高端动力装置扭矩和速度测量仪器设备研发与应用通过验收

近日,经浙江省科技厅批准,由浙江省计量院主导,多家企业和研究机构参与的浙江省重点研发计划择优委托项目“基于在役精度智能诊断校准的工业机器人研发及应用”获得立项。  浙江省重点研发计划项目是为贯彻党中央国务院和省委省政府各项决策部署,聚焦“高质量、竞争力、现代化”,超常规实施“一强三高新十联动”科技新政,围绕地方经济社会和产业发展重大创新需求而决定推行实施的一系列科研重大创新项目。项目力求攻克一批关键核心技术,开发出一批战略性标志产品,提升科技创新对高质量发展和“两个高水平”建设的战略支撑作用,服务浙江省工业转型升级,推进我国新型工业化建设。择优委托项目是在这批计划中,由各设区市、有关高校院所、新型研发机构突出“卡脖子”技术和重大关键核心技术,结合自身优势和特点,在充分论证的基础上择优推荐,经专家论证筛选后,通过择优委托并签订责任状方式组织实施的一批重点支持项目。  工业机器人作为推进制造强国建设的关键支撑装备,是新型工业化的基础。目前我国的工业机器人产量和应用量均列世界前列,而浙江省内工业机器人保有量已达8.09万台。目前,我国工业机器人产业集中在中低端领域,而高端工业机器人市场却被国外品牌垄断,其主要原因之一是国产工业机器人在应用过程中的精确性和稳定性的不足。  浙江省计量院作为全省最高法定计量技术机构,组织了工业机器人生产商钱江机器人有限公司、校准仪器服务提供商杭州亿恒科技有限公司、RV减速器生产企业浙江双环传动机械股份有限公司以及省内重点高校杭州电子科技大学等多家技术骨干机构合作制定技术前沿攻关战略,致力建立工业机器人在役精度智能诊断校准系统,保障我国工业机器人有效应用精度。  
标签: 工业机器人

创新一线看“六稳”

12月1日,由中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)牵头承担的“十二五”国家重大仪器专项项目“高端动力装置扭矩和速度测量仪器设备的研发与应用”在中国计量院昌平院区通过了科技部组织的专家验收。

产量、应用量均列世界第一,但囿于应用过程中精确性、稳定性不足,我国工业机器人产业仍集中在中低端领域,难以跻身被国外品牌垄断的高端市场。

项目综合验收会现场

近日,由浙江省计量科学研究院主导,浙江双环传动、亿恒科技等多家企业、研究机构参与的省重点研发计划择优委托项目“基于在役精度智能诊断校准的工业机器人研发及应用”经浙江省科技厅获批立项。

项目建立了包括20
kN·m高准确度大扭矩标准装置、双天线雷达测速仪、加速度计动态特性校准装置在内的成套科学仪器,攻克了空气轴承制造、无扰动质量参数测量等关键核心技术,大幅提高了我国高端动力装置的关键参数测量能力,为我国轨道交通、高端船舶等核心动力部件的自主设计制造和产业化开发提供了全套解决方案,实现了以高新技术引领相关装备制造业的转型升级。
高端动力装备是先进交通运输设备、大型发电设备和精密加工机械等重大成套技术装备的心脏,在装备制造业中占有举足轻重的地位。为保障动力装置的工作能力、效率、运转寿命和安全性,必须对传动轴等基础部件的扭矩、转速等关键参数进行准确测量。目前,我国高端动力装备在设计、制造对扭矩、转速等关键参数的测量仍然依赖于进口高端仪器。这严重制约了我国高速列车转向架、大型船舶推进系统、航空发动机、风力发电机组等高端装备核心部件的完全自主设计和研发。为此,中国计量院在“十二五”国家重大仪器专项的支持下,针对高端动力装备对转矩、速度等关键参数的测量需求,展开了对相关科学仪器的研发与应用研究。
据项目负责人,中国计量院力学与声学计量研究所所长张跃研究员介绍,以大型舰船为例,其推进系统的传动主轴通常需要承受几十千牛米的扭矩。舰船快速机动时,瞬时扭矩甚至可高达十几万牛米。如果不能对扭矩、速度进行快速高准确度测量和控制,将损伤传动主轴、降低装备使用寿命,严重时可直接导致主轴失效。
2012年,中国计量院在近四十年的扭矩计量经验基础上,经反复论证,提出了基于新型结构的20
kN·m高精度大扭矩标准装置设计方案。
“为减小支撑部件带来的摩擦扭矩、提高测量准确度,我们选择采用静压空气轴承来替代传统的刀口支撑。但承载力高达20
kN·m的空气轴承,当时即使是德国也不具备加工能力。”张跃介绍说。
为此,中国计量院与合作单位专门就静压空气轴承制造工艺展开了重点攻关。经近4年的努力,项目组克服了材料处理、几何量测量、精密加工和装配等难题,实现了大尺寸、超高精度、超低摩擦扭矩空气轴承的自主研制,使我国空气轴承制造技术水平全面超越进口产品,不仅承载能力高、支撑状态稳,而且更加节能。
除减小轴承支撑部分引入的不确定度分量外,该装置还充分考虑了力臂、砝码等分量引入的不确定度,研发出一系列具有自主知识产权的力臂系统、悬挂系统、砝码加载系统和扭平机构等精密机械和测控系统,并实现了扭矩测量过程的全自动控制。为保障砝码量值的准确可溯源,项目组还自主研发了一套高准确度大质量参数测量装置,首次在国内实现了最高2000
kg的F1等级砝码的准确称量。 截至项目验收时,20
kN·m高精度大扭矩标准装置的测量范围达到了100 N·m~24
kN·m,不确定度优于0.002%(k=2),综合技术指标国际领先。该装置将我国扭矩基准装置的测量上限从5
kN·m扩大到24
kN·m,解决了高端动力装备等对大扭矩量值的溯源问题,打破了大扭矩测量仪器和空气轴承等核心部件完全依赖进口的局面,为我国相关装备的自主设计研发提供了解决方案和技术保障。
此外,项目还成功研制了速度测量范围(20~350
km/h)的双天线雷达测速仪和加速度计动态特性校准装置,为我国高速铁路能力提升、国产汽车安全气囊加速度计自主研发和产品化提供了重要技术支撑。
目前,项目建立的大质量参数测量装置已服务于国家863计划项目燃料电池-氢气电池的能效分析,空气轴承、扭矩标准装置和安全气囊加速度计校准装置等也已形成面向工程化、产业化的技术档案,将持续驱动引领我国相关制造业提质升级和创新发展。
标签: 测量仪器

“为加快构建‘需求牵引、简便高效、协同联动’的科研服务机制,我们常年向企业和高校院所征集关键核心技术攻关需求,按照急用先行、多方协同的原则,采取‘点球式’的择优委托方式快速组织实施。”浙江省科技厅规划处处长姚礼敏介绍,“点球式”委托方式可更精准地对接关键技术的供求双方,帮助企业加快突破发展的瓶颈制约。根据“稳企业防风险”的部署,2020年浙江省科技厅已优先布局实施了63项择优委托项目。

2019年以来,浙江围绕“放管服”做文章,发布《关于深化项目评审人才评价机构评估改革提升科研绩效的实施意见》等一系列改革举措,加快构建“更有活力、更高效率、更加规范”的科研管理体制。

权限能放则放,赋予更大自主权

2019年7月,之江实验室首个大科学装置——量子精密测量大科学装置完成项目签约,项目团队正式领命突击。

据了解,对于这一大体量科研项目,此前从项目筹划、专家论证到审批实施上,之江实验室开展“专事专办”,将传统科研机构约耗时半年的流程时间缩至三周。

“从成立之初,实验室就在科技管理职权、科研自主权下放等方面进行管理创新。”之江实验室科研发展部副部长陈光告诉记者,在项目目标不变的前提下,科研人员就技术路线的变更选择,在项目例会纪要上进行备案说明即可,无需专门的审批流程。

“浙江省正积极探索首席专家负责制、项目经费包干制改革,努力实现3个完全自主,即项目负责人可自主调整研究方案和技术路线、自主组建研究团队、自主安排科研经费中的直接费用。”姚礼敏说。

为让科研人员最大限度地腾出精力、潜心搞研究,浙江省深入开展简化科研经费报销管理专项行动,同时优化项目过程管理、注重关键节点的“里程碑”式管理,对实施期3年以下的项目,原则上不开展中期检查,切实减少不必要的各类评估、检查、审计活动,切实减少对科研人员的干扰。

绩效作指挥棒,把资源分配到刀刃上

如何让有限的科研资源发挥更大效益?

记者了解到,浙江省农科院曾基于广泛调研,在相关部门指导下,先于浙江省成果转化条例出台了成果转化管理试行办法,促进科技与经济的结合的同时,提高了科研人员待遇。

从成果产出后的绩效鼓励追溯研发管理全过程,浙江完善“以成果看成败、以实绩论英雄”的科研管理模式,重点考评项目成果转移转化、应用推广以及产生的社会经济效益情况。

值得注意的是,浙江将深入推行以“信用制”为基础的资源配置方式,对实验室、国际合作基地等平台载体实施信用制管理——符合相关条件的在签约创建后,须践诺到位、绩效明显,才能获得经费补助;反之,若达不到创建目标,将遭到摘牌处理。

2020年,浙江重点研发项目中81%的立项项目和经费将聚焦在“互联网+”和生命健康等重点创新领域,聚焦在关键核心技术攻关上。

把资源精准分配到刀刃上,离不开智能化服务的支撑,浙江省围绕“最多跑一次”改革,推进“科技大脑”建设,已实现项目申报事项精简1/3、评审时间压缩1/3以及项目无纸化申报率100%、项目申报最多跑一次率100%。

如今,浙江省重点研发项目评审办法也有很大革新,现有的专家网评和会议评审并行推进、分数加总的评审方式,有效解决了以往网评“一票否决”和“唯专家”的问题,评审时间也从120个工作日压缩至45个。

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