Omkonstruktion av bockverktyg : Från hydraulisk till elektrisk drivning

A hydraulic bending tool is used in the manufacturing of transformer windings at Hitachi ABB Power Grids. This tool is used to create a pitch between the turns in the winding, a process which demands very strict tolerances during bending. Hitachi/ABB believes that the current tool is quite inconvenient and, in some cases, dangerous to use. This is due to the tool's hydraulic hoses which causes potential risks of tripping and a risk of leaking pressurized hydraulic fluid. A potential solution to this problem was identified to be a redesign of the tool where the hydraulic system is replaced by an electrical system with batteries as the power source. Using interviews, experiments and literature reviews, user and product requirements specifications were formulated. These laid the foundation for the concept generation that followed where concepts were developed for different parts of the tool. These concepts were evaluated and then passed on to a concept combination matrix where different configurations were developed. The configurations were scored in a Pugh matrix which ultimately led to a final concept choice. This concept was then further developed with appropriate calculations and investigations, as well as a complete 3D-CAD modeling. The result was a complete solution that was equipped with batteries, an electro-hydraulic actuator as well as a control system for the stroke of the actuator. Evaluation of the tool’s performance and weight as well as cost calculations were made to compare the new design with the old one. The battery-powered bending tool proved to be a good replacement for the hydraulic bending tool. The weight and price increased slightly compared to the old one, but it was considered that the new tool generally fulfilled the needs and requirements that were presented in the beginning of the study.Vid tillverkning av transformatorlindningar på Hitachi/ABB används ett hydrauliskt bockverktyg. Detta verktyg används för att skapa en stigning mellan varven i lindningen, denna process ställer mycket höga krav på toleransen vid bockningen. Hitachi/ABB anser att verktyget i dagsläget är otympligt och i vissa fall farligt att använda, detta beror på verktygets hydraulslangar som både utgör en snubbelrisk samt en risk för läckande hydraulolja. En potentiell lösning på detta problem identifierades att vara en omkonstruktion av verktyget där hydraulsystemet byts ut mot ett elektriskt system med batterier som kraftkälla. Med hjälp av intervjuer, experiment och litteraturstudier formulerades användar- och produktkravspecifikationer. Dessa lade grunden till den konceptgenerering som följde där koncept togs fram för olika delar i verktyget. Dessa koncept utvärderades och fördes sedan vidare till en konceptkombinationstabell där olika konfigureringar togs fram. Konfigureringarna poängsattes i en Pughmatris vilket slutligen ledde till ett slutgiltigt konceptval. Detta koncept vidareutvecklades sedan med lämpliga beräkningar och undersökningar, samt en komplett 3D-CAD modellering.Resultatet blev en komplett lösning som bestyckades med batterier, ett elektrohydrauliskt ställdon samt ett styrsystem för verktygets slaglängd. Utvärdering av prestanda samt vikt- och kostnadsberäkningar gjordes för att jämföra den nya konstruktionen med den gamla. Det batteridrivna bockverktyget visade sig vara en god ersättare till det hydrauliska bockverktyget. Vikten och priset steg något men det ansågs att verktyget över lag uppfyllde de krav och önskemål som ställts under arbetet