Lehti 4-1999 (Hydrauliikka, pneumatiikka ja koneautomaatio)

Pääteemana hydrauliikka, pneumatiikka ja koneautomaatio

 Lisäarvoa koneisiin
Tuotteen kilohinta on hyvä mittari sen osaamissisäl-lölle koneissa ja laitteissa käytettävät raaka-aineet maksavat muutamasta markasta joihinkin kymp-peihin kilolta, joten raaka-aineen hinta on suuruusluokaltaan sama teräsrakenteessa ja sykemittarissa. Lopputuotteiden kilohinnoissa voi silti olla sata- tai tuhat-kertainen ero. Sykemittarin muutaman tuhannen markan ki-lohinta kertoo, että tuotemerkkikustannusten ja palvelukulu-jen ohella myös teknisen osaamisen vaatimia kustannuksia on kyetty sulauttamaan fyysiseen rakenteeseen.

Koneenrakennuksessa hyvään kilohintaan päästään huip-pumateriaalien käytöllä tai tieto- ja tietoliikennetekniikkaa onnistuneesti soveltamalla. Antureiden, kehittyneiden toimi-laitteiden, ohjauselektroniikan ja ohjelmistojen osuus ns. pe-rinteisten koneiden valmistuskustannuksista on jatkuvasti noussut. Viime aikoina myös tietoliikennetekniikan sovelta-minen koneiden keskinäiseen kommunikointiin, koneen ja käyttäjän väliseen yhteydenpitoon sekä erilaisiin monito-rointi-, diagnostiikka- ja etäoperointitoimintoihin on kasva-van mielenkiinnon kohteena. Mekatroniikka eli oppi tieto-ja tietoliikennetekniikan sulauttamisesta koneisiin ja lait-teisiin on yksi väline, jolla tuotteiden osaamissisältöä tietoi-sesti nostetaan. Suomalaiset liikkuvat työkoneet, prosessi-venttiilit ja paperikoneet ovat malliesimerkkejä maailmalla siitä, miten mekatroniikkaa onnistuneesti sovelletaan.

Suomessa varsinaista robottiteollisuutta on vähän ja niinpä mekatroniikan aktiviteetit ovat suuntautuneet yhtäältä perin-teiseen koneteollisuuteen, toisaalta lääketieteellisen teknii-kan kaltaiseen kevyeeseen kone- ja laiteteollisuuteen. Tutki-muspuolella mm. hissit, prosessiventtiilit, pumput ja komp-ressorit, metsäkoneet, paperikonejärjestelmät, dieselmootto-rit ja pyörivät sähkökoneet ovat monen mekatroniikkapro-jektin kiitollisia pilotointikohteita.

Tekesin kansallinen SMART-teknologiaohjelma on tämän hetken merkittävimpiä tutkimuskehyksiä mekatroniikan alu-eella. Ohjelma on nelivuotisen aikajänteensä puolessa välis-sä. Keskeisenä ajatuksena on konkreettisesti katsoa, mitä an-nettavaa tieto- ja tietoliikennetekniikan kehitystuloksilla on koneiden tuleviin tuotekonsepteihin. Tavoitteena on kehit-tää mukana oleville yrityksille pitkäjännitteisesti uutta kilpai-lukykyä innovatiivisten tuotekonseptien kautta. Ohjelmaan sisältyy sekä julkisia että luottamuksellisia tutkimusprojekte-ja.

Julkisissa tutkimushankkeissa on mukana toistakymmentä yliopisto- ja tutkimusyksikköä sekä parisenkymmentä eri rooleissa olevaa yritystä. Tutkimusta tehdään mm. monitek-nisten järjestelmien mallinnuksen ja simuloinnin, elektronii-kan luotettavuuden, reaaliaikaisten sulautettujen ohjelmisto-jen, tulevaisuuden käyttöliittymien sekä tulevaisuuden arvo- ja teknologiaskenaarioiden alueilla. Hankkeiden etenemistä ja ohjelman seminaaritarjontaa voi  seurata verkosta: http://www.machina.hut.fi/smart/

Luottamuksellisissa kehitysprojekteissa yritykset kehittävät itselleen tulevaisuuden tuotekonsepteja sekä tuotekehityk-sen toimintatapoja monitekniseen mekatroniseen suunnitte-luun liittyen. Ohjelma tarjoaa tutkimusprojektiensa ja kon-taktiverkkonsa kautta hyvän kehitysalustan yritysten omille hankkeille. Uusia yrityshankkeita on mahdollista vielä käyn-nistää kesän ja syksyn aikana.
 
Mauri Airila
Koneensuunnitteluopin professori
SMART-ohjelmapäälikkö
Teknillinen korkeakoulu  

 Ilpo Karjalainen, Tampereen teknillinen korkeakoulu, Hydrauliikan ja automatiikan laitos
Servopneumatiikka vaihtoehtona automaattisessa materiaalin käsittelyssä
Servopneumatiikka kannattaa huomioida kilpailukykyisenä vaihtoehtona suunniteltaessa laitteistoa automaattiseen materiaalin käsittelyyn. Tekniikassa hyödynnetään pneumatiikan hyviä ominaisuuksia lisättynä servotekniikan älykkyydellä.
 
Joel Bjärkqvist, Reftmex Oy
Taustahäivytteiset optiset anturit kappaletavara–automaatiossa
Suoraan kohteesta tunnistavien optisten antureiden käyttö on saanut uusia ulottuvuuksia taustahäivytystekniikan kehittyessä. Käyttämällä taustahäivytteistä anturia voidaan merkittävästi vähentää ylimääräisiä metallirakenteita yksinkertaistaa suunnittelua la samalla helpottaa ja nopeuttaa asennustyötä.

 Heikki Rasimus, Saimatec En9ineenrig Oy
Paperirullat pakettiin vauhtia säästämättä – laadusta tinkimättä
Paperin valmistajan kassa karttuu vasta tuotteen, paperirullan, saavutettua asiakkaan tip-top -kunnossa. Pitkät kuljetusmatkat ja vaihtelevat olosuhteet kuljetuksen ja välivarastoinnin aikana asettavat kovat vaatimukset rullanpakkauksen laadulle jo kestävyydelle. Rullanpakkausprosessi on myös saatava saumattomasti integroitua paperitehtaan muuhun tuotantoympäristöön. Kuinka tällainen prosessi toteutetaan tavalla, joka on high-end-luokan teknisten arvojen lisäksi edullinen hankintahinnaltaan ja ylläpitokustannuksiltaan, tulevaisuuden muutostarpeita unohtamatta.

VTT Automaatio, Kalervo Nevala, Markku Järviluoma
Aktiivinen värähtelyn hallinta poistaa turhat tärinät
Traktorilla metsässä ajaminen aiheuttaa selkäkipuja. Generaattorin pyöriminen saa kahvikupin liikkeelle valvomon pöydällä. Passiiviset vaimennusmenetelmät eivät näissä tilanteissa ole riittäviä. Apu on löydettävissä aktiivisesta heilunnan ja värähtelyn hallinnasta.

 Ilkka Porkka Kosteus kuriin paineilman järjestelmässä
Paineilmajärjestelmän liiallinen kosteus aiheuttaa putkistoissa, venttiileissä ja toimilaitteissa jäätymisongelmia, korroosiota ja toimintahäiriöitä. Se lisää myös energiankulutusta ja huoltokustannuksia. Ongelmia ja kustannuksia voidaan vähentää oikein mitoitetuilla kompressoreilla ja kuivaimilla sekä tarkkailemalla ja optimoimalla painetta ja paineenalaista kastepistettä.

Reiska Liinanen, Leine & Linde Ab
Valitse pulssianturi käyttökohteen mukaan
Pyörivät pulssianturit kuuluvat automaatiojärjestelmien peruskomponentteihin. Niitä käytetään paikannukseen, pituuden tai nopeuden mittaukseen sekä kulman määritykseen.

 
Kari Nenämaa, Ensta Autamation Oy
DFM- projekti kooneenrakentajan näkökulmasta

Useita työvaiheita vaativien kappaleiden valmistaminen sarjatuotannossa perinteisesti käsin, on aikaa ja rahaa vaativa menetelmä. Kappaleiden uudelleen suunnittelu DFM – design for manufacturing -menetelmällä ja automaattisesti toimivan työkalulinjan valmistaminen voi olla nopeasti itsensä takaisin maksava investointi.

Lauri Kinnunen
Operaattorin työ helpottuu. Älykäs tietokanta päättelee prosessin tilan
Älykäs tietokanta kerää ja tiivistää aikaan sidotun prosessitiedon, päättelee historiatiedoista tarvittavat toimenpiteet ja auttaa operaattoria monimutkaisten, usein vakavienkin poikkeustilanteiden hallinnassa.