Erään toimilaitteen toiminnallinen testaus ja laadunvarmistus

Abstract

Opinnäytetyön tilaajana oli tamperelainen konepajayhtiö Tasowheel Gears Oy. Tehtävänä oli suunnitella ja toteuttaa yritykselle uuden, vasta tuotantoon tulossa olevan, tuotteen toiminnalliseen testaukseen ja laadunvarmistukseen soveltuva testilaitteisto ja ohjelmisto. Järjestelmän toteuttamiseen käytettiin National Instruments:in laitteita ja niiden kanssa yhteensopivaa Labview – ohjelmaa. Testausjärjestelmän tuli olla mahdollisimman automaattinen, jotta testaaminen sitoisi itseensä mahdollisimman vähän työvoimaa ja niin helppokäyttöinen, että lähes kuka tahansa osaisi testata tuotteen sillä. Sen tuli siis pystyä mittaamisen lisäksi ohjaamaan toimilaitetta itsenäisesti. Järjestelmän tuli myös pystyä päättelemään mittaustulosten perusteella, onko tuote läpäissyt testin ja muodostaa tuloksista testiraportti. Testiraportti lähtisi sitten tuotteen mukana loppuasiakkaalle. Laitteistosta ja ohjelmasta laadittiin myös asianmukaiset käyttöohjeet ja muut dokumentit.

Tuotteen testaaminen ja laadunvarmistus piti sisällään mm. toimilaitteen liikematkan, liikeajan, vuotoarvojen ja liikkeellelähtöpaineen mittaamisen ja ulkoisten vuotojen tarkastuksen. Ohjelmasta tehtiin parametrisonnilla mahdollisimman hyvin toiminta-arvoiltaan muokattava, sillä monista toiminta- ja raja-arvoista ei ollut vielä tietoa, koska tuotteita ei ollut testattu käytännössä lainkaan ennen tämän testausjärjestelmän tekoa. Mittausdatan ja järjestelmän toiminta-arvojen hallinta toteutettiin SQL – tietokannalla.

Yritykselle täysin uudenlaisen tuotteen testaamisen aloittaminen oli haastava projekti. Koko testausprosessia kehitettiin opinnäytetyön tekemisen aikana, joten muutoksia ja lisäyksiä sekä laitteistoon, että ohjelmaan tuli jatkuvasti. Tämä aiheutti runsaasti haasteita. Lisäksi projektin jo ollessa pitkällä, ilmeni, että tuotteen valmistuksen tulisi olla toimilaitetyyppiä koskevan standardin mukaista. Standardissa määriteltiin vaatimuksia myös testaamiselle, joten muutoksia tuli sieltäkin. Testausjärjestelmästä tuli kuitenkin lopulta käyttötarkoitukseensa soveltuva ja yrityksen toivomusten mukainen, ja se meni oikeaan käyttöön tuotantoon.

Opinnäytetyön julkisen version sisällöstä on poistettu kaikki toimilaitteen tyyppiin tarkemmin viittaavat tiedot. Nämä tiedot on asetettu salatuiksi liitteiksi.

The assignment for this thesis came from Tasowheel Gears Oy. The task was to design and implement a test system for functional testing and quality assurance of an actuator. Test system would include physical test equipment and software for PC. The system was implemented with National Instruments hardware and their Labview software. Test system was intended to be as automatic as possible so there would be minimum amount of manpower and time consumed in the testing process. This meant that the test system should also be capable of controlling the actuator in addition to measuring. It should also be able to determine autonomously whether the actuator under test passed the test or not based on the measured data. A test report would be printed at the end of test and delivered to customer as validation of passed test. Appropriate documents about the software and hardware were made for staff training and system maintenance.

The actuator under test was a new product that was just coming to production. The company had no experience in testing this product so there were quite a lot of adjusting and experimenting different things when developing the test process. The functional testing and quality assurance included measuring the actuator’s pressure leakage, range of movement, stroke time, moving pressure and external leakage. The system was made to be decently modified by parametrization. That was done by adding SQL database to the system to contain all the actuator dependent limits and system’s general functioning values such as data acquiring rates, test pressures and directional valve coil voltages.

The project was quite challenging because the product was new and it had not been tested before. The test principle and setup were changed a number of times and a lot was added to the system during the process which made it difficult to maintain a well-organized structure in the software. After all, the implemented test system came out really functional and filled its purpose. It meets the company’s and standard’s requirements and exceeds them in some areas. It gives added value to the company and is expected to stay in active use in the Tasowheel Gears Oy production.

All information about the actuator’s specific nature has been deleted from the public version of this thesis and set as hidden attachments.