Детали в авиационных газотурбинных двигателях и установках во время работы подвергаются высоким температурам в диапазоне от 650 до 1600°С. Наиболее эффективный способ их защиты от перегрева и разрушения материала – применение теплозащитных покрытий. Слои наносят с помощью роботизированных комплексов с маленькой распыляющей ручкой, при этом робота программирует специалист пультом, из-за чего его на время выводят из строя, что сильно замедляет процесс производства. Ученые Пермского политеха разработали ПО, которое позволяет автоматически писать коды для управления напыляющими установками. Это ускорит и удешевит процесс производства отечественных гражданских авиадвигателей и газотурбинных установок, а также повысит качество нанесения термозащитного слоя. На данный момент не существует аналогичных программных решений для таких роботизированных установок.

Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Политехники разработали цифровой двойник роботизированного комплекса, загрузили его в программу для моделирования процесса работы. Затем построили путь, по которому робот должен ездить, когда включать/выключать напыление. Это позволило в автоматическом режиме задать оптимальную траекторию движения, чтобы все обрабатываемое изделие покрывалось ровным защитным слоем.

– Дело в том, что напрямую эти результаты в робот загрузить нельзя, поэтому важно перевести их на понятный ему язык. Для этого мы разработали постпроцессор – программу, которая преобразует информацию о движении инструмента и обработки деталей в понятный для станка код, используемый для выполнения операций, – комментирует Роман Давлятшин, младший научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «Материал-технология-конструкция» ПНИПУ.

– На текущем этапе тестирование программы на цифровом двойнике показало хорошие результаты. По предварительным данным количество успешных операций составило 80%. Снижение временных затрат на одно напыление – 95%. Ручное создание траектории под новую геометрию лопатки газотурбинного двигателя может занимать несколько рабочих смен. Использование нашего ПО сократит процесс до одной-двух смен: генерируем траекторию, проводим тестовое покрытие, разрезаем, смотрим и дорабатываем, – комментирует Игорь Безукладников, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук.

Реализация проекта и возможность автоматизировать создание управляющей программы для роботизированных комплексов позволит существенно снизить простои оборудования, сократит сроки нанесения теплозащитных покрытий и повысит производственные мощности предприятия. В дальнейшем планируется тестирование на реальных станках.

Поддержать редакцию