Mekatronikingenjör på Utexpo

Implementation of a Hydraulic Test Bench Controlled by a Programmable Logic Controller

• Deltagare: Mohammad Khatib.
  
• Samarbetspartner: Kalmar innovation center.

Projektet genomfördes på Kalmar Innovation Center i Ljungby, ett dotterbolag till Cargotec som utvecklar maskiner för terminaler och lager, såsom truckar, containerhanterare och reachstackers. Syftet med projektet är att automatisera en testprocess för att utvärdera livslängd och hållbarhet hos komponenter som bromspedaler, ventiler och sensorer. Dessa delar ska användas i maskiner där driftsäkerhet är avgörande.

För att genomföra testerna användes Kalmar Frame Unit som styrsystem, i kombination med programmeringsverktyget PLUS+1® Guide och PLUS+1® Service Tool, för att programmera och övervaka processen under hela testperioden.

Testbänken byggdes upp med en hydraulventil, en luftventil, en temperatursensor, en trycksensor, en induktionsmotor och en luftcylinder. En hydraulisk enhet och en kompressor tillhandahöll den kraft som krävdes för att driva systemen. Processen automatiserades för att kunna köras utan konstant övervakning, där all data loggades för vidare analys av Kalmar.

Projektet resulterade i en komplett testbänk och ett enklare övervakningssystem som Kalmar nu använder som grund för vidare analys. Testerna pågick i tre månader och har gett företaget värdefull information om komponenternas prestanda. Kalmar uttryckte stor nöjdhet med både testbänken och resultatet, vilket visar att projektet har bidragit till att förbättra både kvalitetssäkring och framtida produktutveckling.

Kontrollerad inbromsing av spindelmotor

• Deltagare: Emil Nilsson och Edward Jensen.
  
• Samarbetspartner: Randek.

Målet med examensarbetet är att utveckla ett säkerhetsprogram som möjliggör kontrollerad inbromsning av en spindelmotor som används i en CNC-maskin. Syftet är att säkerställa en säker inbromsning vid hastighetsavvikelser större än ±3 procent från en fördefinierad hastighetsprofil, samt att på ett tillförlitligt sätt detektera dessa avvikelser. Arbetet fokuserade på att analysera begränsningarna i den befintliga hårdvarukonfigurationen. Matematiska modeller användes för att uppskatta den kinetiska energi som omvandlas till värme vid olika bromsperioder för de olika verktygen: fräs, borr och såg. Mätningar av bromsenergi gjordes både genom externa och interna oscilloskop under testkörningar. Resultaten visade att systemets maximala bromseffekt begränsades av motorn. Den snabbaste möjliga bromstid fastställdes till 1,2 sekunder för motor samt fräsverktyg, och 0,1 sekunder för borren. Slutsatsen blev att den begränsande faktorn i hårdvarukonfigurationen inte var maxeffekten utan snarare den logik i frekvensomriktarens som inte kan bearbeta strömmen på kortare tid. Eftersom studien möjliggör en kontrollerad inbromsning samt en metodik för att styra hastighetsprofilerna för de olika verktygen, bidrar den till en förbättrad arbetsmiljö runt maskinen.

Långtidstestapparat för volframfilament

• Deltagare: Gustav Ferdman.
  
• Samarbetspartner: Electron Crosslinking AB.

Detta examensarbete syftar till att utveckla ett automatiserat mätsystem för att övervaka den termiska utvidgningen hos volframfilament, som används i applikationer för elektronacceleratorer. Målet är att ersätta en manuell och tidskrävande mätmetod med en mer pålitlig och effektiv lösning. Projektet genomfördes i samarbete med Electron Crosslinking AB.
För detta ändamål konstruerades en mekanisk testrigg där volframfilamentet kunde monteras och upphettas under kontrollerade förhållanden. Filamentets längdförändring mättes med hjälp av en LVDT-sensor (Linear Variable Differential Transformer). Signalen från sensorn digitaliserades med en högupplöst 18-bitars AD-omvandlare och loggades med en Raspberry Pi. Ett egenutvecklat Python-baserat program hanterade realtidsloggning, visualisering och automatiserad analys av mätdata. En kalibreringsmetod med kubisk splinemodell togs fram för att möjliggöra noggrann och tillförlitlig konvertering från spänning till fysisk förskjutning.
Systemet lyckades på ett tillförlitligt sätt fånga filamentets utvidgningsbeteende över flera testcykler. Resultaten visade att den statiska driften var mycket låg och att mätnoggrannheten låg inom det uppsatta målet på ±0,1 mm. Programvaran genererade automatiskt rapporter med grafer, rådata och ett sammanfattande testprotokoll för varje genomfört test.
Sammanfattningsvis erbjuder det utvecklade systemet en robust, repeterbar och användarvänlig lösning för långtidstester av filament.

Mekatronisk och elektronisk lösning för adaptiv belysning i kamerateknik

• Deltagare: Hilal Cakici.
  
• Samarbetspartner: Axis Communications.

Projektet genomfördes i samarbete med Axis Communications och syftar till att utveckla ett intelligent belysningssystem för övervakningskameror som automatiskt växlar mellan IR- och vitt ljus vid rörelsedetektering, samt anpassar ljusbilden efter kamerans zoomnivå. Målet är att förbättra bildkvalitet och energieffektivitet i varierande ljusförhållanden.

Arbetet uppdelad i två delar: mekatronik och elektroteknik. Den mekatroniska delen omfattar konstruktion av ett linssystem med linjäraktuator för linsjustering samt integrering av radarsensor. Den elektrotekniska delen inkluderar design av en buck-omvandlare för LED-strömreglering, växling mellan ljuskällor samt EMC-testning.

Prototypen demonstrerade effektiv växling mellan IR och vitt ljus inom en sekund vid upp till 8 meters avstånd. Ljusfördelningen förbättrades vid zoom, och energiförluster reducerades med upptill 50,9 %. Systemet uppfyllde även EMC-krav enligt EN 55032 Klass A.

Projektet visade att en hybridlösning med mekanisk linsstyrning och energieffektiv elektronik är praktiskt genomförbar och har kommersiell potential. Det tvärvetenskapliga samarbetet var avgörande för slutresultatet.

Modulär och anpassningsbar utvecklingsplattform för skärmar

• Deltagare: Axel Ahlman.
  
• Samarbetspartner: MilDef.

För att stödja hållbar ingenjörspraxis och iterativ produktutveckling är återanvändbara och flexibla testuppsättningar avgörande. Detta projekt möter behovet genom att utveckla en modulär och anpassningsbar plattform som stödjer olika skärmstorlekar och kretskortskonfigurationer, samtidigt som den främjar effektiv testning av hårdvaru- och mjukvaruintegration. I utvecklingsprocessen användes en Design Structure Matrix (DSM) för att hantera beroenden och optimera arbetsflödet. Den färdiga plattformen inkluderar ett modulärt ramverk, integrerade ström- och kommunikationsgränssnitt, samt en serviceskärm för diagnostik i realtid. Projektet uppfyllde samtliga funktionella och icke-funktionella krav och visade god hållbarhet vid simulerade transportförhållanden. Den färdiga plattformen stödjer hållbar utveckling genom återanvändbara komponenter och erbjuder en skalbar grund för framtida iterationer.