这款“四川造”如何给“大国重器”精量尺寸？看“极限制造”的“火眼金睛” 焦点速讯

• 2023-05-20 20:02:06 来源：川观新闻

5月20日是世界计量日。在制造业领域，计量是“工业生产的眼睛”。随着“中国制造”的不断创新升级，借助计量手段提升“量”的准确性，提高产品设计、研发、生产质量，成为高质量发展的重要一环。

【资料图】

对于大型工程上形态各异、体量巨大的特大物件来说，如何精准生产并严丝合缝地安装到位，考验着精确测量的水平。“获得四川省科技进步二等奖的‘特异型超大构件原位精密测量关键技术及系统’，为我国核电、航空、风电等多个重大项目提供了关键大尺寸精密测量技术支撑，解决了我国特异型超大构件测量精度低、测量数据溯源性和准确性难以保障的‘卡脖子’难题。”四川省市场监管局科技信息化处处长顾莹莹介绍。

在今天这个特殊的日子里，让我们走近这项与计量有关的“新技术”。

数年潜心研究 解决“卡脖子”技术难题

“三代核电蒸汽发生器水室封头是核岛的关键核心锻件，要求整体锻造成型，具有毛坯尺寸大、结构特殊复杂、空间精度要求高等特点，其质量直接关系到核电站运行的可靠性和安全性。”在国机重装二重装备核电容器厂里，国机重装副总经理姜涛向记者介绍了第三代核电蒸汽发生器的关键核心锻件——水室封头。

核电主设备及其关键核心部件，加工制造精度要求非常高，常规测量手段无法实现。“凭着特异型超大构件原位精密测量关键技术及系统这一创新成果，我们成功攻克了第三代核电主管道、水室封头、堆芯补水箱等核电主设备关键核心部件从整体锻造成型、复杂型面数控加工、数字化装配等全流程、多环节精准测量难题。”姜涛介绍。

随着我国装备制造朝着数字化、智能化方向发展，对高端装备三维精密测量的需求达到了前所未有的高度。如何快速、高精度、高效率地获取三维数据？业内一直在探索。据了解，近年来，计量领域涌现出基于激光跟踪、近景摄影、三维激光扫描、激光雷达等多种三维测量技术，但不论哪种技术，都存在一定局限性，且多仪器之间不兼容。

解决“卡脖子”技术难题，努力实现关键核心技术自主可控。中国测试技术研究院、国机重装二重装备、四川省产业计量测试研究院等联合专业优势，经过十余年的研究，开发出国内首套针对特异型超大构件的多源多模式原位精密测量系统，实现全方位三维测量构建。“如今，在我国具有自主知识产权国和一号、华龙一号等大型压水堆核电主设备及关键核心部件制造中，已成功运用了该项目技术成果。”

多项创新亮点 填补国内测量技术空白

总重量超过2万吨的8万吨模锻压力机，设备单个部件最大重量435吨，高度超过40米。如何保证这些“庞然大物”的制造及装配精度？特异型超大构件的多源多模式原位精密测量系统，让“极限制造”有了“火眼金睛”。

多仪器之间层层传递积累误差、无法现场溯源评定型面扫描精度、多仪器不兼容无法形成系统等，是精准测量领域急需突破的技术难题，也是导致数据准确性、可靠性不高、精度不够的重要原因。针对这些问题，研发人员开发了一种基于统一光束法平差的多层控制网加密控制和多终端数据无缝层级融合技术，“我们以最小方差为准则，赋予不同权重，实现了多终端合作目标间的数据无损共享，降低了多终端数据层层传递导致的误差累积。”四川省产业计量测试研究院副总工程师段玲告诉记者，“开发的原位精密测量系统，相当于给设备添加了测量领域的‘火眼金睛’，通过多源、多维度、多模式测量信息获取，构建起了对设备安装制造过程进行全面控制的大场景、全流程的多维度、多层次的高精度综合测量系统，确保了装备运行的最优状态。”

保证了数据能测又测得准，如何保证测量尺寸的完全统一？多终端一体化在线自校准溯源系统，实现多终端三维测量系统性溯源至国家基准，是该项技术的又一大创新点。

中国测试技术研究院机械研究所副所长曹江萍告诉记者，采用可溯源至国家长度副基准的“虚拟可变大尺寸空间多面体标准装置”对开发的多终端测量装置进行系统性溯源，简单说就是通过标准器组的不同布置，组成多个虚拟空间多面体，而这个标准器组是由多组标准球、激光跟踪仪、同步触发器、处理系统等组成，通过系统溯源和原位测量，有效保证了测量精度和数据准确性。

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