Pyöröhiomakoneen koulutussimulaattori

Koulutussimulaattoreiden avulla voidaan kouluttaa osaajia eri alojen työtehtäviin. Koulutussimulaattoreita on aiemmin hyödynnetty pääasiassa ilmailun, prosessiteollisuuden ja lääketieteen aloilla. Näiden alojen lisäksi koulutussimulaattoreilla voisi olla kehityspotentiaalia myös valmistavan teollisuuden puolella. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää koulutussimulaattorin soveltamista pyöröhiontaprosessin kouluttamiseen. Työssä tarkastellaan erään teollisesti valmistettavan sylinterikappaleen hiontaprosessia, jota voitaisiin koulutussimulaattorin avulla kouluttaa. Tutkimuksessa perehdytään pyöröhiontaan valmistusmenetelmänä ja selvitetään, miten koulutussimulaattoreita on aiemmin hyödynnetty valmistavan teollisuuden prosessien kouluttamisessa. Hionnan teoriasta ja sylinterikappaleen hionnasta kerätyn tiedon pohjalta on tarkoitus muodostaa pyöröhionnan koulutussimulaattorikonsepti, jonka avulla voitaisiin kouluttaa hiontaprosessissa tarvittavia taitoja. Tämän koulutussimulaattorikonseptin toteutettavuutta arvioidaan toteuttamalla tärkeimpiä ohjelmistokomponentteja osaksi hionnan koulutussimulaattorin esiversiota. Pyöröhionta prosessina havaittiin haastavaksi prosessiksi mallintaa eikä hionnan koulutussimulaattorin toteuttaminen ole tämän vuoksi täysin suoraviivaista. Hionnan tuloksia on vaikea ennustaa tarkasti, minkä vuoksi pyöröhiomakoneen tarkkaa mallia on hankala toteuttaa. Tämän vuoksi pyöröhionnan simuloinnissa on tyydyttävä yksinkertaisempiin menetelmiin, joiden avulla hiontaa voidaan simuloida. Simulointimallien alhaisempi tarkkuus rajoittaa koulutuspotentiaalia ja koulutussimulaattori voisikin sopia paremmin hionnan alkeiskoulutuksen työkaluksi. Sylinterikappaleen pyöröhiontaprosessista tunnistettiin varsinaisen hionnan lisäksi muita vaiheita, joita voidaan koulutussimulaattorin avulla kouluttaa. Koulutussimulaattorikonseptin pohjalta työssä kehitettiin ohjelmistototeutus kinemaattisen hiomakoneen mallille, jonka avulla digitaaliseen työkappaleeseen voidaan kohdistaa erilaisia valmistukseen liittyviä operaatioita. Tutkimuksen aikana simulaattoriin toteutettiin materiaalinpoisto hiottavasta kappaleesta sekä käyrän kappaleen käsittelyyn liittyviä toimenpiteitä. Toteutettua digitaalista hiomakonetta voidaan ohjata käyttäjän antaman G-koodiohjelman avulla. Hiontaprosessia havainnollistetaan reaaliaikaisen 3D-grafiikan avulla sekä erilaisilla lisäkeinoilla. Toteutettu ohjelmisto todettiin vaatimuksien puolesta riittävän tarkaksi ja suorituskykyiseksi. Koulutussimulaattorikonsepti ja siitä muodostetut tekniset ratkaisut toimivat hyvänä pohjana tulevaisuuden tutkimukselle ja kehitykselle