ТГУ локализовал высокотехнологичную линию контроля на АВТОВАЗе

Тольяттинский государственный университет завершил масштабный проект глубокой модернизации линии автоматического контроля блоков цилиндров производства компании Marposs (Италия) на АО «АВТОВАЗ». Расширение функциональности линии позволит защитить продукцию от контрафакта и значительно повысить ресурс двигателей 1,8 л для новой LADA Niva. Проект выполнен передовой инженерной школой ТГУ «Гибридные и комбинированные технологии» (ПИШ «ГибридТех»).

По заказу АВТОВАЗа внедрены дополнительные операции распознавания блоков и лазерного нанесения защитного штрих-кода при сохранении производительности до 100 блоков в час. При этом номенклатура контролируемых блоков увеличена с одного до пяти. Модернизированная линия обеспечивает многопараметровый четырёхточечный контроль в каждом сечении для всех ответственных поверхностей блока цилиндра с точностью измерения 1 микрон. В установку интегрировано более семидесяти особо точных датчиков контроля. Результаты измерений автоматически передаются в единую производственную информационную систему предприятия для использования в различных аналитических метриках. По результатам измерений на поверхность блока цилиндра наносятся серийный номер и QR-код, в котором содержатся все данные измерений. Это обеспечивает прослеживаемость детали на всех этапах сборки и, как следствие, защищает выпускаемую продукцию от фальсификаций, а также повышает технологическую точность линии.

Модернизация системы контроля на линии позволила добиться ещё одного значимого результата – автоматического подбора на этапе сборки двигателя к каждому блоку индивидуальной шатунно-поршневой группы необходимого размера, что позволило кратно снизить трудоемкость подбора сопутствующих комплектующих при сборке двигателя, оптимизировать зазоры и за счет этого увеличить его ресурс.

– Это очень серьёзный проект, – отмечает ректор ТГУ Михаил Криштал. – Его главная цель – автоматизированное сопоставление деталей при селективной сборке двигателя на основе полученных данных их точных измерений. Так, на основании конечных размеров блоков цилиндров автоматически подбираются другие компоненты двигателя для обеспечения оптимальных зазоров. Эта грандиозная работа, выполненная ради повышения качества автомобилей LADA, стала возможной благодаря нашей способности интегрировать разнообразные инженерные компетенции.

Разработанные в ходе реализации проекта технические решения по автоматизированному контролю сопоставимы по технологической эффективности с мировыми аналогами и обеспечивают локализацию высокотехнологичного оборудования, соответствующую задачам национального проекта «Средства производства и автоматизация».

– Для работы над проектом мы создали междисциплинарную группу с необходимыми компетенциями, включая студенческие проектные команды, – поясняет директор ПИШ «ГибридТех» Александр Селиванов. – Группа по системам контроля отвечала за разработку автоматических систем контроля и метрологическое обеспечение точности измерений. Команда конструкторов занималась проектированием механических узлов и приводных систем линии. Отдельное направление было посвящено интеграции лазерной маркировки и разработке системы управления, объединяющей измерительные, механические и цифровые решения в единую технологическую платформу. Фактически на базе модернизированной установки контроля создан цифровой контур производственного контроля, который может быть масштабирован на другие производственные площадки.

Группа студентов разработала программный модуль обработки и передачи данных измерений, который сегодня используется для формирования протоколов и интеграции информации в корпоративную сеть предприятия. Такое участие позволяет студентам получать реальный промышленный опыт и включаться в проекты ещё во время обучения.

Линия уже успешно функционирует. Помимо указанных усовершенствований, проведённая модернизация предоставила дополнительный инструмент контроля качества выпускаемой продукции. По данным контроля цилиндров можно своевременно выявить износ отдельных инструментальных блоков линии механической обработки и оперативно передать информацию в ремонтный цех для наладки и ремонта оборудования. Это простой, но крайне важный инструмент.

– У сотрудников Тольяттинского университета – многолетний опыт разработки и внедрения на промышленных площадках систем контроля, – рассказывает начальник научно-исследовательской лаборатории «Датчики и точная механика» ТГУ Алексей Заятров. – Благодаря опыту в области разработки и интеграции систем автоматического контроля нам удалось подготовить лучшее техническое предложение и реализовать проект в кратчайшие сроки. Это лишь одно из направлений, успешно развиваемых в ТГУ, таких компетенций у нас множество.

Особо точные датчики контроля, применяемые в системе, были изготовлены в научно-исследовательской лаборатории «Метрологическое обеспечение и испытания» и инновационно-технологическом парке ТГУ (технопарке ТГУ).

– Лазерная маркировка решает сразу несколько задач, – поясняет технический директор технопарка ТГУ Павел Огин. – В одном небольшом QR-коде можно зашифровать всю информацию о результатах контроля. Эту информацию можно считать на любом этапе сборки и даже в процессе эксплуатации двигателя. Она необходима при селективной сборке и при обслуживании автомобиля, в частности для правильной замены деталей. Наносимый лазером QR-код – это устойчивая, нестираемая единица, которую крайне сложно подделать. Даже при использовании аналогичного технического решения без точной настройки режимов такой QR-код не получится, что гарантирует защиту продукции от контрафакта.

Тольяттинский государственный университет постоянно расширяет свою материально-техническую базу. Создание и оснащение современным производственным оборудованием технопарка ТГУ позволили выстроить стабильную научно-производственную цепочку: от лабораторий, где учёные формируют уникальные технические решения и технологические заделы для лидерства России, до управленческих механизмов, интегрирующих эти решения в производственные проекты.

Все эти проекты реализуются в ТГУ в рамках Передовой инженерной школы «ГибридТех». Тольяттинский госуниверситет участвует своей ПИШ в федеральном проекте с 2024 года, причём в ТГУ не просто обучают студентов, но и активно вовлекают их в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.