Tarrainten suunnittelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli tarrainten suunnittelu konepaja-automaation oppimisympäristöön. Oppimisympäristö on osa Savon koulutuskuntayhtymän toteuttamaa Automaatiota konepajoihin –hanketta, jonka puitteissa pyritään parantamaan Pohjois-Savon alueen kone- ja metallialan yritysten kilpailukykyä tukemalla alueen automaatiokoulutus-ta ja saattamalla se nykyaikaiselle tasolle.

Työn toteutus aloitettiin perehtymällä tarrainsuunnittelun ja koneensuunnittelun teorioihin. Tietoja kerättiin muun mu-assa tarraintyypeistä, tartuntatavoista, tartuntavoimien mitoituksesta ja tarraimen anturoinnista. Huomioon otettiin kaikkien koneensuunnittelun projektien mukaisesti myös turvallisuusnäkökohdat, jotka tässä työssä korostuivat oppi-laitoskäytön vuoksi. Näitä suunnittelun periaatteita noudattamalla tiedettiin lopullisten tarrainten täyttävän kaikki niille osoitetut vaatimukset ja määräykset.

Teoriaosuuden jälkeen aloitettiin tarrainten esisuunnittelu. Esisuunnittelun aluksi perehdyttiin Hydroline Oy:llä tarrain-ten sijoitusympäristöön ja käsiteltäviin kappaleisiin. Kerättyjen tietojen pohjalta laadittiin prosessi- ja työkappaleana-lyysit, jotka toimivat vaatimusluettelon pohjana. Analyysien ja vaatimusluettelon perusteella arvioitiin, millaisia tar-raimia oppimisympäristö tarvitsi toimiakseen mahdollisimman tehokkaasti. Tarraimiksi valikoituivat kolmileukatarrain ja magneettitarrain, joista laadittiin luonnokset, minkä jälkeen niitä alettiin kehittää tarkemmin.

Tarrainten tarkempi suunnittelu jaettiin koskemaan kumpaakin valittua tarrainmallia. Kolmileukatarraimena päädyttiin käyttämään tunnetun tarrainvalmistajan tuotetta. Magneettitarraimessa päädyttiin ratkaisuun, jossa tarrain koostuu käsikäyttöisestä magneettinostimesta ja paineilmasylinteristä. Nostimen rakenne suunniteltiin uudelleen niin, että sylinteri hoitaa magneetin magnetoinnin ja demagnetoinnin. Lisäksi tarraimeen suunniteltiin kiinnityslevy, joka mah-dollistaa tarraimen kiinnityksen tarttujanvaihtajaan.

Työn tuloksina saatiin suunniteltua vaatimukset ja määräykset täyttävä tarrainjärjestelmä, jonka avulla oppimisympä-ristöä voidaan käyttää mahdollisimman tehokkaasti. Lisäksi tarraimen suunnitteluprosessi on kirjattu helpottamaan mahdollisia tulevaisuudessa tapahtuvia tarraimen suunnitteluprojekteja.

The topic of this final year project was gripper design for a machine shop learning environment. The learning envi-ronment is a part of the AUKOPA-project run by Savo Consortium for Education. The aim of the AUKOPA-project is to improve competitiveness of the machine and metal industry companies in Northern Savo by supporting the automation education in the area and by making it to meet today’s standards.

The work began by studying the principles of machine and gripper design. Like in every other machine design project, special attention was paid to safety. A process analysis and a work piece analysis were also carried out. Based on the analyses the types of grippers to be used in the learning environment were selected during predesign. A magnetic gripper and a 3-finger gripper were then taken through the precise design phase, during which the grippers were designed to meet all the requirements.

As a result, a gripper system meeting all the requirements was designed. With the gripper system it is possible to use the learning environment efficiently. Also the gripper design process was thoroughly tested and documented to ease possible gripper design projects in the future.