Специалисты Волгодонского филиала АО «АЭМ‑технологии» «Атоммаш» в рамках программы модернизации начали использовать технологию 3D‑сканирования. Благодаря ручному 3D‑сканеру метрологического класса Creaform MetraSCAN 3D процесс изготовления сложного ядерного оборудования стал гораздо более быстрым, качественным и безопасным. 3D-сканер был предоставлен компаниями iQB Technologies и ООО «ВариоСофт‑Юг» (Ростов‑на‑Дону).

Акционерное общество «АЭМ-технологии», основанное в 2007 году в структуре АО «Атомэнергомаш» – машиностроительного дивизиона государственной корпорации «Росатом», – одна из ведущих российских компаний в области энергетического машиностроения, член «Союза машиностроителей России». «Атоммаш», действующий с 1978 года, является крупнейшим в России производственным объединением атомного энергетического машиностроения.

Проблема: медленные и трудоемкие измерения 

Применение устаревающих технологий тормозит производительность и может привести к тому, что предприятие не выдержит конкуренции с теми, кто встал на путь модернизации и автоматизации.

«Росатом» – наглядный пример активного внедрения в России передовых методов производства, в том числе 3D-печати и 3D-сканирования. Например, «Русатом – Аддитивные технологии» (входит в топливную компанию «ТВЭЛ» «Росатома») разрабатывает собственное оборудование и материалы на основе селективного лазерного плавления. Трехмерные технологии дают возможность сократить сроки выполнения задач, снизить расходы и подготовить производственные мощности структур корпорации к переходу к принципиально новой модели Индустрии 4.0.

«Использование современных цифровых технологий в производственном процессе – одно из ключевых направлений реализации нашей инвестиционной программы, – отмечает Генеральный директор АО «АЭМ-технологии» Игорь Котов. – Мы начали процесс цифровизации довольно давно, и это была не дань моде, а осознанный выбор. Для нас это возможность максимальной оптимизации производственного процесса, кратное снижение рисков человеческого фактора».

Если говорить о метрологическом контроле, в атомном машиностроении у него есть своя специфика – необходимость измерения сложных крупногабаритных объектов. Задача эта весьма трудоемкая, и традиционные инструменты типа линейки или штангенциркуля не годятся для обмера заготовок. На «Атоммаше» для этих целей использовали крупные шаблоны из металла или скрупулезно вымеряли размеры на расточных и карусельных станках.

Проблема измерений, затратных и по времени, и по ресурсам, требовала решения. Специалисты предприятия изучили опыт применения современного оборудования для контроля качества и остановили свой выбор на портативном 3D-сканере.

Оптические системы контроля, к которым относятся 3D-сканеры, имеют следующие преимущества перед традиционными инструментами:

• оптимальное соотношением цены и точности;

• высокая скорость измерений;

• мобильность и гибкость;

• возможность автономной работы;

• простота в эксплуатации – для работы с 3D-сканером не нужны специальные навыки.

Решение: ручной 3D-сканер Creaform

Для «Атоммаша» шаблоны и станки для измерений уходят в прошлое. Прямо в цеху завода специалисты осваивают ручной 3D-сканер метрологического класса MetraSCAN 750|Elite, который производится мировым лидером в области решений для 3D-измерений – канадской компанией Creaform. С его помощью метрологи выполняют быстрый контроль качества выпускаемых изделий и сравнение изготовленной детали с оригиналом, эталонной CAD‑моделью или оснасткой.

MetraSCAN 750|Elite – устройство с 7 лазерными блоками (14 красными лазерными линиями), обеспечивающее точность до 0,03 мм при скорости до 480 тысяч измерений в секунду. Объем может динамически изменяться в процессе измерений без потери точности и без дополнительной настройки на участке.

3D-сканер позволяет получать такие результаты вне зависимости от сложности детали, материала и типа поверхности. Подготовка к работе осуществляется автоматически всего за несколько минут, а эксплуатация прибора возможна практически в любом месте – вибрации и перепады температур на точность измерений никак не влияют.

MetraSCAN 3D работает в паре с оптическим трекером Creaform C‑Track, который определяет положение сканера в пространстве. Трекер оснащен высококачественной оптикой и специальной системой подсветки. Он выполняет непрерывное отслеживание цели и дает возможность мгновенно и точно распознавать движение деталей. 

Результат: контроль качества – в 5 раз быстрее! 

«Это инновационный прибор, первый на нашем заводе, – рассказывает инженер по метрологии «Атоммаша» Николай Барабанов. – Он предназначен для приемки изделий, для сравнения, для экономии времени – чтобы станки занимались чем-то необходимым в данный момент. Мы сокращаем потерю нормо-часов, ускоряем работу приемки, помогаем ОТК, потому что многие размеры мы сможем снять с помощью 3D-сканера».

«Данный прибор планируем использовать для контроля штампованных изделий сложной геометрической формы, которые невозможно померить вручную инструментом, – добавляет Ольга Карпова, ведущий инженер-технолог по металлургии. – Нам приходится изготавливать трудоемкие, очень тяжелые шаблоны, которые приходится передвигать краном. А это устройство весит полтора килограмма, и с ним запросто может справится один человек».

На фото выше мы видим метролога в процессе работы с 3D-сканером. Устройство одномоментно считывает свыше миллиона точек с поверхности обечайки. Облако точек в режиме реального времени проецируется на ноутбук и в специализированном ПО постепенно формирует 3D-модель крупного изделия. Все эти геометрические параметры будут использованы для обеспечения точности и качества сложного ядерного оборудования.

«В принципе, все легко, – продолжает Николай Барабанов. – Деталь переносится в цифровую модель, которую нужно потом совместить с математической моделью, разработанной ранее конструкторами, и посмотреть, какие могут быть отклонения. Анализировать можно все размеры – линейные, нелинейные, геометрические».

Измерительная система, включающая 3D-сканер MetraSCAN 750|Elite и оптический трекер C-Track, позволила сотрудникам «Атоммаша» оцифровывать крупногабаритные изделия и получать детальные 3D‑модели в пять раз быстрее, чем с помощью длительных измерений на расточных и карусельных станках. Теперь сотрудники получат разгрузку, при этом высвобождается от 300 до 600 нормо-часов станочного времени в год.

Еще одно преимущество 3D-сканера в том, что полученные модели могут использовать сразу несколько служб завода для разных целей. Одни будут применять их при входном и промежуточном контроле, другие – техпроцессы, а третьи – конструировать сборки изделия.

АО «АЭМ‑технологии» с успехом продолжает внедрять инновационные разработки. Освоение технологии портативного 3D-сканирования, уже доказавшей свои преимущества, – очередная веха в модернизации предприятия. Слово Генеральному директору Игорю Котову: «Новые технологии определяют сегодня расширение производственных возможностей при сокращении сроков производственного процесса и безусловном обеспечении качественных параметров продукции. На мой взгляд, использование цифровых технологий дает нашим работникам возможность более рационально использовать свое рабочее время и одновременно осваивать новые навыки, которые, возможно, в ближайшем будущем станут профессионально-определяющими».