Идеи становятся силой, когда они овладевают массами
Компания «Бум Техно»разрабатывает и реализует технологические решения в области размерного контроля на основе методов координатной метрологии
Кирилл Семин, генеральный директор ООО «Бум Техно»Владимир Дубинка,
департамент технологий размерного контроля ООО «Бум Техно»
Конкурентоспособность судостроительных предприятий напрямую зависит от применения высокоточных производственных процессов, сочетающих выполнение технических требований с минимальными затратами труда, времени, материалов, энергии. Одна из ключевых проблем при этом –совершенствование технологий размерного контроля, которые должны удовлетворять современным требованиям не только поточности и оперативности, но и по информационной насыщенности измерений. Технический и экономический эффект будет достигаться не в случае использования отдельных измерительных приборов (пусть и самых совершенных), а только в случае применения комплексных технологических и метрологических решений. Идея повышения точности производства, по мнению большинства специалистов в области судостроения, на сегодня не имеет альтернативы.
Но чтобы идея превратилась в силу, которая обеспечит требуемую эффективность производства, необходимы конкретные материальные условия. В нашем случае, это современные средства геометрических измерений.
И, как нам известно, на большинстве ведущих судостроительных предприятий такие условия созданы. Лазерные станции, трекеры и сканеры уже не являются экзотикой, а становятся привычными средствами измерений. Определена и на практике апробирована номенклатура измерительного оборудования и программного обеспечения, оснастки.
Материальные условия должны быть подкреплены материальной силой. И она в наличии – на довольно большом числе заводов созданы или создаются специализированные группы размерного контроля. Эти группы качественно в лучшую сторону отличаются от традиционных бригад судовых проверщиков, имеющихся в стапельных цехах многих предприятий. Вновь создаваемые группы изначально нацелены на решение производственных задач, чем отличаются и от лабораторий линейно-угловых измерений, входящих в службу главного метролога.
Правильно организованная группа размерного контроля предполагает в своем составе наличие не только инженеров-измерителей, но инженеров, способных разрабатывать методики измерений и создавать современные технологии размерного контроля.
Значительно большее число российских предприятий привлекает для решения своих задач в области размерного контроля сторонние фирмы. Такие организации не только выполняют работы на заводах, где нет групп размерного контроля, но сотрудничают и с заводами, где они есть, в случае освоения новых измерительных технологий или для решения задач, которые те сами решить не могут.
Одной из таких фирм является ООО «Бум Техно»,предлагающая интегрированные технологические и метрологические решения. Фирмой «Бум Техно» в содружестве с ведущими заводами, центрами, КБ разработаны практические измерительные технологии для обеспечения большинства судостроительных и судоремонтных работ, требующих размерного контроля и мониторинга. О некоторых из них уже рассказывалось на страницах журнала. О двух пойдет речь в этом номере.
На судостроительных заводах для контроля формы прочных корпусов подводной техники (ПК ПТ) в качестве измерительного инструмента используется рулетка или специальная линейка (штихмас). Обмеры круговой формы выполняются от струны, натянутой вблизи центра поперечных сечений ПК (центральная струна). На внутренней поверхности оболочек корпуса наносится разметка точек пересечения плоскостей шпангоутов и некоторого числа образующих по периметру ПК на равных расстояниях. В этих точках замеряется величина фактического радиального отстояния оболочки от центральной струны и определяется разность фактического и проектного радиусов.
На основании полученных данных по методу наименьших квадратов определяется радиус фактической окружности (радиус узлового круга) и отклонения от него оболочки в точках обмеров. К сожалению, человеческий фактор и примитивный характер используемых инструментов приводят к значительным погрешностям. По некоторым исследованиям, при использовании штихмаса среднеквадратические отклонения замеров формы шпангоута диаметром 7 м составляет 3 – 4 мм.
Выполнение обмеров формы от центральной струны сопровождается необходимостью производить вырезку технологических отверстий во внутренних конструкциях ПК ПТ для пропускания через них измерительного инструмента и последующую их заделку, что существенно повышает трудоемкость работ.
Современные технические средства бесконтактных координатных оптических методов (БКОМ)позволяют достичь при замерах цилиндрических поверхностей точности до десятых долей миллиметров. Применение БКОМ не требует вскрытия и последующей заделки технологических вырезов во внутренних конструкциях ПК. Сокращение трудоемкости и времени выполнения работ по обмерам формы ПК ПТ, а также исключение человеческого фактора при их проведении определяет актуальность и целесообразность внедрения бесконтактных оптических методов в производственную практику судостроительных заводов.
ООО«Бум Техно» был накоплен значительный опыт проведения работ с использованием БКОМ при выполнении замеров формы шпангоутов на ПК ПТ, строящейся на различных судостроительных заводах. Работы выполнялись с помощью различных измерительных средств — электронный тахеометр, лазерный трекер, лазерный сканер. На основании этих работ произведено сравнение традиционных методов обмеров формы с использованием штихмаса и БКОМ. Статистический анализ разницы между данными, полученными этими методами, показал их хорошее совпадение, что подтверждает надежность использования БКОМ для обмеров шпангоутов. Работы эти проводились «Бум Техно» совместно с ЦКБ МТ «Рубин», Крыловским ГНЦ, ЦТСС – в итоге была откорректирована отраслевая нормативная документация, что позволило легализовать применение БКОМ при контроле формы ПК ПТ.
В процессе постройки судна возникает ряд задач, связанных с определением положения различных конструкций и изделий в корабельной системе баз. С такими задачами мы сталкиваемся не только при нахождении корабля «на твердом основании», но и в достроечный период, при нахождении его «на плаву». Так как в процессе постройки «на твердом основании» основная плоскость (ОП) судна параллельна горизонту или находится под углом к нему и относительно неподвижна, то вопросы определения положения конструкций решены с помощью хорошо известных средств измерений – уровней и квадрантов.
При переводе судна на воду, где естественная база для ОП, земной горизонт, отсутствует, задачи базирования устанавливаемых элементов относительно системы баз значительно усложняются. Для решения таких задач разрабатываются специальные измерительные методики. В основе этих методик лежит идея использования так называемых контрольных площадок (КП). КП позиционируются и жестко крепятся к корпусу при нахождении его «на твердом основании» и фиксируют таким образом ОП судна на все дальнейшие этапы строительства.
Когда корабль переводится на воду, он постоянно находится в движении – подвержен качке, но вместе с ним те же крены/дифференты получает и КП, а следовательно, всегда можно определить основную плоскость, заданную на стапеле.
Традиционно работа на судне, связанная с выполнением работ по измерению угла или выравниванию конструкций относительно КП (ОП), заключается в одновременной работе двумя оптическими квадрантами. Один квадрант находится на КП, а второй располагается на контролируемой конструкции. При прохождении пузырька квадранта на КП через «0» оператор по телефону сообщает напарнику: «Ноль!», и тот, снимая показания со своего квадранта, определяет положение контролируемой конструкции. Такая операция требует от исполнителей высокой квалификации и не всегда удовлетворяет точностным требованиям при постройке современного корабля.
Наша компания с 2011 года для выполнения точных работ на кораблях, находящихся «на плаву», стала использовать одноосные электронные уровни известной в мире швейцарской фирмы WYLER без изменения традиционной технологии измерений.
В настоящее время мы применяем специализированную измерительную систему SEATRONIC, сконфигурированную под наши задачи фирмой WYLER.
В систему входят два измерительных блока, позволяющие определять наклоны сразу в двух направлениях, и программное обеспечение DYNAM. ПО DYNAM применяется не только для подключения датчиков к ноутбуку, их взаимодействия и сбораизмерительной информации, но и для выполнения синхронизации работы датчиков
относительно КП.
Инженерами «Бум Техно» разработана технология базирования для совместного использования системы SEATRONIC и электронно-оптических измерительных систем на основе лазерных трекеров, электронных тахеометров.
Для решения конкретных специальных задач в кораблестроении разработаны соответствующие инструкции.
