Импортонезависимость в трех измерениях: роботы сканируют детали атомной отрасли

В российской атомной отрасли появилась новая полностью отечественная технология, которая позволяет с высокой точностью измерять геометрию деталей сложной формы с отражающими поверхностями. Это роботизированное высокоточное 3D-сканирование, которое разработали специалисты компании Росатома «Цифрум» и Института машиностроения, материалов и транспорта (ИММИТ) Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Технология может существенно повысить эффективность и качество производства, а также снизить затраты на контроль и исправление ошибок.

Что такое 3D-сканирование и зачем оно нужно?

3D-сканирование — это процесс получения трехмерной модели объекта на основе его фотографий или лазерных изображений. Такая модель может быть использована для различных целей: например, для создания копий объекта, для его дальнейшего проектирования или модификации, для контроля качества или для анализа его свойств.

В атомной отрасли 3D-сканирование применяется для контроля геометрии деталей, которые используются в различных устройствах и конструкциях: например, в реакторах, турбинах, насосах, трубопроводах и т. д. Точность геометрии деталей влияет на безопасность, надежность и эффективность работы атомных объектов. Поэтому важно обеспечить соответствие деталей заранее заданным параметрам и избегать их деформации в процессе изготовления или эксплуатации.

Для этого необходимо проводить регулярные измерения геометрии деталей с помощью специальных приборов — контрольно-измерительных машин (КИМ). Однако такие машины имеют ряд недостатков: они дорогие, сложные в обслуживании и требуют большого количества времени и ресурсов для проведения измерений. Кроме того, они не могут работать с деталями, имеющими зеркальную поверхность, так как отражение света мешает получению точных данных. Для таких деталей необходимо наносить специальные составы, которые уменьшают отражение, но при этом могут повредить поверхность или изменить ее свойства.

Как работает новая технология?

Технология роботизированного высокоточного 3D-сканирования основана на использовании роботов, которые оснащены камерами и лазерными сканерами. Роботы могут автоматически перемещаться по заданной траектории и сканировать детали с разных ракурсов. При этом они учитывают особенности формы и поверхности деталей и подбирают оптимальные параметры сканирования. Затем полученные данные обрабатываются специальным программным обеспечением, которое создает трехмерную модель детали и сравнивает ее с эталонной.

Таким образом, можно определить, есть ли отклонения в геометрии детали и насколько они значительны. Это позволяет своевременно обнаруживать и исправлять ошибки, которые могут привести к снижению качества или безопасности продукции. Кроме того, это способствует повышению производительности и сокращению себестоимости, так как уменьшается количество бракованных деталей и отходов. Наконец, это способствует развитию инноваций и конкурентоспособности, так как позволяет создавать более сложные и точные детали, которые могут улучшить характеристики атомных объектов.

Новая технология роботизированного высокоточного 3D-сканирования имеет большой потенциал для развития и применения в атомной отрасли и не только. По словам разработчиков, технология может быть адаптирована для разных типов деталей и разных отраслей промышленности, где требуется высокая точность геометрии. Также технология может быть интегрирована с другими цифровыми решениями, такими как цифровые двойники, искусственный интеллект, машинное обучение и т. д. Это может дать новые возможности для оптимизации производства, управления качеством, анализа данных и принятия решений.

В настоящее время технология находится на стадии испытаний и совершенствования. Испытания показали высокие результаты: зеркальная поверхность отсканирована без ошибок, а точность измерений обеспечена «с запасом». Несмотря на необходимость доработки, уже сейчас она вызывает интерес у представителей более чем 20 предприятий различных дивизионов атомной отрасли, которые хотят внедрить ее на своих производствах и обменяться опытом в сфере робототехники. Также разработка привлекла внимание других отраслей промышленности, таких как авиация, космос, медицина и т.д., где также требуется высокая точность геометрии деталей.