Lukkojen testauslaitteen suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin lukitusjärjestelmiä valmistavalle iLOQ Oy:lle. Työssä tutkittiin momentin mittausvaihtoehtoja pienelle vääntömomentille. Yrityksessä lukkojen avaamiseen tarvittava momentti testataan käsin ja tuntumaperäinen havainto lukon toiminnasta haluttiin muuttaa mitattavaksi ja numeeriseksi tiedoksi. Tavoitteena oli löytää helppokäyttöinen ja toistettava menetelmä vääntömomentin mittaamiseen ja suunnitella testilaite. Keskeisenä haasteena työssä oli se, että mitattava vääntömomentti on erittäin pieni.

Laitteen suunnittelussa käytettiin apuna tuotekehitysprosessin työnkulkua, johon kuuluivat tehtävän selvittely, luonnostelu, kehittely ja viimeistely. Aluksi luotiin tuotespesifikaatio ja vaatimuslista, joissa määriteltiin lähtötiedot. Lähtötietoina olivat esimerkiksi käyttölämpötila, mitat ja mitattava momenttialue. Ne hyväksytettiin toimeksiantajalla. Momentin anturointiin ja mittaamismahdollisuuk-siin perehdyttiin, minkä jälkeen suunniteltiin proof-of-concept-prototyyppi ja valmistettiin se 3D-tulostamalla. Prototyypissä käytettiin Arduino Unoa ja moottorinohjainta. Prototyypin toimintaperiaatteena oli mitata vääntömomenttia voiman kompensaatio -ilmiön perusteella. Mittaustapaan päädyttiin sen kestävyyden ja edullisen vuoksi.

Testauslaitteen mekaniikkasuunnittelu suoritettiin käyttäen SolidWorks 2018 -ohjelmistoa. Lopuksi laitteistoa testattiin usealla lukolla ja tulokset raportoitiin ja niitä pohdittiin. Työn lopputuloksena yritys sai vääntömomentin mittauslaitteiston prototyypin, ohjelmakoodin, kytkentäkaavion ja testimittauksen tulokset.

Opinnäytetyön tulokset olivat suoraan yrityksen hyödynnettävissä. Yritykselle annettiin jatkokehitysehdotuksia mittauslaitteiston parantamiseksi. Ehdotukset koskivat sovittimen kääntöliikkeen suuruutta, laitteen rakenteen parantamista ja sähkökomponenttien kytkemistä.