深圳商報(bào)·讀創(chuàng)客戶端首席記者 王海榮

“我們的儀器正在助力打造當(dāng)?shù)赜?jì)量工作國(guó)家層面的溯源基準(zhǔn)。”深圳市中圖儀器股份有限公司副總經(jīng)理張鵬說，他們的團(tuán)隊(duì)兩個(gè)月前剛從烏干達(dá)回國(guó)，帶回了一則令人興奮的消息。

不止于烏干達(dá)，中圖儀器的設(shè)備還出口到了德國(guó)、意大利、土耳其、韓國(guó)、南非等三十多個(gè)國(guó)家，成功打響了幾何量測(cè)量領(lǐng)域的“深圳智造”。

圖片說明：中圖儀器的技術(shù)人員幫助烏干達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局國(guó)家計(jì)量實(shí)驗(yàn)室的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)。（受訪單位供圖）

為“工業(yè)尺子”做“體檢尺”

幾何量是描述物體的尺寸、形狀和位置等幾何特征的量，是現(xiàn)代工業(yè)品質(zhì)控制和科學(xué)研究的基本對(duì)象。幾何量測(cè)量?jī)x器堪稱“工業(yè)的尺子”，其精密程度決定了現(xiàn)代制造業(yè)的高度和深度。

中圖儀器創(chuàng)始人馬俊杰曾就職于深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，在發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)高端精密測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的態(tài)勢(shì)后，他萌生了創(chuàng)業(yè)做國(guó)產(chǎn)幾何測(cè)量?jī)x的想法，并于2005年創(chuàng)立了中圖儀器。

最初，馬俊杰從研發(fā)高精度、高智能的指示表全自動(dòng)檢定儀入手，專門測(cè)定在精密機(jī)械、零件生產(chǎn)加工中常用的千分表的精度。如果說千分表是檢查工件形狀和位置誤差的“工業(yè)尺子”，那么指示表檢定儀就相當(dāng)于為“工業(yè)尺子”做體檢的另一把“尺子”。

從“尺子”起步，中圖儀器在精密測(cè)量這一賽道迅速崛起，逐步構(gòu)建起從納米級(jí)到百米級(jí)的完整精密測(cè)量解決方案，成長(zhǎng)為我國(guó)幾何量測(cè)量領(lǐng)域的國(guó)家專精特新“小巨人”企業(yè)。

“火眼金睛”個(gè)個(gè)身手不凡

在中圖儀器的“武器庫”里，各類精密測(cè)量?jī)x器好比工業(yè)制造的“火眼金睛”，個(gè)個(gè)身手不凡，多個(gè)自研產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，甚至達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，已在計(jì)量、3C電子、半導(dǎo)體、航空航天、高?？蒲?、醫(yī)療器械、裝備制造等領(lǐng)域大展拳腳。

工作人員將一片有圖晶圓放在一臺(tái)光學(xué)3D表面輪廓儀的樣品托上，不到一分鐘，樣品表面涂覆薄膜層的表面輪廓信息便以三維圖像清晰呈現(xiàn)出來。經(jīng)測(cè)量，盡管晶圓表面高低落差僅有相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑五十分之一的1.3微米，但肉眼看上去光滑無比的晶圓表面，在鏡頭下竟然像一片錯(cuò)落有致的丘陵。這一纖毫區(qū)別，有助于半導(dǎo)體加工中測(cè)量晶圓的粗糙度，測(cè)量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值對(duì)比后，可判斷其是否符合加工制程的要求。

圖片說明：中圖儀器研發(fā)的各類精密測(cè)量?jī)x器好比工業(yè)制造的“火眼金睛”。 深圳商報(bào)·讀創(chuàng)客戶端首席記者 王海榮 攝

在CEM3000系列臺(tái)式掃描電鏡的觀察下，一顆斷裂鐵釘?shù)慕孛嬲故玖艘环鶞羡挚v橫的神奇畫面?！皬膱D像中可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)中有一條顏色較深的裂縫，根據(jù)裂紋走向和縱深，證明它這里就是裂紋擴(kuò)張的斷裂源點(diǎn)，從而為失效分析提供依據(jù)?！睆堸i介紹說，這臺(tái)掃描電鏡采用加速電子束作為觀測(cè)激發(fā)源，突破傳統(tǒng)光學(xué)的分辨率極限，可以實(shí)現(xiàn)2納米的極高分辨率，縮小了傳統(tǒng)鎢燈絲電鏡與場(chǎng)發(fā)射電鏡在分辨率上的差距。

當(dāng)記者用手掌敲擊工作臺(tái)面時(shí)，電腦上的圖像并沒有因?yàn)橥饨缯饎?dòng)而發(fā)生位移變化。

“我們通過對(duì)掃描電鏡內(nèi)部各關(guān)鍵部位的振動(dòng)傳遞特性進(jìn)行精確建模，在電鏡中創(chuàng)新性使用先進(jìn)減振結(jié)構(gòu)和抗振動(dòng)成像算法，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)對(duì)2Hz-2000Hz寬頻段內(nèi)振動(dòng)的有效抑制。這也打破了傳統(tǒng)電鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的依賴，為電鏡在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中的穩(wěn)定運(yùn)行開辟了新的可能性?！睆堸i解釋道。

高研發(fā)強(qiáng)度持續(xù)涌現(xiàn)創(chuàng)新成果

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來，中圖儀器年均研發(fā)投入占營(yíng)收比例維持在20%以上，在精密輪廓掃描、精密測(cè)量傳感器、激光干涉測(cè)量、微納米運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、顯微三維形貌重建、大尺寸三維空間測(cè)量、智能機(jī)器視覺測(cè)量、精密光柵導(dǎo)軌測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域形成了獨(dú)特的研發(fā)設(shè)計(jì)、制造優(yōu)勢(shì)。目前已成功開發(fā)了15種重點(diǎn)儀器，其中約10種實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，在與國(guó)外友商同臺(tái)競(jìng)技的同時(shí)大幅降低了客戶的采購(gòu)成本。

圖片說明：中圖儀器研發(fā)的各類精密測(cè)量?jī)x器好比工業(yè)制造的“火眼金睛”。 深圳商報(bào)·讀創(chuàng)客戶端首席記者 王海榮 攝

“精密測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)是不斷延伸極小尺寸（微納米級(jí)）和極大尺寸（百米級(jí)）兩個(gè)極端的測(cè)量精度和范圍，從納米到百米，精密測(cè)量?jī)x器都能找到用武之地?！睆堸i表示，目前，中圖儀器已實(shí)現(xiàn)全尺寸布局。在微小尺寸段，白光干涉儀、共聚焦顯微鏡能夠完成微納米級(jí)測(cè)量；在中間尺寸段，三坐標(biāo)、影像儀、輪廓儀能夠?qū)Ω鞣N零部件的尺寸、形狀及相互位置關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)；在大尺寸段，中圖儀器歷時(shí)6年開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的激光跟蹤儀，打破了飛機(jī)制造等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)只能依賴“洋儀器”的僵局。

其中，被譽(yù)為“工業(yè)測(cè)量皇冠上的明珠”的激光跟蹤儀是一種空間大尺寸三維坐標(biāo)精密測(cè)量的幾何量?jī)x器，它不僅可以對(duì)靜止的空間目標(biāo)進(jìn)行高精度三維測(cè)量，還能對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤測(cè)量。

據(jù)介紹，激光跟蹤儀的測(cè)量范圍和應(yīng)用領(lǐng)域已延伸到大部分空間點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量領(lǐng)域，并能對(duì)隱藏特征、曲面等復(fù)雜特征進(jìn)行測(cè)量。如在航空航天領(lǐng)域?qū)︼w機(jī)零部件及裝配精度的測(cè)量，在機(jī)床行業(yè)中對(duì)機(jī)床平面度、直線度、圓柱度等的測(cè)量，在汽車制造中對(duì)新車型的在線測(cè)量，在高端制造中對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人位置的標(biāo)定。在造船、軌道交通、核電等領(lǐng)域，激光跟蹤儀也能一展身手。

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