Hammasröntgenlaitteen pilarin testilaitteen suunnittelu ja valmistaminen
Koskinen, Ville-Petteri (2020)
Koskinen, Ville-Petteri
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202002102260
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202002102260
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella ja valmistaa hammasröntgenlaitteen osan testilaite KaVo Kerr Group Finlandin tuotantoon. Testilaitteella varmistetaan röntgenlaitteen korkeussäädön toteuttavan osan, pilarin toiminta. Testauksella todetaan, että pilari on kokoonpantu oikein ja että sen osat eivät sisällä valmistusvirheitä. Röntgenlaitteen tuotantokonsepti on suunniteltu siten, että pilari ja röntgenlaite kokoonpannaan erillään toisistaan, joten pilarin toimivuutta ei testata röntgenlaitteeseen kiinnitettynä. Laatuvaatimuksista johtuen 100 % pilareista pitää testata ennen toimitusta. Näistä syistä johtuen pilarille tarvitaan testauslaite, jolla saadaan luotettavia ja toistettavia tuloksia pilarin toiminnasta ja jonka toimintavarmuus on korkea. Testauslaitteen vikaantuessa pilarin tuotantolinja pysähtyy.
Insinöörityö rajattiin testilaitteen mekaniikan suunnitteluun ja toimivan testilaitteen valmistamiseen. Pilarin testausprosessi haluttiin automatisoida mahdollisimman pitkälle, joten mekaniikan lisäksi tarvittiin ammattitaitoa esimerkiksi elektroniikan, ohjelmoinnin ja laadunvarmistuksen osalta. Työ aloitettiin tutustumalla pilarin rakenteeseen, määrittämällä alustavat vaatimukset testilaitteelle ja suunnittelemalla testilaitteen perusrakenne pienryhmissä ideointimenetelmiä käyttäen.
Testilaitteessa käytettiin jousia, laakereita, vaihteistoa ja moottoria, joten suunnittelu aloitettiin laskemalla laakeri- ja jousivoimia, laakereiden kitkamomentteja sekä vaihteiston välityssuhdetta valitulle moottorille. Testilaite suunniteltiin käyttämällä 3D-mallinnusohjelmaa ja sen osat valmistettiin laadittujen piirustusten pohjalta KaVo Kerrin koneistamossa. Kokoonpanon jälkeen laitteen toimivuus testattiin ja vaadittavat parannukset tehtiin, jotta pilarien testaus olisi mahdollisimman luotettavaa ja laitteen käytettävyys optimaalinen.
Lopputuloksena saatiin toimiva testilaite, johon tarvittavat elektroniikkakomponentit ovat helposti lisättävissä. Ohjelmoinnin sekä verifioinnin ja validoinnin jälkeen testilaite siirretään yrityksen tuotantolinjalle, jossa se korvaa vanhan testilaitteen. Vanha testilaite ei enää vastaa pilarin testausvaatimuksia siihen asennettavan röntgenlaitteen uudesta tuoteversiosta johtuen.
Insinöörityö rajattiin testilaitteen mekaniikan suunnitteluun ja toimivan testilaitteen valmistamiseen. Pilarin testausprosessi haluttiin automatisoida mahdollisimman pitkälle, joten mekaniikan lisäksi tarvittiin ammattitaitoa esimerkiksi elektroniikan, ohjelmoinnin ja laadunvarmistuksen osalta. Työ aloitettiin tutustumalla pilarin rakenteeseen, määrittämällä alustavat vaatimukset testilaitteelle ja suunnittelemalla testilaitteen perusrakenne pienryhmissä ideointimenetelmiä käyttäen.
Testilaitteessa käytettiin jousia, laakereita, vaihteistoa ja moottoria, joten suunnittelu aloitettiin laskemalla laakeri- ja jousivoimia, laakereiden kitkamomentteja sekä vaihteiston välityssuhdetta valitulle moottorille. Testilaite suunniteltiin käyttämällä 3D-mallinnusohjelmaa ja sen osat valmistettiin laadittujen piirustusten pohjalta KaVo Kerrin koneistamossa. Kokoonpanon jälkeen laitteen toimivuus testattiin ja vaadittavat parannukset tehtiin, jotta pilarien testaus olisi mahdollisimman luotettavaa ja laitteen käytettävyys optimaalinen.
Lopputuloksena saatiin toimiva testilaite, johon tarvittavat elektroniikkakomponentit ovat helposti lisättävissä. Ohjelmoinnin sekä verifioinnin ja validoinnin jälkeen testilaite siirretään yrityksen tuotantolinjalle, jossa se korvaa vanhan testilaitteen. Vanha testilaite ei enää vastaa pilarin testausvaatimuksia siihen asennettavan röntgenlaitteen uudesta tuoteversiosta johtuen.