Координатно-измерительные машины ZEISS на ЯМЗ «Автодизель»

Ярославский моторный завод «Автодизель» основан в 1916 году как предприятие по сборке легковых и санитарных автомобилей для фронтов Первой мировой войны. Сегодня «Автодизель» входит в Группу ГАЗ, являющуюся крупнейшим производителем коммерческого транспорта в России.

Специализация ОАО «Автодизель» (ЯМЗ) — разработка и производство дизельных двигателей многоцелевого назначения и силовых агрегатов. Ярославскими двигателями оснащаются более 300 моделей транспортных средств и изделий специального назначения, производимых предприятиями России и стран СНГ. Двигатели ЯМЗ устанавливаются на грузовые автомобили, магистральные автопоезда, карьерные самосвалы, автобусы, тракторы и зерноуборочные комбайны, строительно-дорожную технику, а также на дизель-электрические станции.

Ярославский моторный завод реализует ряд крупных инвестиционных проектов по производству продукции, соответствующей лучшим мировым стандартам. Ведущий среди этих проектов — производство средних рядных четырех- и шестицилиндровых дизельных двигателей семейства ЯМЗ-530 мощностью от 120 до 320 л.с. стандартов «Евро-4» с потенциалом обеспечения «Евро-5» и «Евро-6». Это новейшее дизелестроительное предприятие в России за последние 40 лет, по уровню технологической оснащенности и автоматизации производства не уступающее лидерам мирового автопрома.

В ходе реализации проекта в 2011 году была построена и запущена новая производственная площадка, оснащенная современным оборудованием. Здесь реализован практически полный цикл производства двигателей: обрабатываются корпусные алюминиевые детали, блоки, головки цилиндров, коленчатые и распределительные валы. После сборки двигатели проходят испытание, покраску и отгружаются заказчику. Шести- и четырехцилиндровые двигатели, модификации 534 и 536, служат для средних и тяжелых грузовиков, поставляются на «Урал», «МАЗ» и производство автобусов ЛиАЗ.

Также на новом производстве была организована контрактная сборка двигателей ОМ-646 совместно с компанией Daimler. Эти двигатели объемом 2,2 литра устанавливаются на коммерческие автомобили Mercedes-Benz Sprinter, которые производятся на Горьковском автозаводе в Нижнем Новгороде.

От высокой точности измерений к гарантии качества и доверию партнеров

Блоки цилиндров, головки цилиндров, коленчатые и распределительные валы и другие детали двигателей требуют высокой точности измерений. Требования к отклонениям по размеру так высоки, что универсальные средства измерений не могут обеспечить гарантированно достоверный результат, поэтому требуются высокотехнологичные координатно-измерительные машины. Требуют проверки и поставляемые детали для обеспечения входного контроля по критически важным параметрам, заложенным в документации.

До модернизации производства в лаборатории использовали универсальные средства измерения — ручные приборы и измерительные машины. ZEISS ACCURA стала первой координатно-измерительной машиной, появившейся на производстве в центральной измерительной лаборатории.

Реализация проекта ЯМЗ-530 и совместного проекта с компанией Daimler привела к необходимости выбора и закупки нового измерительного оборудования, и предприятие объявило тендер. По совокупности параметров и требований к поставленным задачам выбор пал на координатно-измерительные машины ZEISS CenterMax. Были закуплены 4 координатно-измерительных машины: для блока, для головки цилиндров, для корпусных алюминиевых деталей и для коленчатого вала. Дополнительно была закуплена высокоточная машина для проекта с компанией Daimler. С учетом сжатых сроков совместно с ОПТЭК (с 03.12.2019 – ООО «Карл Цейсс») были написаны необходимые программы и одновременно проведено обучение специалистов предприятия.

«Машины этого типа более устойчивые к изменению температуры и вибрации», — отмечает Денис Поздняков, начальник технического отдела ОАО «Автодизель».

При запуске производства по контракту специалисты компании Daimler провели аудит площадок, имело значение не только наличие необходимой измерительной техники нужной комплектации и измерительных средств, но и квалификация сотрудников лаборатории. «Достоверные замеры очень важны, поскольку и мы, и наши партнёры всегда предъявляем очень высокие требования к необходимому оборудованию, технологиям и качеству измерения. Качество двигателей ЯМЗ в 2014 году официально получило признание на международном уровне: система менеджмента качества производства средних рядных двигателей ЯМЗ-530 соответствует требованиям европейского стандарта ISO /TS 16949», — добавляет Денис Поздняков, начальник технического отдела ОАО «Автодизель».

Новые технологии — новые возможности

Сейчас в общей сложности на заводе работают 6 координатно-измерительных машин: 5 на новой площадке и одна — на старой. На новой площадке установлено пять однотипных координатно-измерительных машин ZEISS CenterMax Navigator, отличающихся уровнем погрешности: три машины с погрешностью 1,4 мкм и две — 0,9 мкм. Одна из них при определенных условиях может производить измерения с точностью до 0,7 мкм и используется в качестве эталонной.

В рамках модернизации завод получил полностью готовое решение. Вся конфигурация определялась конкретными задачами и деталями, с которыми ведется работа. Решение включало установочные приспособления, загрузочные системы, щупы и сложные щуповые конфигурации.

Выборку деталей для измерений определяет технология производства. Для точных измерений используется специальное термоконстантное помещение с постоянной температурой и специальной системой температурной стабилизации. В лаборатории работают обученные операторы координатно-измерительных машин, задача которых — проверить поверхности на чистоту, установить деталь в машину, определить температуру детали, чтобы она соответствовала температуре окружающей среды по регламенту и запустить программу измерений.

Для каждой детали разработана своя программа, например, для блока цилиндров 530 двигателя проводится порядка 9 операций обработки и производится 6 межоперационных измерений — для каждого существует собственная программа. Для этих операций применяются 12 щуповых систем. Они установлены в магазин и меняются автоматически.

Щуповые системы абсолютно разные: есть наклонные щупы, простые звездочки или дисковые щупы для измерения канавок. В случае необходимости приобретаются дополнительные щупы, щуповые системы и удлинители.

Специальные программы пишутся по мере необходимости, например, для входного контроля, где происходит проверка деталей различных поставщиков и необходимо контролировать конкретные параметры, а не все чертежные размеры. Иногда при изменении технологической или конструкторской документации, необходимо внести изменения и в существующие программы. Этим занимается специалист, прошедший обучение в Германии на предприятии Carl Zeiss Industrial Metrology, он вносит изменения в программу, тестирует и утверждает изменения.

«Система Calypso позволяет визуально оценить деталь непосредственно в процессе создания новой программы или внесения изменений, что значительно упрощает работу», — отмечает оператор координатно-измерительной машины.

По результатам прохождения программы измерений в лаборатории получают протокол измерений, в котором обозначены параметры, которые находятся в пределах или вне пределов допуска. Задача операторов — известить об отклонениях. Вторая задача — составить статистический прогноз по каждому параметру. Необходимо отслеживать тенденции, как от детали к детали меняется тот или иной размер, чтобы предпринимать превентивные меры и избежать производства бракованной продукции.

Таким образом, благодаря координатно-измерительным машинам ZEISS на предприятии автоматизирован процесс статистического отслеживания качества продукции и появилась возможность этим управлять. В результате уровень выпускаемой продукции повысился, так как лаборатория и производство обладают более полной и достоверной информацией.