"Продукт, за который не стыдно". Ультрапрецизионные технологические модули

В эпоху социалистических соревнований, производственных рекордов и научных свершений на Саратовском производственном объединении "Тантал" была установлена единственная в СССР линия гибкого автоматизированного производства прецизионных токарных деталей, то есть деталей, созданных с соблюдением высоких точностных параметров. Словно с фантастической картинки, практически без участия специалистов, в три смены одновременно работали 50 токарных прецизионных автоматизированных роботизированных модулей с программным управлением - ТПАРМ 100 и ТПАРМ 100М, которые были разработаны конструкторами предприятия под руководством выдающегося главного конструктора этого направления Зацмана И.Р. Целью являлось полное исключение влияния человеческого фактора на точность изготовления и обеспечение максимальной надежности оборудования.

Работа по их созданию была ответом на санкционную политику США (в 70-80 годы, как в настоящее время, действовал запрет на передачу прогрессивных технологий в металлообработке).

Так в чем же заключалось революционное, как его называют эксперты, решение саратовских конструкторов? Директор дочернего предприятия ПАО "Тантал" - АО "Научно-производственного комплекса прецизионного оборудования", кандидат технических наук Евгений Сигитов объясняет, что сутью той прогрессивной идеи было создание целого ряда унифицированных, высокоточных узлов, которые могут быть использованы в высокотехнологичном металлообрабатывающем оборудовании (и не только) в таких отраслях промышленности как машиностроение, авиастроение, робототехника, военной промышленности и т.д.

Так, в направляющих линейного и вращательного движения была использована аэростатика (между деталями - только прослойка воздуха). Таким образом было минимизировано трение в направляющих и их износ, а также сведены к минимуму тепловые потери и, следовательно, температурные погрешности. То есть были получены направляющие, способные работать практически неограниченное время без замены.

Еще одним важным узлом, который определял точностные параметры станка, был лазерный интерферометрический преобразователь перемещений. На основе этой разработки было создано несколько его модификаций. Они изготавливались как для внутреннего рынка так и, позднее, на экспорт и поставлялись в США и Китай. В 21-ом веке лазерный интерферометр был модернизирован. Конструкторы "научили" его измерять перемещения объектов автоматизации с дискретностью тысячных долей нанометра — это одна миллиардная доля миллиметра. Точность может составлять, при выполнении специальных условий измерения, - 0,1 микрона.

Для тех уникальных станков был специально разработан и фрикционный привод, который обеспечивал с одной стороны, чувствительность до 1 нанометра при цифровом управлении, а с другой, жесткость до 200 н/мкм. А также отличался от популярных тогда шарико-винтовых пар отсутствием смазки, более простым принципом встраивания, меньшей инерционностью и меньшей стоимостью в изготовлении.

Также специально для модулей были разработаны прецизионная автоматическая резцовая головка, прецизионный патрон, манипулятор для загрузки-выгрузки заготовок и готовых деталей в магазин-накопитель, датчик положения поверхности.

Директор АО "НПК ПО" Евгений Сигитов уточняет: "Такой подход в создании унифицированных узлов для использования в различных высокотехнологичных установках не имеет аналогов среди российских производителей такого рода оборудования. Кроме того, конструкция ряда узлов уникальна и запатентована нашими специалистами. Даже при наличии всей необходимой документации, в настоящее время такие узлы сложно изготовить. Но у нас имеются эти базовые конструкции, и на их основе мы создали большое количество сверхточных станков для современной промышленности".

Какое именно промышленное оборудование изготовлено на основе тех легендарных токарных станков? Речь идет еще о пяти новых установках (кроме усовершенствованного токарного станка). Это электроэрозионный станок, он активно задействован в производственном процессе на ПАО "Тантал".

На базе той же конструкции создан и ультрапрецизионный станок навивки и контроля спиралей. Специалист лишь настраивает процесс, а изготовление и контроль производится автоматически.

С помощью этой же основы созданы литографическая установка и координатно - измерительная машина.

Еще один станок из нового поколения прецизионных установок - автомат резки кристаллов. Обработку любых пластин из кремния, сапфира, керамики, стекла он выполняет, по словам создателей, не хуже, а в некоторых случаях лучше, чем зарубежные аналоги.

Но если говорить о всем перечне станков, то в АО "НПК ПО" работают над дальнейшей модернизацией узлов. Цель конструкторов заключается в повышении, точностных параметров.

Такое технологическое направление, имеющее цель выпуск высокотехнологичных унифицированных узлов, позволит, как надеяться специалисты АО "НПК ПО", удовлетворить спрос широкого спектра российских компаний, а также компаний ближнего зарубежья и дальнего зарубежья, в высокотехнологичном оборудовании, что связано с санкционированным запретом с 2014 года на поставки аналогичного оборудования из стран ЕС, США, Японии.

Например, среди ограничительных мер -  запрет на поставку в Россию оптических линеек с точностью лучше 1 мкм и дискретностью измерений меньше 20 нм. Тем более, если их планируется использовать в оборонной промышленности. А между тем, лазерный интерферометр изготавливаемый в АО "НПК ПО" мог бы решить этот вопрос. "Этот интерферометр, как датчик обратной связи, мы можем поставлять на любые станки, которые требуют обеспечения дискретности измерения перемещения один нанометр или меньше. Это могут быть сотые, тысячные доли нанометра. Но при этом скорость может вполне устроить заказчиков - до 6 метров в минуту. При доработке ее можно сделать и выше, до 15 метров в минуту".

Вопросы импортозамещения и технологического оснащения российских предприятий могут быть уверено решены с использованием выдающихся отечественных конструкторских решений и примером тому является опыт создания выше перечисленных установок в АО "НПК ПО". При соответствующих условиях, конечно. А это серьезные инвестиции. Они необходимы для продолжения перспективных разработок, для организации серийного производства. "Ведь санкции были, остаются и еще более усиливаются. Надо обязательно развивать собственные технологические базы, особенно сверхточного направления. Западные производители не будут нам поставлять подобные вещи. Может быть Китай и достигнет здесь высот и закроет эту нишу, но надо использовать наш потенциал. Эту школу необходимо возродить и передать молодым, потому что наши конструкторы достигли более чем зрелого возраста", - говорит Евгений Сигитов.

Руководитель коллектива разработчиков видит производство прецизионных станков в кооперации с другими предприятиями. Наш собеседник заключает: "Конечно, обеспечить сегодня комплексный набор технологий и специалистов невозможно на одном предприятии . Но сейчас никто и не ставит перед собой задачу все делать самим. Где-то мы можем отлить основание, где-то можем сделать гранитные элементы, а вот высокоточной оптикой обеспечим себя сами, самостоятельно выполним и программное обеспечение, а затем все это здесь можем доводить особо прецизионные детали и узлы, собирать и отлаживать по специальным методикам технологическое оборудование и поставлять его заказчикам".

ПАО "Тантал"
Саратовское ОАО "Тантал" — предприятие с более чем полувековой историей. Оно было создано в 1949 г. на базе танковых ремонтных мастерских для выпуска электро- и радиоламп, а спустя 7-10 лет начался выпуск широкой гаммы сверхвысокочастотных вакуумных и твердотельных генераторов, являющихся элементной базой для сложнейших систем вооружения.
Современный "Тантал" - это научно-производственная холдинговая компания, объединяющая более двух десятков предприятий, с вертикально интегрированной матричной системой управления, выпускающая и проектирующая современные приборы, системы и оборудование для решения важнейших проблем ВПК, аэрокосмической отрасли и промышленного освоения новых эффективных отечественных энергосберегающих и импортозамещающих технологий и видов продукции. Богатый опыт высококвалифицированных специалистов дает возможность быстро решать сложные научные и производственные вопросы, требующие точного и качественного исполнения.
Осуществляется участие в подготовке инженеров исследователей, техников, технологов, разработчиков новой техники, оказывается активное содействие Саратовскому государственному университету, физическому факультету и кафедре общей физики, лаборатории магнитоэлектроники. Саратовскому техническому университету.
Всего в холдинговой компании "Тантал" трудится 4 профессора, 7 докторов наук, 26 кандидатов наук.
АО "Научно-производственный комплекс прецизионного оборудования" ( АО "НПК ПО"), дочернее предприятие ПАО "Тантал", существует с 1993г., является преемником КБ машиностроения, существовавшего при заводе "Тантал" со дня основания и обладавшего мощным научным, изобретательским потенциалом. Изготавливало и изготавливает специальное оборудование для автомобильной, авиационной, военной, космической промышленности, станкостроения, медицины.