Oikaisulaitteen suunnittelu valaisinpylväille

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin valaisinpylväsvalmistaja Tehomet Oy:lle, joka sijaitsee Kangasniemellä. Opinnäytetyön tehtävänä oli suunnitella oikaisulaite. Tavoitteena oli suunnitella oikaisulaitteelle sellainen konstruktio, joka mahdollistaisi putkien oikomisen mahdollisimman helposti. Aiemmin pylväitä oiottiin lähinnä trukkien ja kattonostureihin kiinnitettyjen vetoliinojen avulla. Oikaisulaitteen odotetaan vähentävän työhön tällä hetkellä kuluvaa aikaa ja tuovan säästöjä viimeistely kustannuksissa, koska tuotannon prosessia saadaan tehostettua. Asiakkaille menevän tuotteiden laadun odotetaan myös paranevan, koska putkia pystytään oikomaan laitteen avulla hallitummin. Suunniteltavan laitteen tuli olla myös ergonominen ja turvallinen käyttäjälleen, mikä näin ollen edistää työhyvinvointia.

Opinnäytetyö aloitettiin perehtymällä tuotteen järjestelmälliseen suunnitteluprosessiin VDI 2221 ja alan kirjallisuuteen. Ideoinnin ja tarvittavien alkutietojen jälkeen laitteesta tehtiin luonnoksia, minkä jälkeen edettiin järjestelmällisesti esisuunnittelusta, laitteen viimeistelyvaiheeseen asti.

Suunnittelun työvaiheissa käytettiin laajasti erilaisia ohjelmia. Luonnostelussa mallinnettiin CATIA V5R17 -ohjelmalla erilaisia vaihtoehtoisia ratkaisuja tulevan laitteen konstruktiolle. Kehittelyvaiheessa siirryttiin käyttämään Autodesk Inventor Professional 2012 -ohjelmaa, jonka avulla mallinnettiin laitteesta kuvia kehittelyvaiheesta aina tuotantokuviin asti. FEM-pohjaista lujuuslaskentaa tehtiin laitteen osille Abaqus CAE -ohjelmaa käyttäen, sen avulla laitteeseen kohdistuvat rasitukset saatiin selville. Koko prosessin ajan muiden ohjelmien rinnalla käytettiin Mathcad-laskentaohjelmaa ja AutoCAD Mechanical 2012 -ohjelmaa muun muassa laskujen, mittojen ja yksinkertaisten osien nopean hahmottamisen helpottamiseksi.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin tuotettua koneen valmistukseen vaadittavat dokumentit kuten: osa- ja kokoonpanokuvat, asennuskuvat ja osaluettelot. Tuotettujen dokumenttien avulla saatiin kustannustehokkaasti suunniteltu oikaisulaite Tehomet Oy:n käyttöön.

The thesis was made for a lighting pole manufacturer, Tehomet Oy which is located in Kangasniemi. The purpose of this thesis was to design a straightening device. The aim was to design such a construction which would enable the straightening of poles as easy as possible. Formerly the poles were straightened with the help of robes attached to trucks and roof cranes. The straightening device is expected to reduce the amount of time consuming at the moment for straightening and expected to bring savings in finishing costs because the manufacture process accelerates. The quality of the products delivered to customers is also expected to improve because the straightening device enables more controlled straightening of poles. The designed device was supposed to be ergonomic and safe to its users which under the circumstances advance workplace welfare.

The thesis was started by familiarizing with the organized design process VDI 2221 of the products and the literature of the field. After creation and requisite beginning knowledge drafts were made from the device. After this it was preceded systematically from the predesign to the finishing state of the device.

Different programs were widely used at the stages of the designing process. In the sketching process there were many alternative solutions for the construction of the device modeled with CATIA V5R17 program. In the development phase it was moved on to use Autodesk Inventor Professional 2012 program with which pictures were modeled from the development phase till production pictures. Strength calculations based on the Finite element method were made for the parts of the device using Abaqus CAE program. With the calculations the stresses focused on the device were found out. During the whole process Mathcad calculation program and AutoCAD Mechanical 2012 were used in addition to the other programs. These two programs were used to simplify the conceiving of the calculations, measures and simple parts of the device.

The documents as part and assembly pictures, installation pictures and parts list demanded for the manufacture of the straightening device were gained as a result of the thesis. With the produced documents a cost-effective straightening device for the use of Tehomet Oy.