ПОРТАТИВНАЯ ЦЕХОВАЯ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (КИМ-ПЦ)

Описание проекта

Портативная цеховая контрольно-измерительная машина (КИМ-ПЦ) – это устройство для измерения геометрических размеров деталей сложной формы, отклонения формы и расположения поверхностей элементов деталей. КИМ-ПЦ должна управляться оператором вручную или персонального компьютера и/или пульта управления, оснащенных рядом программ по проведению измерений изделий различной формы и обработке собранных данных. КИМ может устанавливаться на верстак, рабочий стол станка. Устройство имеет вес до 25 килограмм и ручку для переноски, благодаря чему может быть поднято одним человеком и перенесено в требуемое место в цеху. Управление через сенсорный экран является интуитивно понятным и быстрым, а возможность «чувствовать» аппарат через ручное позиционирование задействует моторные навыки и обратную связь, снижая когнитивную нагрузку по сравнению с кнопочным интерфейсом управлением. КИМ-ПЦ позволяет провести контроль на месте. Оператор станка или сборщик получает мгновенную обратную связь и может сразу исправить ошибку, что трансформирует контроль из контролирующей функции в инструмент поддержки. Интуитивность и чувство контроля: совмещение автоматических и ручных режимов дает оператору чувство полного контроля над процессом. Взаимодействие в рамках системы «Человек-Продукт-Среда» КИМ-ПЦ устанавливается непосредственно на станок или верстак в цехе. Оператор использует ручной режим для быстрого подведения щупа и встроенный компьютер для запуска точных автоматических замеров. КИМ-ПЦ преобразует данные измерений в наглядный отчет о соответствии требуемым допускам на размеры. Результат – оператор получает решение на месте: продолжить работу с деталью, внести корректировки в режимы обработки или отправить деталь на доработку.

Технологическая новизна

Устройство имеет вес до 25 килограмм и ручку для переноски, благодаря чему может быть поднято одним человеком и перенесено в требуемое место в цеху. Управление через сенсорный экран является интуитивно понятным и быстрым, а возможность «чувствовать» аппарат через ручное позиционирование задействует моторные навыки и обратную связь, снижая когнитивную нагрузку по сравнению с кнопочным интерфейсом управлением. КИМ-ПЦ позволяет провести контроль на месте. Оператор станка или сборщик получает мгновенную обратную связь и может сразу исправить ошибку, что трансформирует контроль из контролирующей функции в инструмент поддержки. Интуитивность и чувство контроля: совмещение автоматических и ручных режимов дает оператору чувство полного контроля над процессом.

Экономический эффект

1. Экономия от сокращения капитальных затрат: более 50%. Стоимость стационарной КИМ схожей точности составляет порядка 7 млн, стоимость портативной КИМ составляет до 3 млн. Нет необходимости организации отдельной зоны внутри цеха. 2. Экономия от сокращения времени контроля: более 70%. Если принять время контроля детали порядка 2 часов (с учетом снятия со станка, переналадки оборудования), то применение портативной КИМ позволяет сократить процесс контроля до 30-40 минут, что позволит, при стоимости нормо-часа станка 5000 рублей, сэкономить до 7500 рублей за указанное время (отсутствие простоя оборудования). Спрос на портативные КИМ в мире и в России стабильно растет. Предприятия ищут способы увеличить эффективность и снизить затраты. Только в рамках ОКВЭД 28 в России действуют более 26 000 предприятий, из них более 5000 крупных предприятий. Если взять лишь 10% наиболее технологичных и крупных (например, ~500 крупных заводов), то это уже значительная база. Если предположить, что каждое из этих 500 предприятий может быть потенциально заинтересовано в 1 комплекте, а стоимость комплекта оценить в ~5 млн руб., то объем рынка может составлять порядка 2.5 млрд руб.

Межотраслевое значение продукта

Помимо машиностроительного сектора, оборудование будет полезно для сервисных инжиниринговые компании и лаборатории контроля качества, для образовательных учреждений, за счёт снижения капитальных затрат на приобретение оборудования, отсутствия необходимости оборудования отдельного помещения, гибкости. Сервисные инжиниринговые компании, оказывающие услуги измерения и контроля качества на аутсорсинге. Для таких организаций портативная КИМ — это ключевой актив, позволяющий выезжать к заказчику и проводить измерения на его территории. Научно-исследовательские и образовательные учреждения (технические вузы, исследовательские центры). Для них важны мобильность, возможность демонстрации и проведения экспериментов прямо на экспериментальных установках.

Эргономичность

Проект обладает высоким заделом эргономичности. Концепция изначально построена вокруг оператора и его потребностей: мобильность, гибкость, работа непосредственно с деталью, возможность простого перемещения измерительной машины. Ключевые решения — складной пульт, поддержка ручного управления, встроенная рукоятка для переноски. 1. Портативность и интеграция рукоятки. Вес измерительной машины рассчитан с учетом возможности её переноски оператором. Простая форма колонны, расположение центра тяжести обуславливает удобство её перемещения. 2. Адаптивность к рабочему месту. Возможность установки на верстак, станок или просто на ровную поверхность дает оператору гибкость в организации измерительного процесса непосредственно рядом с объектом контроля, минимизируя ненужные перемещения. 3. Универсальность режимов управления. Возможность работы как в автоматическом (ЧПУ), так и в ручном режиме. Оператор может быстро позиционировать измерительную головку вручную для предварительного позиционирования машины, а затем использовать моторы для точного позиционирования. 4. Эргономика пульта управления. Складной поворотный корпус с сенсорным экраном позволяет настраивать угол наклона экрана для избежания бликов и комфортного просмотра, убирать пульт, когда он не нужен, освобождая пространство.

Художественная значимость

Форма, следующая за функцией: визуальный облик машины определяет её кинематическая схема, включающая массивное стабильное основание, вертикальную колонну, консоль и измерительную головку. Функционал диктует строгий, технократичный и утилитарный вид. Эстетика здесь рождается из чистоты геометрических форм, точности линий и визуального ощущения жесткости, стабильности и точности. Скрытая эстетика за счёт качественной обработки материалов (использование анодированного алюминия, стойкое порошковое покрытие стальных элементов), отсутствие зазоров и люфтов в подвижных соединениях, аккуратная прокладка кабелей — всё это формирует восприятие продукта как высокотехнологичного и надежного. Цветовое решение предполагает использование нейтральных и технических цветов: матовые оттенки светло-серого, черного, синего и красного для акцентов на органах управления. Это снижает зрительную утомляемость оператора и маскирует производственные загрязнения. Следует отметить уникальные особенности дизайна, указывающие на универсальную значимость: 1. Портативность– это ключевая особенность, кардинально меняющая парадигму использования КИМ. Это говорит об универсальности: машина не привязана к одному месту в цеху и может использоваться для измерений прямо на станке или верстаке. Ручка для переноски интегрирована в общую конструкцию, обеспечивая удобный центр тяжести для переноски. 2. Модульная система установки деталей: наличие унифицированного крепления и комплекта приспособлений для фиксации объектов измерения превращает машину из измерительного прибора в измерительную платформу. 3. Складной пульт управления на поворотном основании: Это решение напрямую связано с эргономикой оператора. Пульт можно настроить под удобный угол обзора, а возможность сложить его освобождает пространство и защищает сенсорный экран при транспортировке. Комплексный подход к энергонезависимости: Встроенный АКБ, работа от сети и возможность подзарядки во время работы — это не просто ТТХ, это дизайн-фича, обеспечивающая полную автономность и гибкость применения в условиях цеха, где доступ к розетке может быть ограничен. Особенные технические характеристики: 1. 4 моторизованные оси (X, C, Z, P) с возможностью ручного перемещения. 2. Возможность поворота колонны на 360 градусов. Данный проект потенциально вносит значительный вклад в развитие отечественного промышленного дизайна по нескольким направлениям: Разрушение стереотипов: отечественное станкостроение и измерительное оборудование часто ассоциируется с громоздкими, неэргономичными и устаревшими по дизайну решениями. КИМ-ПЦ, будучи портативной, современной и технологичной, бросает вызов этому стереотипу, демонстрируя, что российские инженеры и дизайнеры способны создавать конкурентоспособные продукты мирового уровня. Фокус на пользователя: проект разработан с учетом нужд конкретного пользователя — оператора-замерщика в цеху. Переноска, складной пульт, автономность, работа с популярным ПО — все это говорит о смещении фокуса с чистой технической функциональности на удобство и эффективность труда человека. Создание эталона: успешная реализация данного проекта может стать образцом для других отечественных разработчиков промышленного оборудования, показывая важность комплексного подхода, где инженерия и дизайн идут рука об руку.

Ориентация на глобальный рынок

Целевая аудитория продукта – крупные и средние машиностроительные и промышленные предприятия: - Аэрокосмическая и оборонная промышленность: производство сложных деталей с жесткими допусками, требующее постоянного контроля в цеху. - Автомобилестроение и автокомпоненты: контроль штамповок, литья, кузовных элементов, контроль оснастки и готовых деталей. - Производство энергетического оборудования: измерение крупных деталей турбин, корпусов, которые невозможно или крайне затруднительно переместить в стационарную КИМ-помещение. - производство сложного технологического оборудования: заводы, выпускающие станки, насосы, компрессоры (контроль качества на месте сборки). Для крупных и средних машиностроительных промышленных предприятий имеет значение стоимость оборудования и сокращение затрат времени, связанного с переустановками и переналадками. В отличии от стационарных КИМ, представленная портативная КИМ позволяет кардинально сократить время на измерение до 70% в сравнении со стационарной КИМ, так как нет необходимости снимать деталь со станка, выполнять переналадку оборудования. Деталь измеряется прямо на столе станка сразу после обработки. Станок не простаивает или простаивает минимально. КИМ-ПЦ может быть перемещена к любой точке цеха.