通用技術(shù)集團(tuán)國測時(shí)柵科技有限公司董事長、總經(jīng)理 王勇

　　歷經(jīng)三代技術(shù)創(chuàng)新

          2021年是國測時(shí)柵的開局之年。這家由通用技術(shù)集團(tuán)與重慶理工大學(xué)共同合資成立的企業(yè)，乘著中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級之風(fēng)，正式進(jìn)軍高端裝備制造業(yè)。

　　“要做成一件事，天時(shí)、地利、人和缺一不可，”王勇說，“中國制造業(yè)朝著智能化方向轉(zhuǎn)型是大勢所趨，也是中國從‘制造大國’向‘制造強(qiáng)國’ 邁進(jìn)的必經(jīng)之路，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整到了一個(gè)關(guān)鍵期，但在這一過程中，仍然存在著創(chuàng)新能力不強(qiáng)、高端人才培養(yǎng)缺乏、關(guān)鍵零部件自主供應(yīng)能力不夠等問題;而從產(chǎn)業(yè)宏觀層面來講，當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢，特別是中美大國之間的博弈，為中國制造業(yè)的發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，迫切要求能夠涌現(xiàn)更多的創(chuàng)新力，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向前推進(jìn)。正是在這一歷史時(shí)機(jī)下，國測時(shí)柵憑借獨(dú)有的創(chuàng)新技術(shù)，以及核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)多年來的研發(fā)積累，致力于為中國制造業(yè)的升級貢獻(xiàn)自己的一份力量?！?/p>

　　國測時(shí)柵這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的核心理念就是——“以時(shí)間測量空間”。早在1996年，由彭東林教授首次提出了“以時(shí)間測量空間”的概念，與通常使用的直接用空間去測量空間的方式(如光柵尺)不同，時(shí)柵技術(shù)利用人類發(fā)展至今測量精度最高的時(shí)間量，通過構(gòu)建出一個(gè)非常穩(wěn)定的勻速速度場，用測量出的

　　兩點(diǎn)之間運(yùn)動的高精密時(shí)間量，乘以勻速運(yùn)動的平均速度，即可得到兩點(diǎn)之間的空間距離。因此，如何能夠構(gòu)建出一套勻速的運(yùn)動參考系，是時(shí)柵技術(shù)這些年來經(jīng)歷三代演進(jìn)的技術(shù)核心。

　　王勇介紹道，第一代時(shí)柵技術(shù)主要是通過電機(jī)運(yùn)動的方式來構(gòu)建運(yùn)動參考系，保證速度足夠勻速、均勻，測量精度可達(dá)到毫米級，更重要的是，它從原理上驗(yàn)證了“以時(shí)間測量空間”的可行性;從2000年開始，第二代時(shí)柵技術(shù)采用基于磁場的方式，測量精度可達(dá)微米級(μm);為了進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)、提高測量分辨率，2010年起，通過直接采用交變電場形成的勻速運(yùn)動參考系，第三代時(shí)柵技術(shù)問世，它大幅縮短了整個(gè)信號的傳遞鏈，使得測量精度進(jìn)一步提升，分辨率一躍上升至納米級，這也是現(xiàn)階段國測時(shí)柵主力的產(chǎn)品技術(shù)路線; 未來還會將原子自旋技術(shù)引入到時(shí)柵里來，通過提高時(shí)間的測量基準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)更高精度的測量目的。

　　時(shí)柵技術(shù)的創(chuàng)新之處在于，它突破了人們以往對于空間測量固有的思維“藩籬”，使得測量精度不再依賴于刻線或者是加工精度，而是根據(jù)形成的一個(gè)勻速運(yùn)動參考系的原理來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)它也打破了國內(nèi)高端制造領(lǐng)域的發(fā)展“瓶頸”，為裝備行業(yè)的高精密化提供了一條切實(shí)可行的技術(shù)路線。

　　時(shí)柵技術(shù)發(fā)展歷程及獲得的專利、獎項(xiàng)

　　跋涉產(chǎn)業(yè)化道路

　　正是憑借著“以時(shí)間測量空間”這一創(chuàng)新技術(shù)，從公司成立之時(shí)起，國測時(shí)柵就迅速展開了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路。

　　目前，國測時(shí)柵推出的產(chǎn)品主要分為兩大類：一類是測量直線位移的(封閉式\敞開式)直線時(shí)柵傳感器;另一類是(分體式\一體式)圓時(shí)柵位移傳感器，主要用于測量角度?；谶@兩大標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列，又根據(jù)尺寸分為不同的規(guī)格型號，例如：外徑從100-200cm的圓時(shí)柵，以及有效量程從150 -850 mm的直線時(shí)柵等，以符合各種不同類型應(yīng)用場景的需求。

　　從測試數(shù)據(jù)來看，目前國測時(shí)柵推出的直線時(shí)柵，其測量精度可達(dá)到±3μm，圓時(shí)柵的測量精度則可達(dá)到±1″。絕對式直線時(shí)柵和圓時(shí)柵產(chǎn)品的測量精度均已經(jīng)可以和國際知名品牌的高端光柵產(chǎn)品相媲美。對測量精度的追求是永遠(yuǎn)沒有止境的，未來一段時(shí)間內(nèi)，國測時(shí)柵將基于交變電場技術(shù)，持續(xù)朝著更高測量精度的方向發(fā)展，以適應(yīng)高端數(shù)控機(jī)床(主軸、轉(zhuǎn)臺)、量具\(yùn)量儀(激光干涉儀、對照儀、分度臺)等領(lǐng)域?qū)Ω呔芗庸ず蜏y量精度的使用要求。

　　除此之外，在實(shí)際應(yīng)用中，由于時(shí)柵產(chǎn)品基于交變電場的技術(shù)原理，主要是通過感應(yīng)的方式來獲取信號，即使柵面上有粉塵、油污，或是受到振動、沖擊時(shí)，只要通電以后能夠感應(yīng)到電信號，時(shí)柵就可以正常工作，因此產(chǎn)品對環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，可靠性也更高。另據(jù)介紹，與國外同等性能水平的光柵相比，目前國測時(shí)柵推出的產(chǎn)品可以為用戶節(jié)省20%-30%的使用成本。

　　實(shí)際上，國測時(shí)柵的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也面臨著一個(gè)大好時(shí)機(jī)， 在當(dāng)前全球制造業(yè)供應(yīng)鏈趨緊、機(jī)器制造商對于上游零部件供應(yīng)提出更高訴求的趨勢下，國測時(shí)柵現(xiàn)階段主推產(chǎn)品的關(guān)鍵芯片(如FPGA等)、原材料等都采用的是國產(chǎn)器件，并且產(chǎn)品全部都在國內(nèi)完成生產(chǎn)制造，因此可以保證1-2個(gè)月快速、穩(wěn)定的交貨期，為客戶解決了后顧之憂。

　　王勇表示道：“接下來，我們今年會陸續(xù)向市場推出5-6 款新產(chǎn)品，以滿足直驅(qū)電機(jī)、機(jī)床主軸、轉(zhuǎn)臺等不同行業(yè)市場的應(yīng)用需求，短期內(nèi)我們的目標(biāo)是要達(dá)到4-5萬套的年生產(chǎn)能力。”

　　布局行業(yè)應(yīng)用市場

　　科技成果產(chǎn)業(yè)化的最重要目標(biāo)是經(jīng)得起市場的驗(yàn)證，通過對客戶應(yīng)用的深度挖掘，能夠真正滿足各項(xiàng)細(xì)微需求?，F(xiàn)階段，數(shù)控機(jī)床、直驅(qū)電機(jī)、量具\(yùn)量儀等領(lǐng)域都是國測時(shí)柵重點(diǎn)開拓的細(xì)分市場，并且已經(jīng)在這些行業(yè)應(yīng)用中取得了一定的成果。

　　王勇介紹道：“例如在機(jī)床領(lǐng)域，交貨期和價(jià)格往往是這類行業(yè)用戶所面對的主要‘痛點(diǎn)’，可選擇的產(chǎn)品技術(shù)并不多，而我們的時(shí)柵產(chǎn)品能夠在機(jī)床的轉(zhuǎn)臺和主軸上做匹配，為用戶提供一種新的技術(shù)解決方案，不但產(chǎn)品性能得到了用戶的肯定，并且?guī)椭麄兛朔私回浧诤彤a(chǎn)品價(jià)格等難題，獲得了很好的應(yīng)用效果，目前已有十余家機(jī)床行業(yè)廠商正在申請和我們配合做相應(yīng)的測試工作，因此現(xiàn)在我們的一項(xiàng)很重要的工作任務(wù)就是快速生產(chǎn)出足夠量的測試件，加快對市場的開拓速度。”

　　據(jù)了解，某臺灣機(jī)床企業(yè)在了解到國測時(shí)柵這一創(chuàng)新型技術(shù)之后，對時(shí)柵產(chǎn)品非常感興趣，于是主動找到國測時(shí)柵尋求合作，通過采用國測時(shí)柵開發(fā)的時(shí)柵傳感器產(chǎn)品，目前該客戶機(jī)床的加工精度可達(dá)到±1.5μm，基本符合客戶的應(yīng)用要求， 未來國測時(shí)柵還計(jì)劃將精度提高至±1μm。與此同時(shí)，國測時(shí)柵也積極與通用技術(shù)集團(tuán)內(nèi)部的企業(yè)展開合作，倚重集團(tuán)在機(jī)床行業(yè)領(lǐng)域的特有優(yōu)勢，以及公司雄厚的技術(shù)研發(fā)實(shí)力，深耕高端數(shù)控機(jī)床市場。

　　國測時(shí)柵開發(fā)的產(chǎn)品系列

　　在另一個(gè)大應(yīng)用領(lǐng)域——直驅(qū)電機(jī)市場上，對于直線電機(jī)或DDR馬達(dá)的應(yīng)用，國測時(shí)柵同樣也在緊鑼密鼓地布局之中。相對于機(jī)床行業(yè)而言，直驅(qū)電機(jī)領(lǐng)域的使用要求有其不同之處，主要表現(xiàn)為用戶更注重于時(shí)柵傳感器的成本和可靠性，而對于測量精度的指標(biāo)要求則并不會太高。為此，國測時(shí)柵在滿足用戶對產(chǎn)品性能要求的前提下，采用優(yōu)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和國產(chǎn)化元器件，同時(shí)通過對供應(yīng)鏈的嚴(yán)格管控，達(dá)成產(chǎn)品性能、價(jià)格之間的平衡，為直驅(qū)市場提供更高性價(jià)比的時(shí)柵產(chǎn)品。

　　另外，國測時(shí)柵也正在和一些量具、量儀(分度臺、激光干涉儀等)領(lǐng)域的用戶展開合作，為他們專門開發(fā)出了增量式產(chǎn)品，滿足這類用戶的實(shí)際應(yīng)用需求。

　　值得一提的是，除了提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)柵產(chǎn)品之外，國測時(shí)柵還能夠根據(jù)客戶具體的技術(shù)要求或是不同的應(yīng)用場景，為他們做定制化的產(chǎn)品開發(fā)。例如，對于各種不同類型機(jī)床的主軸、轉(zhuǎn)臺，國測時(shí)柵可以針對測量精度、分辨率、數(shù)控系統(tǒng)的通信協(xié)議接口、環(huán)境應(yīng)用特點(diǎn)等技術(shù)指標(biāo)，提供更適合的定制化產(chǎn)品解決方案，大幅提升用戶的滿意度。

　　2021年10月，國測時(shí)柵團(tuán)隊(duì)的科研成果——“大量程納米時(shí)柵位移測量技術(shù)及器件”作為35項(xiàng)具有代表性的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，亮相國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展，全面展示出中國高端裝備關(guān)鍵功能部件研發(fā)的創(chuàng)新能量。截至目前，國測時(shí)柵相關(guān)的研究成果已獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項(xiàng)、中國專利金獎1項(xiàng)、重慶市技術(shù)發(fā)明一等獎2項(xiàng)，同時(shí)獲得國內(nèi)外專利37 項(xiàng)。中國經(jīng)濟(jì)正轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，智能制造已勢不可擋， 秉承著致敬中國制造的情懷與初心，國測時(shí)柵將發(fā)揚(yáng)中國制造的原創(chuàng)精神，肩負(fù)時(shí)代賦予的使命，打造“科學(xué)裝置+國家工程中心+產(chǎn)業(yè)化基地”三合一平臺，助力高端制造邁上一個(gè)新的臺階。