Hyllystöhissin automaatio-ohjaus ja jatkokehitys
Karvinen, Aleksi (2021)
2021
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-202104276006
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202104276006
Tiivistelmä
Tämä insinöörityö tehtiin Little Garden -kaupunkikasvattamolle osana Digi-Salama-hanketta. Insinöörityönä jatkettiin Little Gardenin hyllystöhissiprojektia. Hyllystöhissiä tarvitaan kerrosviljelylinjastolla kasvien automaattiseen siirtämiseen idätystasolta loppukasvatustasolle.
Lähtökohtana insinöörityölle toimi muiden opiskelijoiden aikaisemmin luomat dokumentit. Lähtötietoihin ja dokumentteihin kuului tarkka 3D-malli kerrosviljelylinjastosta, alustava suunnitelma hissin tarttujista, joilla kasvit poimitaan, sekä tarjouksia. Tarjouksiin kuului voimansiirtomekanismi ja tarttujan pneumatiikkaosia.
Luodun tarttuja prototyypin osalta täytyi ensiksi jonkin verran jatkosuunnitella tarttujaa ja päivittää CAD-mallit levytyötä helpottavaan muotoon. Valmis prototyyppi osoitti teleskooppijohteiden tarpeellisuuden laitteessa ja myös, että tarttujaa voi parantaa entisestään vaihtamalla siihen nykyistä pidemmät teleskooppijohteet. Prototyypistä pääteltiin myös, että tarttujan geometriaa kannattaisi yksinkertaistaa paremman valmistettavuuden vuoksi.
Laitteiston 3D-malleja päivitettiin vastaamaan uusia suunnitelmia. Malleja selkeytettiin, niistä korvattiin kuvainnollisia osia todenmukaisilla sekä paranneltiin kokonaisuuden valmistettavuutta. Tulokseksi saatiin todenmukainen pääkokoonpano.
Laitteistosta tehtiin liikesimulaatio, joka voidaan jatkokehittää digitaaliseksi kaksoseksi. Tuloksena saatiin toimiva liikesimulaatio, joka vastaa mekaaniselta toimivuudeltaan suunniteltua laitteistoa.
Sopivan ohjausjärjestelmän selvittelyyn liittyen tehtiin alustava ohjausohjelma. Tehdyllä ohjelmalla voi ohjata hyllystöhissin liikesimulaatiota kuten todellistakin hyllystöhissiä. Lisäksi selvitettiin, kuinka laitteistoa voisi ohjata lähtötietona saadulla moottorikäytöllä. Selvitystyön jälkeen tulokseksi saatiin kolme eri ohjausvaihtoehtoa, kontaktoriohjaus, taajuusmuuttajaohjaus, sekä ohjainkorttiohjaus. Näistä kirjoitettiin vertailuja ja ohjainkorttiohjaukseen selvitettiin moottorikäyttö, johon sisältyy kaikki tarpeelliset laitteet.
Lähtökohtana insinöörityölle toimi muiden opiskelijoiden aikaisemmin luomat dokumentit. Lähtötietoihin ja dokumentteihin kuului tarkka 3D-malli kerrosviljelylinjastosta, alustava suunnitelma hissin tarttujista, joilla kasvit poimitaan, sekä tarjouksia. Tarjouksiin kuului voimansiirtomekanismi ja tarttujan pneumatiikkaosia.
Luodun tarttuja prototyypin osalta täytyi ensiksi jonkin verran jatkosuunnitella tarttujaa ja päivittää CAD-mallit levytyötä helpottavaan muotoon. Valmis prototyyppi osoitti teleskooppijohteiden tarpeellisuuden laitteessa ja myös, että tarttujaa voi parantaa entisestään vaihtamalla siihen nykyistä pidemmät teleskooppijohteet. Prototyypistä pääteltiin myös, että tarttujan geometriaa kannattaisi yksinkertaistaa paremman valmistettavuuden vuoksi.
Laitteiston 3D-malleja päivitettiin vastaamaan uusia suunnitelmia. Malleja selkeytettiin, niistä korvattiin kuvainnollisia osia todenmukaisilla sekä paranneltiin kokonaisuuden valmistettavuutta. Tulokseksi saatiin todenmukainen pääkokoonpano.
Laitteistosta tehtiin liikesimulaatio, joka voidaan jatkokehittää digitaaliseksi kaksoseksi. Tuloksena saatiin toimiva liikesimulaatio, joka vastaa mekaaniselta toimivuudeltaan suunniteltua laitteistoa.
Sopivan ohjausjärjestelmän selvittelyyn liittyen tehtiin alustava ohjausohjelma. Tehdyllä ohjelmalla voi ohjata hyllystöhissin liikesimulaatiota kuten todellistakin hyllystöhissiä. Lisäksi selvitettiin, kuinka laitteistoa voisi ohjata lähtötietona saadulla moottorikäytöllä. Selvitystyön jälkeen tulokseksi saatiin kolme eri ohjausvaihtoehtoa, kontaktoriohjaus, taajuusmuuttajaohjaus, sekä ohjainkorttiohjaus. Näistä kirjoitettiin vertailuja ja ohjainkorttiohjaukseen selvitettiin moottorikäyttö, johon sisältyy kaikki tarpeelliset laitteet.