Российские инженеры представили робота-томографа для промышленности

Специалисты Центра развития промышленной робототехники Университета Иннополис разработали систему ультразвуковой томографии СПРУТ. Решение позволит металлургическим, авиастроительным, железнодорожным компаниям, предприятиям электроники и микротехники автоматизированно исследовать конструкционные металлические материалы и изделия сложной формы, обнаруживая внутренние дефекты на 30% лучше и повышая чувствительность контроля на 20% в сравнении с классическими методами.

Комплекс состоит из робота-манипулятора со встроенным ультразвуковым дефектоскопом — прибором для неразрушающего контроля, который использует ультразвуковые волны для поиска трещин, пустот, непроваров и других скрытых дефектов внутри материалов и сварных швов. В систему также входит рабочая ванна объёмом 100 литров — туда помещаются изделия для исследования.

Альберт Демиан, ведущий инженер-программист отдела наплавки Центра развития промышленной робототехники Университета Иннополис: «Лопатки турбин, подшипники, элементы шасси или другие промышленные детали для диагностики погружаются в ванну с иммерсионной жидкостью. После сканирования результат выводится на экран в виде 3D-визуализации. При таком исследовании сигнал проникает во все участки материала и позволяет построить полную 3D-модель внутренней структуры всего объекта. Меняя глубину сканирования, можно получать данные о структуре материалов, положении и размерах дефектов».

Особенностью системы стала её роботизация: при иммерсионном ультразвуковом контроле манипулятор безошибочно позиционирует ультразвуковой преобразователь относительно поверхности исследуемого изделия. Также в роботе-томографе работает функция сохранения и загрузки результатов измерения, важная для промышленных предприятий, так как превращает единичную проверку в цифровой жизненный цикл контроля качества деталей.

В систему промышленной роботизированной ультразвуковой томографии встроено программное решение, позволяющее управлять манипулятором и дефектоскопом, калибровать положение исследуемого изделия, генерировать траекторию сканирования, производить сканирование и ультразвуковую реконструкцию данных, а также визуализировать результаты.

Ренат Адутов, технический директор Центра развития промышленной робототехники Университета Иннополис: «Работать над проектом команда начала в 2024 году, с тех пор разработчикам удалось добиться высокой скорости контроля изделий — до 120 см²/мин. СПРУТ предоставляет результаты в виде трёхмерной визуализации и её плоских срезов по различным осям, в отличие от аналогов, которые ограничены плоскостным отображением. Такая система позволит получить максимально полную информацию о качестве изделия — от общей 3D-карты до микроструктуры конкретного дефекта».

К потенциальным заказчикам СПРУТа относятся предприятия авиационной и космической промышленности для контроля турбинных лопаток и композитных панелей, роботостроительные компании — для проверки подшипников и сварных соединений. В энергетике решение позволит обследовать теплообменники и элементы турбин, в автомобилестроении — анализировать литые детали двигателей и композитных элементов кузова. Также система востребована в судостроении, железнодорожном транспорте, металлургии, электронике и микротехнике для контроля печатных плат и микросхем.