristettu, poistetaan aiempi ommel siten että pohja käytännössä
katkaistaan. Tämän jälkeen se leikataan tarkalleen haluttuun mittaan, jonka jälkeen
pohja liitetään ultraäänihitsauksella pohjan päistä yhteen (Kuva 6). Liitetystä saumasta
pyritään tekemään juuri ja juuri pitävä, jolloin siihen myöhemmissä vaiheissa tulisi
mahdollisimman vähän rypytystä. Jos liitossaumasta tehtäisiin liian kestävä, eli liian
sulanut, se olisi tällöin liian kova tähän tarkoitukseen ja alkaisi helposti rypyttää
neulausvaiheessa. Ensimmäisenä liittämistä yritettiin amplitudi arvolla 85, mutta tällöin
sauma suli liikaa. Sopiva arvo asettui arvoon 70, koska sitä pienemmillä arvoilla saumat
repesivät niiden lujuutta kokeiltaessa.
13
Kuva 6. Pohjan ultraääniliittäminen
Kun ultraääniliittäminen on saatu tehtyä, päästään itse saumanvalmistukseen.
3.2.1 Tasokudotun saumahuovan hyödyt ja haitat
Tasokudonnalla valmistetuilla saumahuovilla saadaan nopeasti ja kustannustehokkaasti
valmistettua
uusia
saumahuopatyyppejä,
jonka
ansiosta
valmistaminen pysyy kilpailukykyisenä kasvavilla markkinoilla.
teknisten
tekstiilien
Normaaleihin saumahuopiin verrattuna pelkästään pohjien kutomisessa on suuri ero.
Kun aikaisemmin saumapohjia kudottiin yksi kerrallaan, tasokudonnalla saadaan
kudottua nopeasti suuriakin määriä pohjamateriaalia. Lisäksi kudotusta rullasta saadaan
leikattua minkä kokoisia pohjakankaita tahansa. Lisäksi tällä kudontamenetelmällä
saadaan kasvatettua huomattavasti saumallisten huopien tuoteperhettä. Perinteisellä
kudontamenetelmällä tuotevalikoima on rajallinen johtuen poikittais- eli kudelangasta,
joka on kaikissa tuotetyypeissä sama. Tasokudonnalla vastaavasti voidaan käyttää
useampaa kudelankakokoa mikä osaltaan lisää tuotevalikoimaa huomattavasti.
Yksi suurimmista tuotannon kustannuseristä on nimenomaan kudonta. Tarkasteluvälinä
voidaan pitää sitä kuinka nopeasti saadaan yksittäisiä saumapohjia kudottua sama määrä
mitä saadaan verrattuna tasokudonnalla. Tässä vertailussa tasokudonta on huomattavasti
nopeampaa ja näin ollen kustannustehokkaampaa johtuen kudontaan käytetystä
työtuntimäärästä.
14
Tasokudonnalla saavutettu hyöty kuitenkin pienenee seuraavissa työvaiheissa, koska
tällä menetelmällä seuraavia työvaiheita on huomattavasti enemmän kuin perinteisten
saumahuopien valmistuksessa. Suurin osa seuraavista työvaiheista on kaiken lisäksi
puhtaasti käsityötä. Jotta tasokudonnalla saatavat hyödyt saataisiin mahdollisimman
hyvin käytettyä hyväksi, täytyy juuri näitä uusia työvaiheita kehittää huomattavan
paljon sekä lisäksi keksiä menetelmiä joilla työvaiheita voitaisiin yhdistää ja tätä kautta
vähentää käsityötä vaativien aikaa vievien vaiheiden määrää.
Lisäksi sauman valmistus on hyvin haastavaa juuri monista käsityövaiheista johtuen.
Tällöin inhimillisen virheen mahdollisuus kasvaa ja tästä syystä tuotteen laatuvaihtelut
voivat olla hyvinkin suuria.
4
SAUMAN VALMISTUS
Kun pohjakangas on saatu ultraääniliitettyä, päästään aikaa vievimpään osuuteen eli
sauman valmistukseen. Kun kangas on liitetty yhtenäiseksi lenkiksi, täytyy
ensimmäisenä määrittää sauman paikat. Sauman paikat tulee olla tarkkaan mitoitettu,
jotta pohja ei ala sauman valmistuksen jälkeen pussittamaan ja rypyttämään.
Mitoituksen voi tehdä mittanauhalla mittaamalla, jolloin paikkojen tarkastus tehdään
kiristämällä pohja kahden metallitelan avulla kireäksi ja katsomalla että paikat ovat
pohjan kummassakin päässä. Kokeilemalla on kuitenkin tultu siihen lopputulokseen,
että paikkojen määrittäminen käy nopeammin ja yhtä tarkasti käyttämällä ainoastaan
tarkastusmenetelmää (Kuva 7).
15
Kuva 7. Saumapaikkojen määrittäminen ilman pyöreää telaa
Kun saumapaikat on määritetty, päästään koko saumanvalmistuksen aikaa vievimpään
työvaiheeseen. Tässä työvaiheessa kummastakin saumapaikasta poistetaan kolme
poikittaislankaa, eli kudelankaa (Kuva 8 ja Kuva 9), jolloin saumakohtiin jää ainoastaan
pitkittäis- eli loimilangat jäljelle. Näistä langoista muodostetaan viralliset lenkit.
Kuva 8. Saumakohdan harventaminen
16
Kuva 9. Valmis saumapaikka
Kun saumapaikat on harvennettu, pujotetaan spiraali paikoilleen siten että yksi lanka
asettuu yhteen spiraalin nousuväliin (Kuva 10). Kun spiraali on paikallaan, pujotetaan
spiraalin sisään saumalanka jonka avulla lenkit asettuvat oikeaan muotoonsa.
Kuva 10. Spiraali asennettu paikoilleen.
Jotta spiraaliin saadaan lankatiheyttä vastaava nousu ja tämän avulla lenkit suoriksi,
lasketaan spiraalille oikea nousutiheys kaavalla (Liite 1.) (www.jousivesa.fi).
17
Kun spiraali on saatu pujotettua paikoilleen ja saumalanka saatu lenkkeihin, ommellaan
pohjat spiraalin juuresta yhteen, jolloin lenkkien muoto säilyy oikeana spiraalin
poistamisen jälkeen (Kuva 11.).
Kuva 11. Pohjien yhteen ompelu
Koehuovissa spiraali oli kiinnitetty huopapalaan, jolloin tämä huopapala toimi tukena
varsinkin ompeluvaiheessa.
Ompelun jälkeen ennen spiraalin poistamista, saumalle annettiin lämpökäsittely
kuumailmapuhaltimella. Kuumailmapuhaltimen lämpötilaksi valittiin 180 ˚C, koska se
on lähes sama kuin pohjille annettu esilämpö (175˚C). Lämpötilaa ei uskallettu nostaa
korkeammalle, koska lenkkien sulamispiste on 220 ˚C:ssa. Kuumailmapuhaltimen
lämpötila mitattiin Fluke -yleismittarilla lämpötilatoimintoa käyttäen. Koehuopaa
tehdessä sauman lämpökäsittely tehtiin käsivaraisesti kahteen kertaan siten että
kuumailmapuhaltimen suulakkeen etäisyys saumasta pyrittiin pitämään noin 2-4 cm:ssä
ja sivuttaisliike noin 2 m/min. Lämpökäsittely on lenkkien asennon kannalta tärkeä,
koska havaittiin että ilman lämpökäsittelyä lenkit pyrkivät kaatumaan tai kääntymään
(Kuva 12 ja Kuva 13) kun spiraali irrotetaan. Tarkastelu tehtiin siten, että lenkeistä
otettiin valokuva heti spiraalin irrottamisen jälkeen ja vertailukuva otettiin yhden
vuorokauden kuluttua spiraalin irrottamisen jälkeen.
18
Kuva 12. Kuumapuhalletut lenkit 1 vrk spiraalin irrottamisen jälkeen
Kuva 13. Ei kuumapuhalletut lenkit 1 vrk spiraalin irrottamisen jälkeen
Pohjien yhteen ompelun, spiraalin poistamisen sekä lenkkien lämpökäsittelyn jälkeen
saumat yhdistetään ja saumaan pujotetaan neulauksen saumalanka. Kun sauma on
yhdistetty ja lanka pujotettu saumaan, jatkaa tuote neulaukseen ja siitä eteenpäin
tuotantoon normaalien saumahuopien tavoin.
19
5
TYÖPISTEEN JA KONEIDEN KEHITTÄMISEN PERUSTA
Työpistettä
suunniteltaessa
avainasemassa
tehokkaan
tuotannon
lisäksi
on
työturvallisuus. Työpisteen suunnitteluvaiheessa on otettava huomioon yleiset
työturvallisuus näkökulmat, riskin arvioinnit sekä ergonomia.
Kone on suunniteltava ja rakennettava tarkoitettuun käyttöön sopivaksi ja turvalliseksi
ottaen
huomioon
myös
kohtuudella
ennakoitavissa
oleva
väärinkäyttö
(Koneturvallisuusesite, 2015, 2). Koneen tai työpisteen suunnittelun ja rakentamisen
tulee täyttää EU:n konedirektiivi 2006/42/EY:n vaatimukset.
Koneen tai työpisteen suunnittelussa runkona käytetään koneturvallisuuden standardien
hierarkiaa, jonka ensimmäisenä portaana tarkastellaan A-tyypin standardia (Kuva 14).
Kyseinen hierarkia jaotellaan kolmiportaisen hierarkian mukaan A-, B- ja C-tyypin
standardeihin (Koneturvallisuusesite, 2015, 2).
Kuva 14. Koneturvallisuuden hierarkian A-tyypin standardi
20
Hierarkiassa turvallisuusstandardit jaotellaan seuraavasti:

A-tyypin
standardit
määrittelevät
koneturvallisuuden
perusfilosofian
(perusterminologia, riskin arvioinnin periaatteet ja turvallisuussuunnittelun
periaatteet SFS-EN ISO 12100)

B-tyypin standardit käsittelevät suunnittelijoiden tarvitsemaa horisontaalista
perustietoa (kuten melun ja tärinän hallinta ja mittaaminen, ergonomia,
turvalaitteet, suojukset, kulkutiet ja turvaetäisyydet)

C-tyypin standardit sisältävät yksityiskohtaisia yksittäisten koneiden tai
koneryhmien turvallisuusvaatimuksia, jotka osittain toteutetaan viittaamalla Atai B-tyypin standardeihin.
C-tyypin standardien tarkoituksena on esittää tuotekohtaiset tarkat ja yksityiskohtaiset
turvallisuusvaatimukset (riskin pienentäminen) konedirektiivin olennaisten terveys- ja
turvallisuusvaatimusten täyttymiseksi. C-tyypin standardien soveltaminen riskin
pienentämisessä ei kuitenkaan poista konedirektiivissä 2006/42/EY esitettävää
pakollista vaatimusta riskin arvioinnin tekemisestä. Riskin arvioinnilla tarkoitetaan
työssä esiintyvien vaarojen tunnistamista, vaarojen aiheuttamien riskien suuruuden
määrittämistä ja riskien merkityksen arviointia (Kuva 15) (Riskinarviointi TSO14,
2013).
Kuva 15. Riskien arvioinnin vaiheet
21
Velvollisuus
työnantajalle
työn
työturvallisuuslaista (738/2002).
vaarojen
selvittämiseen
ja
arviointiin
tulee
Koneen tai työpisteen suunnitteluun esitetään standardissa SFS-EN ISO 12100
kolmiportainen konedirektiivien edellyttämä suunnittelumetodi
1. Ensisijaisesti poistetaan vaaroja tai pienennetään riskejä luontaisesti turvallisilla
suunnittelutoimenpiteillä.
2. Käytetään
suojausteknisiä
toimenpiteitä
(turvalaitteita
ja
suojuksia)
ja
täydentäviä suojaustoimenpiteitä (hätäpysäytys, kulkutiet jne.) jäljelle jääneiden
riskien poistamiseksi tai pienentämiseksi.
3. Annetaan käyttäjille tietoa (merkinnät, käyttöohjeet, henkilösuojainten käyttö)
niistä vaaroista ja riskeistä, joita suunnittelu- ja suojaustoimenpiteistä huolimatta
jää.
Jos riskejä ja vaaroja ei saada kokonaan poistettua, täytyy ne saada pienennettyä, jolloin
työtapaturman vaara saadaan minimoitua. Tällöin voidaan käyttää iteratiivista kolmen
askeleen menetelmää, jota voidaan soveltaa jo käytössä olevaan kohteeseen (Kuva 16).
22
Kuva 16 Kaaviollinen esitys riskin pienentämisprosessin iteratiivisesta kolmen askeleen
menetelmästä
Suunnitteluvaiheessa voidaan riskien pienentämiseen käyttää työkaluna myös kaaviota,
joka on kehitetty suunnittelijan näkökulmasta (Kuva 17).
23
Kuva 17 Riskin pienentämisprosessi suunnittelijan näkökulmasta
Olennaisena osana työturvallisuusriskeissä on myös ergonomia sekä työoloihin
vaikuttavat tekijät, kuten valaistus.
Työergonomiaa arvioitaessa on otettava huomioon työhön liittyviä kuormitustekijöitä,
jotka liittyvät mm. työtilaan, kalusteisiin sekä koneisiin ja laitteisiin (Pääkkönen,
Rantanen & Uitti, 2005. 44-47).
Yhtenä olennaisena osana työturvallisuutta ja työssä viihtyvyyttä on työpisteen tai
koneen valaistus. Vaikka puutteellinen valaistus ei suoraan aiheuta vammoja, voi se
24
lisätä tapaturmavaaraa ja työssä väsymistä. Hyvässä valaistuksessa näkee vaivatta ja
työnteko ja keskittyminen helpottuvat (Pääkkönen, 2006. 152).
Valaistusta arvioitaessa tulee ottaa huomioon päivänvalon, vuodenajan ja sääolojen
vaikutukset. Rikkoutuneet lamput, likaisuus ja yleinen valaistuksen heikkous ovat
silmämääräisesti havaittavissa. Valaistusvoimakkuutta voidaan mitata valokennon
toimintaan perustuvilla mittareilla (Pääkkönen & Rantanen, 2003. 54-55).
6
6.1
TYÖPISTEEN KEHITTÄMINEN
Työpisteen yleiset edellytykset
Tasokudotun saumallisen huovan sujuvan valmistamisen kannalta on tärkeää, että
raakapohjalle tehtävien työvaiheiden tekeminen onnistuu kaikki yhdessä työpisteessä.
Tällöin kappaleen työpisteeltä toiselle siirtämiseen kuluva hukka aika saadaan
poistettua. Ensimmäiset pohjaan tehtävät työvaiheet (leikkaus, ultraääniliittäminen sekä
saumapaikkojen mitoittaminen) tehdään ultraääniliittämispisteessä, mutta tämän jälkeen
tehtävät vaiheet tulisi saada tehtyä samassa työpisteessä.
Työpisteen tulee olla riittävän leveä vastaamaan tuotteiden kokoa, jolloin työskentely
pisteessä on mutkatonta. Kapeampien tuotteiden osalta tällä työpisteellä luonnistuu
useamman tuotteen yhtäaikainen valmistaminen, jolloin työtehokkuus saadaan
maksimoitua.
6.2
Kela ja valopalkki
Ergonomian ja valaistuksen kannalta on tärkeää, että pohjakangas saataisiin nostettua
niin sanotusti teltaksi valopalkin avulla (Kuva 18), jolloin työvaiheet päästään tekemään
pohjakankaan sisällä siten että työn tekeminen on ergonomisesti tehokasta. Koska työ
on tarkkaa käsityötä, on valaistuksen oltava työpisteessä hyvä. Valopalkin avulla
valaistus tulee olemaan hyvä, jolloin työn tekeminen on luontevampaa ja työssä
väsymiseltä vältytään.
25
Kuva 18. Esimerkki hyvästä ratkaisusta pohjakankaan ripustamista varten
Valopalkki on pyörillä liikkuva, paikaltaan nostettava teline, joka työnnetään lattiaa
pitkin pohjakankaan sisään. Kun valopalkki on työnnetty läpi, nostetaan se
siltanosturilla takaisin paikoilleen. Valopalkin telineissä on pyöritysmoottorit, joiden
avulla palkin sivuilla olevia teloja voidaan pyörittää ja näin ollen pohjakangasta saadaan
pyöritettyä kevyesti halutulle paikalle. Telojen pyörittäminen toimisi kaukosäätimellä,
jolloin pohjakankaan pyörittäminen ja paikoilleen asettaminen onnistuisi vaivattomasti.
Toisena vaihtoehtona valopalkin toiminnalle on se, että palkin toinen pää on kiinteästi
telineessä kiinni ja toisessa päässä lukitushaka. Haka saadaan avattua nostamalla
palkkia nosturilla, jonka jälkeen valopalkin toista päätä lasketaan alaspäin siten että
palkin irtonainen pää on noin metrin korkeudella lattiasta. Tällöin pohjakangas saadaan
vedettyä telojen yli. Tämän jälkeen palkki nostetaan takaisin ylös ja lukitaan
paikoilleen. Tämä ratkaisu olisi varsinkin kapeiden pohjien kohdalla ajallisesti
tehokkaampi, koska tällöin koko valopalkkia ei tarvitsisi nostaa paikaltaan. Leveämpien
pohjien osalta tämä olisi toisaalta fyysisesti raskaampi, koska tällöin pohjakankaan
telojen yli vetäminen tapahtuisi käsin.
26
Valopalkki ja pyörivät telat ovat yksi tärkeimmistä osa-alueista työpisteessä. Ilman sitä,
pohjaa ei saataisi hyvään asentoon ja valaistuksen toteuttaminen ei olisi asiaan
kuuluvalla tasolla (Kuva 19). Lisäksi palkin avulla pohja saadaan suoraan, jolloin sitä ei
tarvitse oikoa käsin työvaiheen edetessä.
Kuva 19. Sauman valmistaminen ilman valopalkkia
6.3
Työtaso
Työtason tulee olla valopalkin alla kiinteästi lattiaan kiinnitetty, jolloin työtaso ei pääse
liikkumaan työvaiheiden aikana. Valaistuksen parantamiseksi työtasossa olisi hyvä olla
koko tason leveydeltä pöydän sisään sijoitettu valaistus kuitenkin siten, että pöydän
keskellä olisi valojen välissä rako. Tähän rakoon toteutettaisiin pneumaattisesti nouseva,
kapea levy, jonka keskellä olisi ura saumanvalmistuksessa käytettävää spiraalia varten.
Kun saumakohta on harvennettu, laitetaan tähän uraan spiraali. Se nostetaan pöydän
tasosta
pohjakankaan
alapuolelta.
Tällöin
spiraalin
pujottaminen
paikoilleen
saumakohtaan sujuu vaivattomasti. Pohjakankaan ollessa suorassa, asettuu spiraali
27
nostettaessa luonnollisesti paikoilleen. Sen ansiosta lenkkien kohdentaminen spiraalin
nousuväleihin helpottuu. Lisäksi pöydän toiseen reunaan asennettaisiin noin 20 cm
leveä
metallipinnoite,
johon
pohjakangas
tarvittaessa
saataisiin
magneeteilla
kiinnitettyä. Tällöin saumakohdan poikittaislankojen poistaminen onnistuu helpommin,
koska pohjakangas ei pääse luisumaan pois paikaltaan.
Sauman valmistuksen ja ompelemisen jälkeen saumalle annetaan lämpökäsittely
kuumailmapuhaltimella. Jotta käsittely olisi tasalaatuista koko sauman leveydeltä, tulee
kuumailmapuhaltimen etäisyys saumasta sekä liikenopeus olla koko matkalta vakio.
Tämä toteutettaisiin automaattisesti siten, että pöydän toiseen reunaan asennettaisiin
kisko, jossa on teline kuumailmapuhallinta varten. Kuumailmapuhallin asennettaisiin
telineeseen halutulle korkeudelle, jonka jälkeen nappia painamalla pienitehoinen
sähkömoottori liikuttaisi telinettä kiskoja pitkin kiskon toiseen päähän tai halutessa
ainoastaan huovan leveyden verran. Liikenopeus säädettäisiin halutuksi käyttämällä
esimerkiksi potentiometriä tai vaihtoehtoisesti säätämällä moottorin jännitettä
pulssinleveysmodulaatiolla. Tällä ratkaisulla sauman lämpökäsittely olisi joka kerta
samanlainen
eikä
eroavaisuuksia.
6.4
saumaan
pääsisi
muodostumaan
lämpötilaeroista
johtuvia
Ompelu
Sauman harventamisen ja spiraalin asentamisen jälkeen pohjakankaat ommellaan yhteen
sauman juuresta. Tätä varten työpisteeseen tulisi asentaa kiskot ompelukonetta varten
siten, että kiskot olisivat aivan työtason vieressä. Kiskot tulee olla upotettuna lattiaan,
tai vaihtoehtoisesti kiskojen ympärille rakennetaan kulkutasot, jotta kiskot eivät aiheuta
kompastumisvaaraa eikä muuta jalkojen luonnollista asentoa työtä tehdessä.
Ompelukone asennettaisiin kiskoilla kulkevan kelkan päälle, jolloin ompelukonetta
pystyttäisiin siirtämään kiskoja pitkin. Lisäksi kelkassa tulisi olla pienet sivukiskot,
joiden avulla ompelukoneen sivuttaisliike onnistuisi.
Työn joustavuuden ja tasalaatuisen työnlaadun kannalta olisi hyvä, jos ompelukoneen
kelkka olisi itsestään vetävä. Liikenopeus olisi ompelunopeutta vastaava, jolloin
ompelukone liikkuisi kiskoilla eikä pohjakangasta tarvitsisi käsin siirrellä ompelun
edetessä. Koska ompeluvaihe on tarkkuutta vaativa työvaihe, tulisi kelkassa olla
ompelijaa varten istuin. Tällöin ompelijan ei tarvitse keskittyä samaan aikaan sekä
28
ompeluun että liikkumiseen. Istuimen ja itsestään liikkuvan kelkan ansiosta työntekijä
voi istua kelkan kyydissä ja keskittyä ainoastaan kyseiseen työvaiheeseen.
Itsestään vetävällä kelkalla vältyttäisiin mahdollisilta saumanalueen jännityseroilta.
Niitä voi helposti syntyä, jos pohjakangasta ompelukoneen sijasta joudutaan
siirtelemään käsin. Jännityserot voivat aiheuttaa sauman rypytystä, mikä vastaavasti
hankaloittaa seuraavia työvaiheita.
Ompelukone sijaitsee niin sanotusti työpisteen ulkopuolella, jolloin se ei ole tiellä
pohjakangasta asetettaessa telineeseen tai kun pohjakangasta pyöritetään telassa.
6.5
Työpisteen sijoittaminen
Joustavan ja sujuvan tuotannon aikaansaamiseksi työpisteen sijainnilla on merkittävä
osa. Tilan on oltava riittävän pitkä, jolloin pohjakangas saadaan levitettyä leikkausta
varten koko matkalta suoraksi lattialle. Tällöin myös mittatarkkuus paranee, kun
mitataan haluttua kangaspalaa. Jos työtila on liian pieni, joudutaan kangasta mittaamaan
useassa eri osassa siten, että levitetään pohjakangasta ensin tietty pätkä lattialle,
merkataan metriluku kumpaankin reunaan, jonka jälkeen vedetään rullalta uusi kerros ja
mitataan jälleen. Tällöin mittatarkkuus kärsii sekä aikaa kuluu hukkaan, kun joudutaan
laskostelemaan kangasta joka vaiheessa pois tieltä.
6.6
Työpiste kokonaisuutena
Ajatuksena
tehokkaalle
ja
johdonmukaiselle
tasokudottujen
saumapohjien
valmistukselle on kehittää yhdistelmätyöpiste (Kuva 20), jossa ultraäänihitsaamista
lukuun ottamatta voidaan suorittaa kaikki työvaiheet mitä pohjalle tehdään ennen
neulausta.
29
Kuva 20. Esimerkki mahdollisesta työpisteestä.
Kun kaikki työvaiheet voidaan suorittaa yhdessä työpisteessä, vältytään tuotteen
turhalta siirtelyltä.
Kuvassa 20 on esitetty yksi vaihtoehto mahdolliselle työpisteelle. Kuvassa on numeroitu
työpisteen eri komponentit liittyen tasokudottujen saumapohjien käsittelyyn:
1. Valopalkki ja telineet. Valopalkin telat pyörivät jonka avulla pohjakangasta
voidaan
pyörittää
kaukosäätimellä.
työpisteessä
halutulle
paikalle.
Pyöritys
tapahtuu
2. Työtaso, jossa valot sisällä. Taso tulisi olla esimerkiksi akryyli- eli pleksilasia.
Työtason reunoissa olisi metallipinnoite, mihin pohjakangas saataisiin
ankkuroitua magneeteilla paikoilleen. Pöydän keskeltä nousisi pneumaattisesti
levy, jonka keskellä on ura spiraalia varten, jolloin sauman valmistus onnistuisi
vaivattomasti.
30
3. Lattiaan asennetut kiskot ompelukonetta varten
4. Ompelukone, jonka tulisi olla itsestään vetävä
5. Itsestään liikkuva teline kuumailmapuhaltimelle, jolloin lämpökäsittely on
tasainen koko pohjan leveydelle.
Ompelukoneen sijainnille on tässä työpisteessä kaksi mahdollista paikkaa. Joko
ompelukone sijoitetaan valopalkin alle, jolloin ompeluvaiheessa voidaan hyödyntää
valopalkin tuomaa valaistusta. Tällöin kuitenkin pohjakangas joudutaan ottamaan pois
telineeltä, jotta ompelu saadaan suoritettua (Kuva 21). Tällä menetelmällä pohjan
asettelu ompeluun jouduttaisiin tekemään käsin.
Kuva 21. Ompelu ja sauman lämpökäsittely
Toinen vaihtoehto ompelukoneen sijainnille on valopalkin ulkopuolella työtason toisella
puolen (Kuva 22). Tällöin valaistus on hieman heikompaa, mutta pohjakankaan
asettelussa voidaan hyödyntää pyöriviä teloja, jolloin pohjakankaan siirtely käsin
poistuu.
31
Kuva 22. ompelukoneen vaihtoehtoinen sijainti.
6.6.1 Pohjakankaan työvaiheet yhdistelmätyöpisteessä
Jotta työvaiheet saataisiin joustavasti tehtyä, tulee työjärjestys ja pohjakankaan asettelu
työpisteeseen miettiä tarkkaan. Tällä tavalla ylimääräinen kankaan siirtely ja asettelu
saadaan minimoitua. Kun pohjakangas on leikattu, ultraääniliitetty ja sauman paikat on
mitoitettu, työnnetään nostettava valopalkki kankaan sisään, jonka jälkeen se nostetaan
työpisteeseen.
32
Kuva 23. Työpiste ja pohjakankaan asettuminen sauman valmistukseen ja spiraalin
asennukseen
Yhdistelmätyöpisteessä työvaiheet etenevät kuviin 21 ja 23 merkityssä järjestyksessä:
1. Saumapaikan harventaminen
Kun pohjakangas on ultraääniliitetty ja nostettu valopalkin avulla työpisteeseen,
harvennetaan ensimmäisenä saumapaikat poistamalla kolme poikittaislankaa
mitatusta saumapaikasta.
2. Spiraalin asentaminen ja lenkkien muodostaminen
Kun saumapaikka on harvennettu, pyöritetään pohjakankaan harvennettu kohta
pöydästä nousevan uran kohdalle, jonka jälkeen ura nostetaan ylös. Tämän
jälkeen pujotetaan spiraali paikoilleen (Kuva 24.) ja yhdistetään se
saumalangalla.
33
Kuva 24. Spiraalin asennus nostettavan hahlon avulla
Kun spiraali on pujotettu ja saumalanka on saatu paikoilleen, taitetaan pohjat
päällekkäin, jolloin sauman lenkit muodostuvat (Kuva 25)
.
Kuva 25. Spiraali paikoilleen asennettuna ja saumalanka paikoillaan
34
3. Pohjien ompelu sauman vierestä yhteen
Spiraalin asennuksen jälkeen pohjat ommellaan yhteen mahdollisimman läheltä
saumaa, jolloin sauma-alue jäykistyy ja lenkit säilyttävät paremmin muotonsa.
4. Lämpökäsittely
Sauman ompelun jälkeen lenkeille annetaan lämpökäsittely (Kuva 26).
Lämpökäsittelyllä lenkeistä saadaan suurimmat muodonmuutokset poistettua ja
lenkkien asento vakiinnutettua. Lämpökäsittelyssä on oleellista, että spiraali on
paikoillaan tämän ajan, koska spiraali toimii lenkkien tukikappaleena.
Kuva 26. Sauman lämpökäsittely kuumailmapuhaltimella
5. Sauman yhdistäminen neulaukseen
Kun sauma on lämpökäsitelty, voidaan siitä poistaa sauman yhdistyslanka sekä
spiraali. Tämän jälkeen kummankin sauman lenkit pujotetaan työtasolla limittäin
toisiinsa ja yhdistetään neulauksen langalla (Kuva 27).
35
Kuva 27. Yhdistetty sauma neulausta varten
6. Pohjakankaan nostaminen työpisteestä ja siirtäminen seuraavaan vaiheeseen.
Kun sauma on yhdistetty neulausta varten, voidaan pohjakangas nostaa pois
telineeltä nostettavan valopalkin avulla (Kuva 28).
Kuva 28. Valopalkki nostettu lattialle pohjakankaan poisottoa varten
Kun valopalkki on nostettu lattialle, voidaan se vetää pohjakankaan välistä pois.
36
7
TYÖMENETELMÄT
Oleellisena asiana tehokkaan tuotannon aikaansaamiseksi on työvaiheiden yhdistäminen
ja tätä kautta aikaa vievien työvaiheiden karsiminen. Osaltaan työvaiheiden
keskittäminen yhteen työpisteeseen edesauttaa hukka-ajan rajoittamista, mikä muussa
tapauksessa syntyy tuotteen siirtelystä työpisteeltä toiselle. Samalla työ selkiytyy ja
muuttuu johdonmukaisemmaksi.
Yhtenä suurimmista ongelmakohdista tasokudottujen saumahuopien osalta on
pohjakankaiden suoristaminen. Ajallisesti tähän vaiheeseen menee kohtuuttoman pitkä
aika, eikä se auta tuotannon etenemistä, vaan enemmänkin kyseessä on aiempien
työvaiheiden virheiden korjaamista ennen seuraavaa eteenpäin vievää työvaihetta.
Lisäksi suoristaminen tehdään viimeistyskoneilla, jolloin suoristamiseen kulunut aika
on pois muiden huopien viimeistyksestä, eli niin sanotusta tuottavasta työstä. Näistä
syistä olisikin ensiarvoisen tärkeää löytää keino, millä suoristaminen saataisiin
poistettua kokonaan.
Koehuopia valmistettaessa on siihen laskettu sisältyvän yhdeksän työvaihetta, ennen
kuin pohjakangas on valmiina neulattavaksi. Vaiheet ovat:
1. Rullasta leikkaus ja ompelu
2. Pohjakankaiden suoristaminen
3. Pohjakankaiden leikkaus tarkkaan mittaan ja ultraäänihitsaus
4. Saumapaikan mitoittaminen
5. Saumapaikan harventaminen
6. Spiraalien asentaminen
7. Pohjien ompelu sauman vierestä ja lämpökäsittely
8. Spiraalien poistaminen
9. Sauman yhdistäminen ja langan pujotus neulausta varten
37
7.1
Rullasta leikkaus, ompelu, suoristaminen, mitoittaminen ja ultraäänihitsaus
Koehuopia valmistettaessa pohjakangasrullasta leikattiin lopullista pohjakangasta
suurempi pala, jotta kankaan suoristaminen saatiin tehtyä ilman, että pohjakankaasta
olisi tullut liian pieni. Etenkin ensimmäisiin työvaiheisiin kuluu todella pitkä aika ennen
kuin varsinaista tuotannollista työtä päästään tekemään. Tästä syystä on tärkeää löytää
ratkaisu, jolla pohjat tulisivat kutomosta suorina ja pohjien suoristaminen saadaan
kokonaan poistettua. Tällä keinolla päästään heti tekemään tuottavaa työtä ja samalla
saadaan karsittua kaksi ensimmäistä työvaihetta kokonaan pois. Ajallisesti hyöty on jo
näillä parannuksilla merkittävä, kun päästään heti leikkaamaan pohjakangasrullasta
halutun kokoinen pala ja ultraäänihitsaamaan se lopulliseksi pohjakankaaksi. Tällöin
ensimmäinen leikkaus, pohjien ompelu yhteen ja kankaan suoristaminen saadaan
poistettua. Lisäksi tällä tavalla saataisiin karsittua tuotannon pohjahaaskiomääriä, kun
pohjakangasrullista ei leikattaisi ylimääräistä.
7.2
Sauman valmistus
Yhtenä merkittävimmistä työvaiheista on sauman valmistaminen. Sen sijaan että
valmistetaan molemmat saumat yksitellen spiraalia käyttäen, olisi tehokkuuden kannalta
tärkeää saada tätäkin työvaihetta kehitettyä. Tehokkaampana ja nopeampana keinona
olisi tapa, jossa toinen sauma valmistetaan normaalisti spiraalia käyttäen. Kun tämä
sauma on valmistettu, pujotettaisiin lenkit toisen saumakohdan harvennetusta kohdasta
läpi ja yhdistettäisiin sauma suoraan neulauksen langalla (Kuva 29). Tällä menetelmällä
säästyttäisiin toisen spiraalin pujottamiselta ja ompelulta sekä kokonaan neulauksen
langanvaihtovaiheelta. Tuotannollisesti tämä olisi hyvin tehokas tapa, koska juuri
langanvaihto neulaukseen näiden pohjien kohdalla on erittäin tarkkaa käsityötä ja täten
aikaa vievää. Tästä syystä langanvaihtovaiheen poistaminen on tehokkaan tuotannon
kannalta tärkeää.
38
Kuva 29. Lenkkien pujottaminen toisen saumapaikan harvennettuun kohtaan
Ideaalitapauksessa sauman valmistaminen saataisiin tehtyä kokonaan ilman spiraalin
käyttöä. Tällöin koko spiraalin pujottaminen ja toisen sauman ompelu erikseen
saataisiin poistettua ja näin tuotantoa saataisiin tehostettua mahdollisimman paljon
sauman valmistuksen osalta. Tehokkuutta ajatellen tämä olisikin osa-alue jota tulisi
kehittää.
Sauman valmistuksessa ilman spiraalia, perusajatuksena olisi työtapa jossa langat
harvennetusta saumapaikasta saataisiin lomittain siten, että lankojen väliin jäisi kuja
johon neulauksen lanka voitaisiin pujottaa. Tällöin koko spiraalin pujottaminen
saumapaikkaan saataisiin poistettua.
Yhtenä toimintatapana tähän vaiheeseen voisi ajatella tapaa, jossa pohjat taitetaan
saumapaikan valmistamisen jälkeen kaksin kerroin saumapaikan vierestä, jolloin
pitkittäiset langat kääntyvät samalla tavalla kuin kuvassa 20. Tällöin langat voitaisiin
pujottaa toistensa väliin, jolloin aukeaa kuja neulauksen langalle. Epäselvää kuitenkin
on vielä se, kuinka lenkit käyttäytyvät tällä menetelmällä. Käyttäytymisen kannalta
oleellisia tekijöitä ovat lenkkien suoruus, jaon tasaisuus harvennuksen jälkeen sekä se
että saadaanko pohjat käännettyä kaksin kerroin siten että pitkittäislangat taittuvat juuri
keskikohdastaan. Jos eivät, tällöin lenkit eivät ole tasalaatuiset valmiissa huovassa vaan
aiheuttavat sen, että esimerkiksi huovan paperipuolella valmiissa huovassa on tahdottua
suurempi rako kun vastaavasti huovan nurjalla puolella lenkit saattaisivat olla huovan
sisällä piilossa.
39
8
8.1
JATKOKEHITYS
Pohjien suoristaminen
Jatkossa suurimman ongelman, eli pohjien suoristamisen poistaminen, kohdalla on
tärkeää löytää toimiva ratkaisu. Koska ongelma johtuu oletettavasti pohjakangasrullien
kudonnasta, täytyy selvittää voiko ongelman ratkaista muuttamalla kutomakoneen
asetuksia lähinnä jännitysten osalta. Huomioon täytyy ottaa myös kudonnan geometria.
Koska pitkät pohjakankaat rullataan yhdelle isolle putkelle, ilmenee niissä taipumista
joka omalta osaltaan vaikuttaa rullien reunojen jännityseroihin. On siis selvitettävä,
aiheuttako juuri putkien taipuminen ongelmaa vai onko ongelman lähtökohtainen syy
juuri kutomakoneen jännityksen asetuksissa.
Jos kutomakonetta ei saa säädettyä siten että pohjien kaarevuus poistuu, tulee harkita
mahdollisuutta
kaarevuusongelman
ratkaisemiseen
esilämpökoneella.
Nykyisillä
koneilla tämä ei onnistu johtuen koneiden rajoitetuista ajo-ominaisuuksista. Jotta pohjat
saataisiin suoristettua esilämpökäsittelyn aikana, vaatisi se jatkuvasti muuttuvaa
ohjausta, jossa konenäön avulla tarkkaillaan poikittaislankojen suoruutta. Jos vinoumaa
ilmenee, säätäisi kone automaattisesti telojen kulmaa jolloin vinouma suoristuisi.
Yhtenä vaihtoehtona tämän tapaiselle koneelle on toteutus, jossa kangas rullataan
putkelta lämpökoneen sisään ja uudelleen putkelle koneen toisessa päässä. Suoristus
tapahtuisi putkien muuttuvalla vinousasetuksella, jolloin kaarevuus poistuisi. Tällä
koneella pystyisi lämpökäsittelemään kaikki mattotyyppiset pohjakankaat.
Vaikka pohjien vinousongelma johtuu oletettavasti kudonnasta, ei siitä ole tarkkaa
varmuutta. Näin ollen ongelmaa lähestyttäessä onkin selvitettävä ongelmien
mahdollinen
aiheuttaja
esilämpökoneessa.
Aiheuttavatko
esilämpöohjelman
jännitysarvot vinoumaa vai onko ongelman aiheuttaja automaattilevittäjät, jotka
lämpökäsittelyn aikana hillitsevät pohjan leveyskutistumaa.
Lisätutkimusta vaatii myös mahdollisuus, jossa vinous aiheutuu kudonnan ja
esilämpökäsittelyn yhteisvaikutuksesta. Jos esimerkiksi kudonnan jännityksissä on
40
pohjan keski- ja sivuosissa eroja, mutta pohjat ovat kudonnan jälkeen suorat niin onko
mahdollista, että esilämpökäsittely tuo nämä jännityserot esiin.
8.2
Saumapaikan valmistaminen
Tehokkaan ja tasalaatuisen tuotannon osalta on pyrittävä poistamaan inhimillisen
virheen ja työnlaadun mahdollisuus. Tasokudottujen pohjien osalta näitä työvaiheita on
suhteessa muihin tuotteisiin nähden huomattavan suuri osa.
Yksi merkittävimmistä käsityövaiheista on juuri saumapaikan harventaminen, missä
käsin poistetaan kolme poikittaislankaa saumakohdasta. Tässä työvaiheessa on suuri
riski aiheuttaa laatueroja lankoja poistettaessa. Jos langat ovat paikoitellen tiukemmassa
niitä poistettaessa, voi liian suurella voimankäytöllä aiheuttaa pitkittäislankojen
venymistä joka vastaavasti vaikuttaa muodostettavien lenkkien tasalaatuisuuteen. Tähän
työvaiheeseen olisikin hyvä kehittää koneellinen lankojen poisto. Poisto tapahtuisi myös
konenäön avulla, jolloin kone tunnistaa oikean poistettavan langan. Lisäksi koneen
lankoja poistavassa varressa tulisi olla tarkka jännitystä mittaava anturi, jonka ansiosta
lankojen poistamisessa ei käytettäisi liian suurta voimaa lisäten näin tasalaatuisuutta
tuotteisiin.
Kone sijoitettaisiin tasokudottujen saumapohjien työpisteeseen ja se liikkuisi kiskoja
pitkin lankojen poistamisen edetessä. Tällä keinolla myös tämä työvaihe valmistuisi
nopeammin kuin käsityönä tehdessä.
Jos koneellinen saumapaikan harventaminen onnistuu ja otetaan käyttöön, täytyy
selvittää, onko poikittaislankoja mahdollista poistaa pohjakankaan paperipuolelta käsin
vai täytyykö langat poistaa pohjakankaan nurjalta puolelta. Tämä tieto vaikuttaisi
koneen sijaintiin ja mahdolliseen toteutukseen työpisteessä. Edellytyksenä koneelliseen
saumapaikan valmistamiseen on se, että kone pääsee vapaasti liikkumaan pohjakankaan
leveyden suuntaisesti ja tällöin pohjakangas tulisi asettaa pöytään kaksin kerroin.
41
9
JOHTOPÄÄTÖKSET
Tasokudottujen saumahuopien valmistaminen teolliselle tasolle vaatii erityisesti turhien
työvaiheiden
poistamista,
työnteon
johdonmukaistamista
sekä
työmenetelmien
muokkaamista. Tämänhetkisen tilanteen osalta tästä tavoitteesta ollaan vielä kaukana.
Pääpiirteittäin
pohjien
suoristamisen
tarpeen
poistamisella,
oikein
sijoitetun
tarkoituksen mukaisen työpisteen avulla ja työvaiheiden kehittämisellä ja tätä kautta eri
vaiheiden poistamisella saavutetaan kokonaisuus, jolla päästään vähintään hyvin lähelle
toivottua tavoitetta.
Lisäksi yrityksen muu tuottavuus ei kärsi, kun uudelle tuotteelle on omat työtilat eikä
niitä tarvitse sovittaa muun tuotannon sekaan.
Saumahuopien jatkuvan kysynnän lisääntymisen takia on tärkeää saada uusille tuotteille
tarkoituksenmukaiset työtilat ja –tavat, joiden avulla pysytään mukana jatkuvasti
kehittyvien markkinoiden huipulla.
42
10 LÄHTEET
http://www.valmet.com/globalassets/about-us/valmet-inbrief/valmet_general_presentation_fin.pdf
http://www.valmet.com/services/board-and-paper-mills/consumables/paper-machineclothing/press-felts-and-fabrics/
http://www.jousivesa.fi/fi/vetojousi
http://www.sfs.fi/files/63/Koneturvallisuusesite2015web.pdf
http://tyosuojelujulkaisut.wshop.fi/documents/2013/11/Riskinarviointi_TSO14_2013.pd
f (Luettu 18.10.2016)
Pääkkönen, R., Rantanen, S. & Uitti, J. 2005. Työn terveysvaarojen tunnistaminen.
Työterveyslaitos, sosiaali- ja terveysministeriö. Tampere. Tammer-Paino Oy.
Pääkkönen, R. 2006. Työn terveysvaarojen tunnistaminen. Terveyslaitos. Tampere.
Tammer-Paino Oy
Pääkkönen, R., Rantanen S. Työympäristön kemiallisten ja fysikaalisten riskien
arviointi ja hallinta. Työterveyslaitos. Jyväskylä. Kirjapaino OMA Oy