Testilaitteen suunnitteleminen osaksi akkujen valmistusta
Kaivosteollisuus on tilanteessa, jossa ympäröivä maailma vaatii puhtaampaa ja ympäristöystävällisempää tuotantoketjua. Akkukäyttöiset kaivoskoneet ovat kehittyneet vastaamaan tähän tarpeeseen. Opinnäytetyössä luotiin suunnitelma testilaitteesta, jolla parannetaan valmistettavien kaivoskoneiden akkujen laatua.
Opinnäytetyö tehtiin Sandvik Mining and Construction Oy:n Turun tehtaalle, joka valmistaa lastaus- ja kuljetuskoneita kaivosteollisuuteen. Työssä suunniteltiin testilaite akkukäyttöisten kaivoskoneiden akuissa olevien lisälaitteiden testaamiseen. Testilaite suunniteltiin tarpeeseen, jossa akkuja halutaan valmistaa omana tuotteenaan mahdollisimman lähellä asiakasta. Nykytilanteessa lisälaitteiden testaaminen on vaatinut kaivoskoneen läsnäoloa testauksen suorittamiseksi.
Testauksen kohteet
Lisälaitteiden asennuksessa voi tapahtua virheitä, jonka seurauksena valmistettu akku ei toimi halutulla tavalla. Näitä virheitä ovat vialliset komponentit ja virheellinen kytkentä. Ilman testaamista näitä virheitä on vaikea löytää ennen kuin akku on jo asiakkaalla käytössä. Testilaite suunniteltiin paikantamaan kyseisiä virheitä.
Testattavia lisälaitteita akuissa ovat:
- Valot
- Vilkut
- Peruutuskamera
Suunniteltavalle testilaitteelle muodostui myös muita vaatimuksia, kuin edellä mainittujen virheiden paikantaminen. Testattavat akut ovat todella suuria ja painavia. Tämän takia on helpompaa suunnitella liikuteltava ja kompakti testilaite, kuin siirtää testattava akku testilaitteen luo. Testilaite haluttiin myös mahdollisimman helppokäyttöiseksi, jotta sitä voidaan käyttää ilman syvällistä perehtymistä testilaitteen toimintaan.
Testilaitteen toiminta
Testattavia akkuja on kaksi erilaista. Tämän seurauksena myös testimenetelmiä on kaksi. Ensimmäisen akun lisälaitteiden testaaminen tapahtuu pelkän sähkövirran avulla. Toisen akun testaaminen tapahtuu puolestaan sähkövirran ja CAN-väylän (Controller Area Network) avulla. Testilaite haluttiin pitää mahdollisimman kompaktina, joten molempien akkujen testaaminen tapahtuu saman laitteen avulla. Testilaitteeseen valittiin komponentit niiden koon, saatavuuden ja yhteensopivuuden perusteella.
Testilaitteen keskeiset komponentit:
- Virtalähde
- Tietokone
- CAN-adapteri
- Videokaappari
Virtalähdettä hyödynnetään molempien akkujen testaamiseen ja sen tarkoituksena on virran syöttäminen lisälaitteille. Tietokoneella lähetetään CAN-viestejä valoille ja vilkuille, sekä ohjataan niiden toimintaa. Tietokoneella myös tarkastetaan peruutuskameran toiminta. CAN-adapterilla tietokone saadaan liitettyä CAN-väylään. Videokaapparia käytetään peruutuskameralta saatavan analogisen videosignaalin muuttamiseen digitaaliseksi, jotta tietokone pystyy käsittelemään sitä.
Testilaitteen ongelmat ja kehityskohteet
Testilaitteella on myös muutamia ongelmia. Miten varmistutaan, että virhe on akussa eikä testilaitteessa? Miten modulaarinen testilaite on ja voiko sen toimintaa kehittää?
Testilaitteelle pitää luoda oma kalibrointimenetelmä, jotta voidaan varmistua virheen olevan akussa eikä itse testilaitteessa. Kalibroinnille tulee luoda myös ohjeistus ja suunniteltu aikataulu siitä, kuinka usein testilaite tulee kalibroida. Kalibrointi tarvitsee myös vastuuhenkilön, joka suorittaa tarvittavat toimenpiteet.
Uusien konemallien kohdalla akkuihin saattaa tulla muutoksia, joiden seurauksena testilaite ei välttämättä toimi. Kaikki testilaitteeseen valitut osat on mahdollista korvata tarpeen vaatiessa vastaavilla tai uudemmilla komponenteilla. Tällä hetkellä suunniteltu laite mahdollistaa jatkokehittämisen ja tarvittaessa testaamisen automatisoinnin. Testilaitteessa on jo mukana tietokone, johon on mahdollista kehittää kokonaan automatisoitu testiohjelmisto.
Lähde
Heikkilä, T. (2026). Lisälaitteiden testauslaitteen suunnittelu [AMK-opinnäytetyö, Turun ammattikorkeakoulu]. Theseus. https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202604085799
Artikkelikuva: Sandvik and Mining Mediapankki. Noudettu 10.4.2026 https://www.mediabank.sandvik/search/all/media/30646?search=lh518ib&sortBy=relevance