數(shù)字精測重點實驗室：跳動的數(shù)字，是經(jīng)濟發(fā)展的縮影

2020-04-15 09:25:45浙江省計量科學研究院閱讀量：474      我要評論

　　【化工機械設備網(wǎng) 一周看點】數(shù)據(jù)與計量息息相關，數(shù)字精密測量技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要技術(shù)基礎，是保證產(chǎn)品制造質(zhì)量不可缺少的重要手段。近年來，浙江省的裝備制造業(yè)正向著大型化、高精度和可互換性方向迅速發(fā)展，在機械制造、汽車等行業(yè)的模具制造加工、數(shù)控設備加工制造和產(chǎn)品設計中，數(shù)字精密測量技術(shù)的需求量非常廣泛。

　　作為支撐我省科技進步、經(jīng)濟發(fā)展的重要力量，浙江省計量科學研究院(以下簡稱省*)在2015年建設雙品牌實驗室：數(shù)字精測重點實驗室。五年多來，他們做了些什么？

　　制造業(yè)發(fā)展提速的需求

　　國外工業(yè)4.0和中國制造2025的提出令全國制造業(yè)發(fā)展提速，浙江省的制造業(yè)也迅速發(fā)展，催生了*制造業(yè)對精密測量技術(shù)越來越高的技術(shù)需求。

　　怎樣面向社會發(fā)展需求展開研究，以期向更高的目標發(fā)展，成了我省精密測量技術(shù)發(fā)展的階段性問題。成立數(shù)字精測重點實驗室，成為一個新的契機。

　　省*長度與精密測量研究所副所長、數(shù)字精測重點實驗室?guī)ь^人陳寧說：“在技術(shù)發(fā)展大變革的浪潮下，如何不斷提升自身技術(shù)能力，跟上企業(yè)技術(shù)更新?lián)Q代的步伐，充分發(fā)揮計量測試在精準測量中的作用、讓測試大數(shù)據(jù)參與到生產(chǎn)實驗的過程中，成為我們一直在思考的問題和努力的方向。”

　　2015年5月，歷經(jīng)多時準備的“浙江省數(shù)字精密測量技術(shù)研究重點實驗室”建設項目經(jīng)過一系列嚴格、細致的審查后順利通過驗收，一個開放、共享的研究、開發(fā)、創(chuàng)新平臺和人才培養(yǎng)基地就此誕生。

　　依托于省*強大的技術(shù)支撐，數(shù)字精測重點實驗室以大長度測量技術(shù)、50m干涉測長系統(tǒng)激光光路溫度補償系統(tǒng)的研究、IGPS校準技術(shù)研究、精密測量技術(shù)方向、船用計量儀表的量傳體系研究、船用儀表可靠性評價技術(shù)研究、圓錐螺紋檢測技術(shù)研究為主要研究方向。團隊由8名骨干成員組成，擁有高級職稱5人，涵蓋光學、圖像、機械電子三大專業(yè)領域。

　　服務經(jīng)濟社會發(fā)展初顯成效

　　數(shù)字精測重點實驗室開展的大尺寸測量技術(shù)、精密制造測量技術(shù)、工業(yè)在線測試等研究及對應檢測技術(shù)服務，為各行業(yè)中的長度幾何量計量測試以及溯源需求提供了重要技術(shù)基礎支撐和量值溯源檢測共享平臺，并形成多項服務案例——

　　例如評測視覺系統(tǒng)空間定位能力，助推電動汽車充電機器人產(chǎn)業(yè)化、水下機械手關節(jié)角度與定位精度檢測、大型復雜曲面質(zhì)量測量難題等項目，同時基于研究成果有效開展其轉(zhuǎn)化為實物裝置、規(guī)程/規(guī)范、檢測能力、技術(shù)服務等成果轉(zhuǎn)化工作，高質(zhì)量支撐我省社會和經(jīng)濟發(fā)展。

　　大型構(gòu)件復雜曲面測量難？6個月破解技術(shù)痛點！

　　近日，由陳寧、郭鋼祥、葉懷儲為骨干成員的省*數(shù)字精密測量技術(shù)研究重點實驗室(以下簡稱數(shù)字精測重點實驗室)一項關于為企業(yè)開展大型構(gòu)件復雜曲面測量定制測量儀器的立項項目正在緊張展開中。據(jù)悉，該項目于2019年年底立項，預計2021年年中將研制成功。

　　這個項目的立項，預示著幫助企業(yè)破解了“大型構(gòu)件復雜曲面測量難”這個產(chǎn)業(yè)共同的技術(shù)瓶頸難題，意義重大！而在這背后，是省*數(shù)字精測重點實驗室持續(xù)6個月技術(shù)攻堅的成果。

　　早在2018年12月，省*開展海工裝備產(chǎn)業(yè)計量測試需求調(diào)研，金海智造股份有限公司提出的測試需求引起了專家們的注意。金海智造作為亞洲單體規(guī)模大的船廠之一，其產(chǎn)業(yè)輻射范圍廣，協(xié)同效應顯著。然而，在船舶制造曲面加工工藝上存在：加工周期久、模具易磨損、測量結(jié)果無法溯源等缺點，難以測量大型復雜曲面。

　　其實在海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)大型裝備中，存在很多復雜曲面的大型構(gòu)件，而這些構(gòu)件的加工、裝配精度決定了大型裝備終的制造精度。據(jù)參與計量測試調(diào)研工作的郭鋼祥回憶，“企業(yè)目前測量需要加工大量的樣板、樣條、樣箱，且無法重復利用，根據(jù)曲面變化需不斷定制，費時費力。”

　　如何對構(gòu)件表面進行高精度測量，甚至對結(jié)果數(shù)字化？

　　數(shù)字精測重點實驗室的專家們帶著企業(yè)的問題清單開展了一系列工作：2019年年初，前期調(diào)研先聚焦關鍵參數(shù)計量測試需求，提出數(shù)據(jù)建模、現(xiàn)場測試等方式來實現(xiàn)大型曲面數(shù)字化測量；2019年3月，根據(jù)產(chǎn)品加工時的曲面參數(shù)指標，建立三維曲面模型，利用點云掃描式全站儀使現(xiàn)場測量精度得到進一步提升，并對工人進行現(xiàn)場指導；2019年6月，利用*的變形量攝影測量系統(tǒng)，對大型曲面進行測量，向企業(yè)負責人提出研制一套*測量儀器建議，當場獲得企業(yè)的認可。

　　數(shù)字精測重點實驗室?guī)ь^人陳寧說：“數(shù)據(jù)是測量的基礎，如何保證數(shù)據(jù)的準確，從報告提供者向精準數(shù)據(jù)提供者、從傳統(tǒng)計量向產(chǎn)業(yè)計量轉(zhuǎn)型升級是數(shù)字精測重點實驗室的發(fā)展方向。我們將以企業(yè)測量難題為支點，深入實施數(shù)字經(jīng)濟‘一號工程’，在推動制造業(yè)質(zhì)量變革、效率變革中，充分發(fā)揮賦能作用，更好地服務為全省乃至全國的經(jīng)濟快速、高質(zhì)量發(fā)展。”

　　對充電機器人的“視力”進行空間姿態(tài)測量？他們做到了！

　　2019年下半年，上海電氣集團股份有限公司宣布成功研發(fā)一款“全自動充電機器人視覺系統(tǒng)”。

　　近年來我國的電動汽車產(chǎn)銷量持續(xù)增長，與之配套的充電網(wǎng)絡也正在逐步優(yōu)化。目前電動汽車快充站的主要原理是充電樁，直流充電樁輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可實現(xiàn)快充的要求。但同時，人為操作380V電源存在一定的安全隱患，因此將便捷安全的工業(yè)控制自動化引入到充電系統(tǒng)成為發(fā)展的趨勢。

　　上海電氣研制的這款全自動充電機器人視覺系統(tǒng)，標志著全自動充電時代的來臨。不過，在樣機研制成功后，企業(yè)曾為無法有效對機器人的“視力”進行測評而犯難，終是怎樣解決困局的？

　　2019年4月，省*的工作人員接待了一位企業(yè)代表，其提出了對樣機雙目視覺定位能力進行評價的要求。該企業(yè)正是上海電氣集團。原來企業(yè)在對產(chǎn)品測量參數(shù)進行溯源時遇到困難，從而無法有效評價系統(tǒng)的測量能力，導致項目無法應用于實際。對于企業(yè)的求助，數(shù)字精測重點實驗室*時間接下了任務。

　　據(jù)實驗室工作骨干郭鋼祥回憶，“視覺空間定位能力測試，我們也是*次測試，根據(jù)現(xiàn)有能力，做了相關內(nèi)部模擬實驗后，決定為企業(yè)進行定制測試。”就這樣，數(shù)字精測重點實驗室的技術(shù)人員與公司研發(fā)人員進行深入討論，開展對全自動充電機器人視覺系統(tǒng)測評：基于《室內(nèi)大長度檢測平臺檢測方法的研究及其檢測》的科研項目成果，將“激光跟蹤儀空間坐標測量方法”應用于電氣接插件的空間姿態(tài)測量，包括橫向、縱向、深度位置測量，自旋轉(zhuǎn)、水平角、俯仰角姿態(tài)測量。

　　終，實驗室通過測評提供了該試驗項目的技術(shù)評價分析報告，儀器指標基本符合既定目標，保證了產(chǎn)品工業(yè)化的量值溯源可靠，幫助上海電氣集團股份有限公司解決了充電機器人空間姿態(tài)測量困局。

　　陳寧說：“在電動汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，市場占有量逐步加大的需求下，安全高效的充電樁是社會關注的熱點問題。數(shù)字精測重點實驗室致力于關注民生、重視民生、保障民生、改善民生的熱點問題，通過技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品可靠性的測試，在聚焦服務戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的大環(huán)境下，持續(xù)開展相關課題研究，為百姓關心、政府重視、社會關注的熱點問題提供計量技術(shù)支撐。”

　　原標題：數(shù)字精測重點實驗室：跳動的數(shù)字，是經(jīng)濟發(fā)展的縮影

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