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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

沈陽(yáng)自動(dòng)化所高精密測(cè)量技術(shù)研究取得進(jìn)展

2021-11-25 沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所

【字體：大中小】

語(yǔ)音播報(bào)

　　圓柱度是精密回轉(zhuǎn)類零件重要的精度指標(biāo)之一。目前，圓柱度測(cè)量?jī)x多通過(guò)接觸式傳感器獲取被測(cè)目標(biāo)信息，采用精密轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)測(cè)量。接觸式傳感器的可形變量極小，在圓柱度測(cè)前定心調(diào)整過(guò)程中，大偏心距累積的運(yùn)動(dòng)定位誤差極易超出傳感器的極限行程而造成傳感器損壞。受被測(cè)對(duì)象的尺寸、重量及高精密轉(zhuǎn)臺(tái)的制造技術(shù)等因素的影響，過(guò)大的載荷將嚴(yán)重影響精密軸系的回轉(zhuǎn)精度，所產(chǎn)生的隨機(jī)誤差難以通過(guò)算法有效補(bǔ)償，無(wú)法滿足大型工件的高精度測(cè)量需求。對(duì)于直徑超過(guò)2米的大型軸承套圈，由于零件尺寸巨大、圓柱度測(cè)量精度要求高以及測(cè)量環(huán)境的局限性，現(xiàn)有的接觸式傳感器與轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)的測(cè)量方式難以滿足其測(cè)量要求。因此，亟須研究針對(duì)大型回轉(zhuǎn)類零件圓柱度的現(xiàn)場(chǎng)快速精密測(cè)量方法及相應(yīng)的評(píng)定技術(shù)。

　　智能檢測(cè)與裝備研究室IDE團(tuán)隊(duì)提出的高負(fù)載大可變量程的大型圓柱度測(cè)量新方法采用具有精密、隔震等特性的氣浮驅(qū)動(dòng)技術(shù)，配合精密耦件，運(yùn)用測(cè)前快速自適應(yīng)偏置調(diào)整技術(shù)實(shí)現(xiàn)工件測(cè)前自動(dòng)定心，采用精密測(cè)頭回轉(zhuǎn)的方式快速獲取有效測(cè)量信息。在測(cè)量原理方面，研究提出了更完善的圓柱度測(cè)量模型及誤差分離算法，測(cè)前定心與實(shí)際測(cè)量采用分立的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，既解決了大型工件的載荷問(wèn)題，又可應(yīng)用模型參數(shù)擬合的方式實(shí)現(xiàn)偏心、測(cè)量線偏置、被測(cè)圓柱軸傾斜等誤差的精準(zhǔn)分離；測(cè)量系統(tǒng)采用對(duì)稱式雙測(cè)頭測(cè)量方案，綜合了非接觸式位移傳感器安全、柔性的特點(diǎn)與接觸式位移傳感器精密、可靠的特性。該方法突破了傳統(tǒng)測(cè)量方法在大型圓柱度測(cè)量過(guò)程中的局限性，實(shí)現(xiàn)了大型回轉(zhuǎn)類零件圓柱度測(cè)前自適應(yīng)偏置調(diào)整和現(xiàn)場(chǎng)快速精密測(cè)量。

　　該研發(fā)團(tuán)隊(duì)已完成大型圓柱度測(cè)量?jī)x原理樣機(jī)的研發(fā)工作，并在《光學(xué)精密工程》《中國(guó)激光》等上發(fā)表論文2篇，申請(qǐng)發(fā)明專利4項(xiàng)。經(jīng)過(guò)專家與天津計(jì)量院的檢定，大型圓柱度測(cè)量?jī)x樣機(jī)的回轉(zhuǎn)精度為42.6nm，Z向?qū)к壘?39nm/100mm，最大測(cè)量直徑為2500mm，且其測(cè)量范圍可根據(jù)使用需求進(jìn)一步拓展。這意味著該原理樣機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。該項(xiàng)目的實(shí)施將進(jìn)一步夯實(shí)我國(guó)大型軸承及以大型軸承為核心基礎(chǔ)部件的高端裝備的制造技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)直徑大于2米的大型軸承圓柱度測(cè)量?jī)x的研究，掌握大型圓柱度測(cè)量?jī)x的核心技術(shù)，提高軸承及相關(guān)行業(yè)的自主創(chuàng)新能力，為我國(guó)高鐵、風(fēng)電和高檔數(shù)控機(jī)床等高端裝備制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供保障能力，對(duì)我國(guó)從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

大型零件圓柱度測(cè)量?jī)x樣機(jī)

　　近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所智能檢測(cè)與裝備研究室IDE團(tuán)隊(duì)在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持下，艱苦攻關(guān)，創(chuàng)新性提出了高負(fù)載大可變量程的大型圓柱度測(cè)量新方法，并依此方法研發(fā)出大型圓柱度測(cè)量?jī)x。
　　圓柱度是精密回轉(zhuǎn)類零件重要的精度指標(biāo)之一。目前，圓柱度測(cè)量?jī)x多通過(guò)接觸式傳感器獲取被測(cè)目標(biāo)信息，采用精密轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)測(cè)量。接觸式傳感器的可形變量極小，在圓柱度測(cè)前定心調(diào)整過(guò)程中，大偏心距累積的運(yùn)動(dòng)定位誤差極易超出傳感器的極限行程而造成傳感器損壞。受被測(cè)對(duì)象的尺寸、重量及高精密轉(zhuǎn)臺(tái)的制造技術(shù)等因素的影響，過(guò)大的載荷將嚴(yán)重影響精密軸系的回轉(zhuǎn)精度，所產(chǎn)生的隨機(jī)誤差難以通過(guò)算法有效補(bǔ)償，無(wú)法滿足大型工件的高精度測(cè)量需求。對(duì)于直徑超過(guò)2米的大型軸承套圈，由于零件尺寸巨大、圓柱度測(cè)量精度要求高以及測(cè)量環(huán)境的局限性，現(xiàn)有的接觸式傳感器與轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)的測(cè)量方式難以滿足其測(cè)量要求。因此，亟須研究針對(duì)大型回轉(zhuǎn)類零件圓柱度的現(xiàn)場(chǎng)快速精密測(cè)量方法及相應(yīng)的評(píng)定技術(shù)。
　　智能檢測(cè)與裝備研究室IDE團(tuán)隊(duì)提出的高負(fù)載大可變量程的大型圓柱度測(cè)量新方法采用具有精密、隔震等特性的氣浮驅(qū)動(dòng)技術(shù)，配合精密耦件，運(yùn)用測(cè)前快速自適應(yīng)偏置調(diào)整技術(shù)實(shí)現(xiàn)工件測(cè)前自動(dòng)定心，采用精密測(cè)頭回轉(zhuǎn)的方式快速獲取有效測(cè)量信息。在測(cè)量原理方面，研究提出了更完善的圓柱度測(cè)量模型及誤差分離算法，測(cè)前定心與實(shí)際測(cè)量采用分立的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，既解決了大型工件的載荷問(wèn)題，又可應(yīng)用模型參數(shù)擬合的方式實(shí)現(xiàn)偏心、測(cè)量線偏置、被測(cè)圓柱軸傾斜等誤差的精準(zhǔn)分離；測(cè)量系統(tǒng)采用對(duì)稱式雙測(cè)頭測(cè)量方案，綜合了非接觸式位移傳感器安全、柔性的特點(diǎn)與接觸式位移傳感器精密、可靠的特性。該方法突破了傳統(tǒng)測(cè)量方法在大型圓柱度測(cè)量過(guò)程中的局限性，實(shí)現(xiàn)了大型回轉(zhuǎn)類零件圓柱度測(cè)前自適應(yīng)偏置調(diào)整和現(xiàn)場(chǎng)快速精密測(cè)量。
　　該研發(fā)團(tuán)隊(duì)已完成大型圓柱度測(cè)量?jī)x原理樣機(jī)的研發(fā)工作，并在《光學(xué)精密工程》《中國(guó)激光》等上發(fā)表論文2篇，申請(qǐng)發(fā)明專利4項(xiàng)。經(jīng)過(guò)專家與天津計(jì)量院的檢定，大型圓柱度測(cè)量?jī)x樣機(jī)的回轉(zhuǎn)精度為42.6nm，Z向?qū)к壘?39nm/100mm，最大測(cè)量直徑為2500mm，且其測(cè)量范圍可根據(jù)使用需求進(jìn)一步拓展。這意味著該原理樣機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。該項(xiàng)目的實(shí)施將進(jìn)一步夯實(shí)我國(guó)大型軸承及以大型軸承為核心基礎(chǔ)部件的高端裝備的制造技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)直徑大于2米的大型軸承圓柱度測(cè)量?jī)x的研究，掌握大型圓柱度測(cè)量?jī)x的核心技術(shù)，提高軸承及相關(guān)行業(yè)的自主創(chuàng)新能力，為我國(guó)高鐵、風(fēng)電和高檔數(shù)控機(jī)床等高端裝備制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供保障能力，對(duì)我國(guó)從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
　　大型零件圓柱度測(cè)量?jī)x樣機(jī)
　　

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