Robottikäyttöisten säteilysuojatulppien suunnittelu säteilylähteiden automatisoituun testaukseen
Kangasperko, Antti (2016)
Kangasperko_Antti.pdf (3.167Mt)
Kangasperko, Antti
http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201604305665
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella testausvälineitä säteilylähteiden tuotannossa käyttöön otettavaan testausrobottisoluun. Aiemmin säteilylähteiden testaus on suoritettu tuotantotyöntekijöiden toimesta manuaalisesti. Automatisoituun testaukseen siirtyminen on luonut tarpeen suunnitella uusia testausvälineitä, jotka soveltuvat teollisuusrobotin käytettäväksi.
Säteilylähteet käyvät läpi sarjan erilaisia testejä, joiden tarkoitus on varmistaa säteilylähteiden laatu ja turvallisuus sekä viranomaisten vaatimusten täyttyminen. Eräässä testivaiheessa säteilykeila peitetään säteilysuojatulpalla, jotta voidaan mitata säteilylähteen kuoren läpi tunkeutuvan hajasäteilyn määrä. Tämän työn tavoite on suunnitella eri säteilylähteisiin kiinnittyvät robottikäyttöiset säteilysuojatulpat sekä tulppatelineet, jotka mahdollistavat tulppien automaattisen käytön.
Aluksi perehdytään työn teettäjän Planmeca Oy:n liiketoimintaan ja tuotteisiin, minkä jälkeen tutustutaan testausrobottisoluun ja käydään läpi pintapuolisesti röntgensäteilyn teoriaa. Varsinainen suunnittelutyö alkaa säteilysuojatulppien mekaaninen toimintaperiaatteen hahmottelulla, jonka jälkeen keskitytään säteilysuojatulppien tarttumismekanismeihin ja säteilynestokykyyn. Tämän jälkeen tutkitaan mahdollisia tulppatelineiden paikkoja testialueella ja suunnitellaan telineet.
Työssä jouduttiin kiinnittämään erityistä huomiota säteilysuojatulppien toimintavarmuuteen, robotin liikkeiden luonteeseen ja testauskaappien varusteluihin. Automaattisen testauksen aikana syntyviä mekaanisia vikatilanteita pyrittiin välttämään ja korjaamaan suunnittelun keinoin. Suunnittelussa käytettiin apuna 3D-mallinnusohjelmaa ja rakennettiin prototyyppejä, joiden toimintaa testattiin käsin, robotin kanssa ja säteilymittauksin. Tulppatelineen lujuus analysoitiin FEM-ohjelman avulla.
Työlle asetetut tavoitteet saavutettiin; neljä säteilysuojatulppaa ja tulppatelineet saatiin suunniteltua. Valmiista suunnitelmista laadittiin valmistus- ja kokoonpanopiirustukset. Suunnitellut testilaitteet tilattiin alihankkijalta ja ne tullaan asentamaan testausalueelle.