Lisää näkyvyyttä kaivoskoneen kuljettajalle

09.06.2022

Kaivosteknologia on mennyt vauhdilla eteenpäin automaation suuntaan. On selvä, että kaivoksen sisällä on ahdasta ja kaivoskäytävät ovat kapeita. Jotta saadaan lisää näkyvyyttä kaivoskoneen kuljettajalle, integroidaan lokasuojaimen alle suojateline valvontakameralle.

Kuva 1. Kaivoskäyttävä

Useissa tapauksissa käy niin, että kaivoskoneeseen kiinnitetty kamera irtoaa lastauksen aikana. Se tuo epävarmuutta kaivoskoneen kuljettajalle. Jotta kaivoskoneen hallittavuus ja turvallisuus olisi helpompaa ja yksinkertaisempaa kuljettajalle, olisi integroitava lokasuojaimeen suojateline kameralle. Suojatelineen päähän kiinnitettäisiin rengas, joka tulisi olla koneen ajosuuntainen, kun rengas saa osuman kaivoskäyttävien seiniin, teline painuu sisään lokasuojaimeen suojaan törmäyksestä ja vapautuu kun kaivoskäytävien seinät sallivat. Näin kuljettaja pystyy seuraamaan kaivoskoneen äärimittoja. Integroitu suojateline tuo myös lisää arvoa kaivoskoneelle, kaivoskäyttävien törmäyksestä vältyttäisiin tai ainakin ne vähentyisivät, ja myös kaivoskoneen lokasuojaimen huoltotarve vähentyisi.

Hyödyt:

  • Lisää näkyvyyttä kuljettajalle
  • Koneen hallittavuus paranee
  • Tuo lisää turvallisuutta
  • Vähentää huoltotarvetta
Kuva 2. TH663i Dumpperi

Haastavaa on tässä yhteensovittaminen, kun lokasuojaimen alle kerääntyy loskaa ja ajan myötä ruostetta. Suojatelineen on oltava kokonaan suojassa lokasuojaimen alla, kun kone lähestyy kaivoksen seiniä, mutta kuitenkin samalla sopivan jämäkkä, niin ettei suojateline painuisi pienestä törmäyksestä sisään lokasuojaimeen. Kun on jonkinlainen osviitta ja suunta, miten lähestymme ongelmaa, loppuratkaisuna vaan luovuutta. Jotta saavutetaan toimiva ratkaisu on kuitenkin käytävä läpi nämä vaiheet.

Luonnosteluvaihe

Luonnosteluun kannattaa keskittyä kunnolla, koska sitä kautta syntyy jonkinlainen visuaalinen kokonaiskuva tuotteesta. Runsas luonnostelu antaa hyvän pohjan suunnittelulle. Luonnos piirrettään ensin käsin, jotta saadaan hyvä tuntuma tuotteesta, mutta on suotavaa vaihtaa piirrustustapoja, jotta saadaan mahdollisimman paljon erilaisia luonnoksia. Se taas helpottaa lopullista päätöksentekoa.

Tässä vaiheessa mitään ei ole lukkoon lyöty, vaan luonnokset ovat suuntaa antavia ja helpottavat valintojamme. Lopullisen valinnan tekemiseen on laadittu useita menetelmiä, jotka eroavat lähinnä yksityiskohdissaan. Ratkaisun saavuttaminen sisältää nämä vaiheet: ongelman toteaminen ja analysointi, vaatimusten ja tavoitteiden määrittäminen, erilaisten ideoiden etsiminen ja sekä karsiminen, ideoiden arvostelu ja lopullisen valinnan tekeminen.

Valintavaihe

Kuva 3. Painoarvotaulukko

Valintavaiheessa käytetään painoarvotaulukkoa (kuva 3), jossa verrataan kaikki luonnoksien vahvuudet sekä heikkoudet, huonommat vaihtoehdot karsitaan pois ja jalostetaan eteenpäin parhaimmat pisteet saaneet luonnokset. Taulukossa selviää luonnoksien asennus, kustannukset, turvallisuus, valmistus, ulkonäkö ja käyttömukavuus. Painoarvotaulukko on helposti ymmärrettävä, painoarvoasteikolla on 1–5 pistettä, jolloin 1 vastaa luonnoksen vaihtoehtona huonoa, kun taas 5 vastaa mahdollisesti saavutettavaa.

3D-mallinnusvaihe

Painoarvotaulukossa voittanut luonnos mallinetaan 3D-mallinnuksen suunnitteluohjelmalla, sekä tehdään kokoonpanopiirustukset ja niihin vastaavat osaluettelot.

Jatkuvaa parantamista

Aina tuotetta voi kehittää paremmaksi ottaen pieniä askeleita eteenpäin, jotta tulevaisuudessa pysymme ajan mukana. Tuotetta voidaan kehittää niin, että käytössä olisi koneen näkö eli sensoritekniikka, sensori toimisi lähestymistunnistimena ja se kiinnitettäisiin lokasuojaimeen, sensori seuraisi kaivoskäyttävän seinien mittaeroa ja sen mukaan sensori antaisi tiedon lokasuojaimen kiinnitetylle kameralle. Kun sensori tunnistaa, että ollaan lähellä seinää, kamera suojautuu lokasuojaimen alle. Kun taas on tilaa, sensori antaa tiedon, että nyt on vapaata tilaa liikkua. Näin pystymme säilyttämään kaivoskoneen arvoa ja olemaan kilpailukykyisempiä kaivosteknologiassa.

Kaikki eivät ole itsestäänselviä asioita. Ongelmana on sensoritekniikassa: miten pidämme sensorit puhtaana, ottaen huomioon kaivoskoneen olosuhteet. Kaivoskone liikkuu kaivoskäyttäviä pitkin, ja lokasuoja kerää loskaa ja pölyä kaivoksesta. Tämä tarkoittaa sitä, että sensorin ympärille kerääntyy esteitä sensorin toiminnalle.

Opinnäytetyö Ismail, Isse, 2022: Valvontakameran suojatelineen suunnittelu. Opinnäytetyö (AMK), Kone ja tuotantotekniikka, Turun ammattikorkeakoulu.