В процессе создания таких сложных инженерных сооружений, как судно или корабль выполняются работы по контролю размеров, формы, пространственного положения их составляющих элементов. В промышленности такие работы называются размерным контролем. Несмотря на то, что объём работ по размерному контролю в сравнении с объёмом сборочно-сварочных и монтажных операций невелик, роль его исключительно важна - неточность геометрии может привести к огромному объёму переделок. 


"До сих пор на верфях для обеспечения конечной собираемости продукции выполняется большой объем подгоночных операций, что неблагоприятно сказывается на скорости и качестве работ", - сообщил в своем выступлении руководитель отдела технологий размерного контроля компании "Бум Техно" Владимир Дубинка. 

Традиционные методы и средства измерения - всем известные ватерпасы, отвесы, рулетки, имеют недостаточную точность, отметил Дубинка. Компания "Бум Техно" в своей практике использует электронно-оптические системы - качественно новые средства измерения, позволяющие соединять в себе возможности электронных теодолитов, тахеометров, лазерных трекеров, сканеров и других измерительных приборов. 

"Используя специальное программное обеспечение, например, SpatialAnalyzer, мы создаем измерительную координатную машину. При этом она мобильна и позволяет решать задачи по качеству измерений на совершенно другом уровне", - добавил он. Обмерять элементы корпуса, механизмов и систем становится возможным с точностью до десятых и сотых долей миллиметров. А отработанные технологии и методики позволяют производить работы за короткие сроки. 

Для наглядности процесса координатного метода измерения инженеры "Бум Техно" провели демонстрацию - сымитировали проверку конечной собираемости корпуса судна, изготавливаемого из секций чистого размера, то есть без припуска. 

В качестве объекта использовалась модель контейнеровоза MAERSK, измерения выполнялись координатным манипулятором ("рукой"), а оптимизационные расчёты при помощи программного пакета SpatialAnalyzer, который позволяет создавать взаимосвязи между элементами 3D конструкторской модели и элементами реального объекта, в данном случае - модели контейнеровоза.


"Установив взаимосвязи и запустив процесс оптимизации мы их минимизируем, то есть как бы ставим наш объект на место и проверяем собираемость. В случае каких-то коллизий или отклонений от 3D модели мы можем увидеть это на мониторе и принять меры по доработке", - отметил Дубинка.

Николас Танала, руководитель европейского отдела компании "Нью Ривер Кинематикс", которая разработала SpatialAnalyzer, рассказал об особенностях и преимуществах программного продукта. "Наш продукт главным образом используется в авиакосмической области, судостроении, энергетике и автомобилестроении. Одна из основных задач - рассчитывать погрешности изготовления, которые влияют на геометрию изделия, что определяет его технические характеристики", - отметил он. 

По его словам, сборка с использованием современных технологий на основе координатной метрологии позволяет значительно сэкономить время и деньги. 

"Как формируется стоимость элемента судна (корпусной секции, механизма)? После изготовления и проведения проверочных испытаний на заводе (или в цехе) элемент имеет одну стоимость. Если требуется какая-либо доработка, пока он находится еще на заводе (цехе), то стоимость повышается незначительно. Проблемы начинаются когда компонент покинул завод. Если обнаружится проблема геометрии, то стоимость значительно вырастет. Худший же вариант может произойти, если заказчик откажется от приемки этого элемента", - рассказал Танала. "Наша задача и задача компании "Бум Техно" в том, чтобы удерживать цену на минимальном уровне. Именно метрология помогает понять, что требуется доработка на месте изготовления, чтобы не допустить повышения стоимости компонента", - добавил он. 

Что примечательно, с помощью программы SpatialAnalyzer можно фиксировать и записывать историю замеров с самого начала строительства. Таким образом, понимание величины погрешности помогает минимизировать ее и сделать измерения более точными. 


Тем не менее, не все судостроительные предприятия имеют возможность строить корабли современными способами. "Делается просто. Изготавливается секция, в ней закладывается припуск порядка 30-50мм, секция подносится к ранее установленной, на нее переносится контур этой секции как монтажного реза, обрезается и секции стыкуются. Это выполняется уже в стапельный период. Соответственно, добавьте количество времени на причерчивание и на обрез. Это лишняя работа", - рассказал главный технолог АО "Адмиралтейские верфи" Владимир Рогозин. 

Он добавил, что координатные методы измерений и новая электронно-оптическая техника дают возможность менять технологию контроля, повышать точность в процессе изготовления и следить за совмещением конструкций в реальном времени, что позволяет значительно сократить дополнительные работы при стыковке на стапеле. 

"Если процесс сборки уложить в систему взаимных координат через измерительную систему, помимо проектной модели можно создать так называемую производственную модель. Тогда становится возможным на стадии собираемости или изготовления готовой конструкции понять - годится ли она для установки на стапель. Таким образом, когда специалисты строят виртуальную модель корабля, им остается только оценить, она выходит за рамки допусков или нет", - отметил специалист. 

Начальник технологического бюро цеха Адмиралтейских верфей Александр Деревянных добавил, что попытки доработки секций на стапеле, а не непосредственно на месте их изготовления имели место в начале отработки технологии в "чистый размер". После больших затрат на устранение несоответствий от этого отказались и доработка секций до требуемой геометрии всегда производится в цехе-изготовителе.

В рамках семинара также были заслушаны доклады инженеров "Бум Техно" Андреева, Генрихсона, Зимбалевского о практическом опыте разработки методик размерного контроля на различных этапах постройки и эксплуатации судов.

Справка FlotProm

Специалисты "Бум Техно" выполняют прецизионные замеры и разрабатывают технологии размерного контроля для предприятий судостроения, аэрокосмической промышленности, радиоастрономии, тяжелого машиностроения и автомобилестроения. Фирма работает на таких предприятиях как Адмиралтейские верфи, Севмаш, Звёздочка, Балтийский завод и другие. 

Технологии, разрабатываемые на основе методов координатных измерений с использованием электронно-оптических и лазерных измерительных систем, лазерного сканирования и 3D моделирования, позволяют ускорить производственный цикл, делают его более эффективным, а также повышают качество размерного контроля на всех стадиях постройки корабля.