Development of machine for automatic straightening of permanent cathodes

Abstract

Työssä käsitellään kestokatodien mittauslaitteen kehittämistä siten, että se mittaamisen lisäksi myös automaattisesti oikaisisi katodilevyjä. Aluksi käsitellään teoriaa aiheen ympäriltä. Työssä käydään läpi perusasiat kuparielektrolyysista, kestokatodeista ja teräksen plastisesta muodonmuutoksesta. Seuraavaksi esitellään kestokatodien mittaukseen käytetty mittauslaite, sen rakenne, toiminta ja kehitystarpeet. Lisäksi käydään läpi käytettävän mittauslaitteessa käytetyn ohjelmointikielen, LabVIEWin, perusteet. Mittauslaitteen muutoksista käydään läpi toisaalta mekaaniset muutokset, eli paineilmasylinterien lisääminen, niiden anturointi sekä säätö ja toisaalta laitteen ohjelmistoon tehdyt muutokset.

Sylinterien osalta kerrotaan niiden anturoinnin periaate ja esitellään toteutettu "on/off" -ohjaus kuolleen ajan kompensoinnilla. Lisaksi esitellään askeltestit, joilla varmistuttiin sylinterien paikoitustarkkuuden riittävyydestä tehtävään. Ohjelmiston muutoksista esitellään ensin ohjelman rakenne, joka jakautuu kahteen eri ohjelmaan: varsinainen ohjelma on ohjelmoitu toimimaan Pc:llä, mutta aikakriittisiä toimintoa ja I/O-käsittelyä vaativat toiminnot on tehty uuteen FieldPoint-moduuliin. Yhteys näiden osien välille on luotu käyttämällä DataSocket-funktioita.

Tietokoneohjelman yhteydessä käydään läpi myös katodimittauksen periaatteet. Laitteelle luodaan 3D-koordinaatisto, johon antureilta saadut pisteet sijoitetaan. Näitä pisteitä verrataan sitten samaan koordinaatistoon muodostettuihin vertailutasoihin ja näin saadaan laskettua katodien suoruus. Lisäksi esitellään toteutettu mittaushistoria, jossa mittaukset tallennetaan tiedostoon ja niitä voidaan tarpeen mukaan poistaa, kopioida ja siirtää.

Lopuksi käydään läpi koneella tehtyjä oikaisukokeita. Koneen voidaan todeta mekaanisesti olevan kykenevä tekemään oikaisuja, mutta oikaisujen automaatiota ei saatu kehitettyä ajoissa. Tästä syystä kone toimii vasta käsiajolla ja "äly" täytyy koneeseen kehittää myöhemmin. Lisaksi uhkana koneen tarpeellisuudelle on levyjen suoruuden paraneminen.