数字精测重点实验室：跳动的数字，是经济发展的缩影
- 2020/4/14 11:41:25 12244
- 来源：浙江省计量科学研究院
【仪表网 仪表产业】数据与计量息息相关，数字精密测量技术是现代制造业的重要技术基础，是保证产品制造质量不可缺少的重要手段。近年来，浙江省的装备制造业正向着大型化、高精度和可互换性方向迅速发展，在机械制造、汽车等行业的模具制造加工、数控设备加工制造和产品设计中，数字精密测量技术的需求量非常广泛。
作为支撑我省科技进步、经济发展的重要力量，浙江省计量科学研究院(以下简称省计量院)在2015年建设双品牌实验室：数字精测重点实验室。五年多来，他们做了些什么？
制造业发展提速的需求
国外工业4.0和中国制造2025的提出令全国制造业发展提速，浙江省的制造业也迅速发展，催生了先进制造业对精密测量技术越来越高的技术需求。
怎样面向社会发展需求展开研究，以期向更高的目标发展，成了我省精密测量技术发展的阶段性问题。成立数字精测重点实验室，成为一个新的契机。
省计量院长度与精密测量研究所副所长、数字精测重点实验室带头人陈宁说：“在技术发展大变革的浪潮下，如何不断提升自身技术能力，跟上企业技术更新换代的步伐，充分发挥计量测试在精准测量中的作用、让测试大数据参与到生产实验的过程中，成为我们一直在思考的问题和努力的方向。”
2015年5月，历经多时准备的“浙江省数字精密测量技术研究重点实验室”建设项目经过一系列严格、细致的审查后顺利通过验收，一个开放、共享的研究、开发、创新平台和人才培养基地就此诞生。
依托于省计量院强大的技术支撑，数字精测重点实验室以大长度测量技术、50m干涉测长系统激光光路温度补偿系统的研究、IGPS校准技术研究、精密测量技术方向、船用计量仪表的量传体系研究、船用仪表可靠性评价技术研究、圆锥螺纹检测技术研究为主要研究方向。团队由8名骨干成员组成，拥有高级职称5人，涵盖光学、图像、机械电子三大专业领域。
服务经济社会发展初显成效
数字精测重点实验室开展的大尺寸测量技术、精密制造测量技术、工业在线测试等研究及对应检测技术服务，为各行业中的长度几何量计量测试以及溯源需求提供了重要技术基础支撑和量值溯源检测共享平台，并形成多项服务案例——
例如评测视觉系统空间定位能力，助推电动汽车充电机器人产业化、水下机械手关节角度与定位精度检测、大型复杂曲面质量测量难题等项目，同时基于研究成果有效开展其转化为实物装置、规程/规范、检测能力、技术服务等成果转化工作，高质量支撑我省社会和经济发展。
大型构件复杂曲面测量难？6个月破解技术痛点！
近日，由陈宁、郭钢祥、叶怀储为骨干成员的省计量院数字精密测量技术研究重点实验室(以下简称数字精测重点实验室)一项关于为企业开展大型构件复杂曲面测量定制测量仪器的立项项目正在紧张展开中。据悉，该项目于2019年年底立项，预计2021年年中将研制成功。
这个项目的立项，预示着帮助企业破解了“大型构件复杂曲面测量难”这个产业共同的技术瓶颈难题，意义重大！而在这背后，是省计量院数字精测重点实验室持续6个月技术攻坚的成果。
早在2018年12月，省计量院开展海工装备产业计量测试需求调研，金海智造股份有限公司提出的测试需求引起了专家们的注意。金海智造作为亚洲单体规模大的船厂之一，其产业辐射范围广，协同效应显著。然而，在船舶制造曲面加工工艺上存在：加工周期久、模具易磨损、测量结果无法溯源等缺点，难以测量大型复杂曲面。
其实在海洋工程装备产业大型装备中，存在很多复杂曲面的大型构件，而这些构件的加工、装配精度决定了大型装备终的制造精度。据参与计量测试调研工作的郭钢祥回忆，“企业目前测量需要加工大量的样板、样条、样箱，且无法重复利用，根据曲面变化需不断定制，费时费力。”
如何对构件表面进行高精度测量，甚至对结果数字化？
数字精测重点实验室的专家们带着企业的问题清单开展了一系列工作：2019年年初，前期调研先聚焦关键参数计量测试需求，提出数据建模、现场测试等方式来实现大型曲面数字化测量；2019年3月，根据产品加工时的曲面参数指标，建立三维曲面模型，利用点云扫描式全站仪使现场测量精度得到进一步提升，并对工人进行现场指导；2019年6月，利用先进的变形量摄影测量系统，对大型曲面进行测量，向企业负责人提出研制一套专用测量仪器建议，当场获得企业的认可。
数字精测重点实验室带头人陈宁说：“数据是测量的基础，如何保证数据的准确，从报告提供者向精准数据提供者、从传统计量向产业计量转型升级是数字精测重点实验室的发展方向。我们将以企业测量难题为支点，深入实施数字经济‘一号工程’，在推动制造业质量变革、效率变革中，充分发挥赋能作用，更好地服务为全省乃至全国的经济快速、高质量发展。”
对充电机器人的“视力”进行空间姿态测量？他们做到了！
2019年下半年，上海电气集团股份有限公司宣布成功研发一款“全自动充电机器人视觉系统”。
近年来我国的电动汽车产销量持续增长，与之配套的充电网络也正在逐步优化。目前电动汽车快充站的主要原理是充电桩，直流充电桩输出的电压和电流调整范围大，可实现快充的要求。但同时，人为操作380V电源存在一定的安全隐患，因此将便捷安全的工业控制自动化引入到充电系统成为发展的趋势。
上海电气研制的这款全自动充电机器人视觉系统，标志着全自动充电时代的来临。不过，在样机研制成功后，企业曾为无法有效对机器人的“视力”进行测评而犯难，终是怎样解决困局的？
2019年4月，省计量院的工作人员接待了一位企业代表，其提出了对样机双目视觉定位能力进行评价的要求。该企业正是上海电气集团。原来企业在对产品测量参数进行溯源时遇到困难，从而无法有效评价系统的测量能力，导致项目无法应用于实际。对于企业的求助，数字精测重点实验室第一时间接下了任务。
据实验室工作骨干郭钢祥回忆，“视觉空间定位能力测试，我们也是第一次测试，根据现有能力，做了相关内部模拟实验后，决定为企业进行定制测试。”就这样，数字精测重点实验室的技术人员与公司研发人员进行深入讨论，开展对全自动充电机器人视觉系统测评：基于《室内大长度检测平台检测方法的研究及其检测》的科研项目成果，将“激光跟踪仪空间坐标测量方法”应用于电气接插件的空间姿态测量，包括横向、纵向、深度位置测量，自旋转、水平角、俯仰角姿态测量。
终，实验室通过测评提供了该试验项目的技术评价分析报告，仪器指标基本符合既定目标，保证了产品工业化的量值溯源可靠，帮助上海电气集团股份有限公司解决了充电机器人空间姿态测量困局。
陈宁说：“在电动汽车产业迅速发展，市场占有量逐步加大的需求下，安全高效的充电桩是社会关注的热点问题。数字精测重点实验室致力于关注民生、重视民生、保障民生、改善民生的热点问题，通过技术研发及产品可靠性的测试，在聚焦服务战略新兴产业的大环境下，持续开展相关课题研究，为百姓关心、政府重视、社会关注的热点问题提供计量技术支撑。”
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