Väitös: Mallipohjaiset säätöjärjestelmät tuovat systemaattisuutta liikkuvien työkoneiden automatisointiin

Automaation käyttöönottoon liikkuvissa työkoneissa vaikuttavat muuttuvat työympäristöt sekä työtehtävien edellytykset työkoneen rakenteelle ja työtehtävien vaatimat useat erilaiset työkalut. Yhdessä nämä vaatimukset johtavat usein lukuisiin tuoteversioihin Näin ollen korkean suorituskyvyn automaattisten ratkaisujen kehittäminen laajalle määrälle tuoteversioita voi muodostua aikaa vieväksi tehtäväksi.

– Säätöjärjestelmän suunnittelu laajalle tuotevalikoimalle vaatii systemaattisen mallipohjaisen menetelmän, joka mahdollistaa modulaarisen suunnittelun järjestelmän eri osille sekä mahdollisuuden liittää jo aiemmin suunniteltuja osia sujuvasti uusiin säätöjärjestelmiin, sanoo Pauli Mustalahti.

Väitöskirjassaan Mustalahti soveltaa modulaarista mallipohjaista suunnittelua robotiikassa materiaalien käsittelyyn käytettävien työkalujärjestelmien ja toimilaitteiden ohjausjärjestelmän suunnittelussa. Mustalahden tutkimuksen tuloksena työkalujärjestelmille suunnitellut säätömenetelmät voidaan liittää työkoneelle aiemmin suunniteltuihin säätömenetelmiin työkalujärjestelmän vaihtuessa plug and play -tyyppisesti.

Erityisesti kun liikkuvien työkoneiden puomeja ohjataan robottimaisesti, työympäristön muutokset voivat aiheuttaa järjestelmään vaarallista värähtelyä. Mustalahti käytti väitöstutkimuksessaan mallipohjaista suunnittelua kompensoimaan työkoneen liikkuvan alustan vaikutuksia puomijärjestelmään, mikä parantaa säätöjärjestelmän suorituskykyä eri työympäristöissä.

Järjestelmän toimintaan vaikuttavat epätarkkuudet on tunnettava, jotta työkoneiden ohjauksessa voidaan saavuttaa korkea suorituskyky. Mustalahden väitöskirjatyön tuloksena syntyi uusia ratkaisuja, joilla pystytään edistämään hydraulisten työkoneiden tarkkaa ohjausta systemaattisesti.

Pauli Mustalahti on kotoisin Seinäjoelta ja työskentele tutkijana Tampereen yliopistossa.

Väitöstilaisuus perjantaina 21. huhtikuuta 2023

Diplomi-insinööri Pauli Mustalahden automaatiotekniikan alaan kuuluva väitöskirja Improving Automated Operations of Heavy-Duty Manipulators with Modular Model-Based Control Design tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 21.04.2023 kello 12 alkaen Konetalon salissa K1702 (Korkeakoulunkatu 6, Tampere). Vastaväittäjänä toimii tekniikan tohtori Victor Barasuol Instituto Italiano di Tecnologiasta Italiasta. Kustoksena toimii professori Jouni Mattila Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.