在制造業(yè)領(lǐng)域，計量是“工業(yè)生產(chǎn)的眼睛”。隨著“中國制造”的不斷創(chuàng)新升級，借助計量手段提升“量”的準確性，成為高質(zhì)量發(fā)展的重要一環(huán)。
(資料圖)
對于大型工程上形態(tài)各異的特大物件來說，如何精準生產(chǎn)并嚴絲合縫地安裝到位，考驗著精確測量的水平。“獲得四川省科技進步二等獎的‘特異型超大構(gòu)件原位精密測量關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)’，為我國核電、航空、風電等多個重大項目提供了關(guān)鍵大尺寸精密測量技術(shù)支撐，解決了我國特異型超大構(gòu)件測量精度低、測量數(shù)據(jù)溯源性和準確性難以保障的‘卡脖子’難題。”四川省市場監(jiān)管局科技與信息化處負責人表示。
數(shù)年潛心研究 解決“卡脖子”技術(shù)難題
“三代核電蒸汽發(fā)生器水室封頭是核島的關(guān)鍵核心鍛件，要求整體鍛造成型，具有毛坯尺寸大、結(jié)構(gòu)特殊復(fù)雜、空間精度要求高等特點，其質(zhì)量直接關(guān)系到核電站運行的可靠性和安全性。”在國機重裝二重裝備核電容器廠里，國機重裝副總經(jīng)理姜濤向記者介紹了第三代核電蒸汽發(fā)生器的關(guān)鍵核心鍛件——水室封頭。
核電主設(shè)備及其關(guān)鍵核心部件，加工制造精度要求非常高，常規(guī)測量手段無法實現(xiàn)。“憑著特異型超大構(gòu)件原位精密測量關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)這一創(chuàng)新成果，我們成功攻克了第三代核電主管道、水室封頭、堆芯補水箱等核電主設(shè)備關(guān)鍵核心部件的整體鍛造成型、復(fù)雜型面數(shù)控加工、數(shù)字化裝配等全流程、多環(huán)節(jié)精準測量難題。”姜濤介紹。
隨著我國裝備制造朝著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，對高端裝備三維精密測量的需求達到了新高度。如何快速、高精度、高效率地獲取三維數(shù)據(jù)？近年來，計量領(lǐng)域涌現(xiàn)出激光跟蹤、近景攝影、三維激光掃描、激光雷達等多種三維測量技術(shù)，但不論哪種技術(shù)，都存在一定局限性，且多儀器之間不兼容。
中國測試技術(shù)研究院、國機重裝二重裝備、四川省產(chǎn)業(yè)計量測試研究院等聯(lián)合專業(yè)優(yōu)勢，經(jīng)過十余年的研究，開發(fā)出國內(nèi)首套針對特異型超大構(gòu)件的多源多模式原位精密測量系統(tǒng)，實現(xiàn)全方位三維測量構(gòu)建。“如今，在我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國和一號、華龍一號等大型壓水堆核電主設(shè)備及關(guān)鍵核心部件制造中，已成功運用了該項目技術(shù)成果。”姜濤介紹。
多項創(chuàng)新亮點 填補國內(nèi)測量技術(shù)空白
總重量超過2萬噸的8萬噸模鍛壓力機，單個部件最大重量435噸、高度超過40米。如何保證這個“龐然大物”的制造及裝配精度？特異型超大構(gòu)件的多源多模式原位精密測量系統(tǒng)，讓“極限制造”有了“火眼金睛”。
多儀器之間層層傳遞積累誤差、無法現(xiàn)場溯源評定型面掃描精度、多儀器不兼容無法形成系統(tǒng)等，是精準測量領(lǐng)域急需突破的技術(shù)難題，也是導(dǎo)致數(shù)據(jù)準確性及可靠性不高、精度不夠的重要原因。針對這些問題，研發(fā)人員研發(fā)出新技術(shù)，“我們以最小方差為準則，賦予不同權(quán)重，實現(xiàn)了多終端合作目標間的數(shù)據(jù)無損共享，降低了多終端數(shù)據(jù)層層傳遞導(dǎo)致的誤差累積。”四川省產(chǎn)業(yè)計量測試研究院副總工程師段玲告訴記者，“開發(fā)的原位精密測量系統(tǒng)，相當于給設(shè)備添加了測量領(lǐng)域的‘火眼金睛’，通過多源、多維度、多模式測量信息獲取，構(gòu)建起了對設(shè)備安裝制造過程進行全面控制的大場景、全流程的多維度、多層次的高精度綜合測量系統(tǒng)，確保了裝備運行的最優(yōu)狀態(tài)。”
保證了數(shù)據(jù)能測又測得準，如何保證測量尺寸的完全統(tǒng)一？多終端一體化在線自校準溯源系統(tǒng)，實現(xiàn)多終端三維測量系統(tǒng)性溯源至國家基準，是該項技術(shù)的又一大創(chuàng)新點。“簡單說，就是通過對標準球進行各種布置，組成不同的虛擬空間多面體結(jié)構(gòu)，再通過激光跟蹤儀、同步觸發(fā)器、處理系統(tǒng)等對這個多面體結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)校準和原位測量，從而保證測量精度和數(shù)據(jù)準確性。”中國測試技術(shù)研究院機械研究所副所長曹江萍告訴記者。
關(guān)鍵詞：
