在产品开发和质量控制领域,无损害地进行检测装置是一种不可或缺,且肩负及其重要的作用的装置。岛津制作所率先推出了日本首台医疗用射线装置,而应用该设备的无损害地进行检测装置长期以来一直在不断研发,并凭借高画质和可靠性取得好评。
年左右,通过一台无损检测装置获得立体图像的X射线CT系统,取得重大的创新。采用GPU的高速运算处理技术(GPGPU)登上历史舞台。GPU是一款专门用于处理图像的运算装置,使用GPGPU还能够直接进行图像处理以外的运算。通过构建以GPGPU为中心的处理系统,可以惊人地缩短从扫描到显示图像的时间。
项目负责人榉回顾称,“我刚入职时,制作三维数据需要1个或2个小时。而在接下来的短短三年内,仅用10~20秒就能完成这项工作。感觉就像在收集数据的同时,完成了数据制作。”
这项技术创新理所应当地受到顾客青睐,备受好评。此外,有一个新的声音传递到开发团队。
客户所说的尺寸测量是指三维测量技术。典型方法是用探针这个高精度球体描绘对象样品的表面,收集无数点的数据,然后利用三维构建坐标信息。三维测量技术以微米为单位精确地测量尺寸,因此能在开发现场确认试制品是否按照原始设计完成制作,或者将得到的坐标信息反馈给设计中使用的CAD软件等,它是开发领域不可或缺的检查装置。
岛津的得意之作X射线CT,也还是为了绘制立体图像而获取三维坐标信息,在这一点上两者是相同的。而且,如果通过X射线透视可以得知不可视的内部尺寸,则其用途将得到大幅度扩大。另外,目前的三维测量仪虽能描绘样品整体,但即使是小杯子那样的物体也要消耗几个小时,这一些状况并不少见,而X射线CT创新性缩短了检查时间,只需1小时左右就可以完成检查。客户满怀期待也是理所当然。
的开发成员。照片左起依次为:分析测试事业部NDI业务部门主任原田大辅、基础技术研究所AI解决方案部门副主任佐藤真、分析测试事业部NDI业务部门主任榉泰行、同部门副主任新坂拓真、分析测试事业部品质保证部主任大西修平。拥有不同背景的个性团队实现了用户的理想。
因此,小组成员平时去使用三维测量仪的企业内部的制作中心听取意见等,迅速吸收知识和技术。从而掌握到三维测量仪所需的严格精度。
在测量时,为了获得精确的测量数值,还需要确保测量装置本身的精度。无论测量多少次,测量样品时放置的工作台和X射线源、接收X射线的检测器的位置关系和角度都必须一致。为了在后期正确修正不可避免地存在的位置安装误差,有必要进行严格的校正(校准),因此还需要用专用夹具。
在开发开始阶段担任负责人的大西回顾称,“即使是X射线CT,为了正确地输出图像,也要求各部分保证精度,并与此相对应。不过,这次要求的精度比以往高一位数或两位数。我们从一开始就重新考虑了校正的步骤、手法,硬件也要求坚固耐用。”
射线发生装置、X射线检测器、工作台等需要石定盘这一部件,而石定盘是与CT成像相关的主要组件的基石。温度上升石定盘膨胀后,则不能获得测量仪所需的精度。因此,必须慎重地选择石头。
“刚加入公司时,听说我被分配到CT开发部门有些兴奋,但当我听到石头很重要时,有点困惑。我对机械完全不了解,因此从热膨胀知识开始慢慢学习。“
“持续发出X射线时,X射线发生装置会产生热量,发射点会发生偏离。这导致放大倍率也出现偏差,尺寸也变得不准确。为了保持发射点稳定,我们创建了一个实时检测X射线焦点位置,重构数据时添加移动量的程序。”
“这里好像会移动,这里移动,这里也会移动,我列出了所有有几率发生误差的地方。无论如何敲打都一定会出现误差,大概有几十个部位具体我也不记得。我想到逐个消除这个误差的方法。要么把石头做的更加坚固,要么抑制气温变化。”
此处位移的气温变化的容许范围是20度±0.5度。根据该结果与其他部门合作,模拟送入装置中的空调风的方向和风量,确定了保持装置内温度均匀的位置。
其他的课题还有很多。特别是校正夹具,在实现产品化时逐渐明白模型中未发现的问题,每天都在设计后反复来测试。但是,所有团队都深刻想到自己肩负的职责,稳步解决一个个问题点。克服一系列困难,2017年12月,终于发布了日本首个测试用X射线CT系统“XDimensus 300”。
实现世界顶级测量精度和观察能力的测试用X射线CT系统“XDimensus 300”
“与先行产品相比,成功实现更小尺寸。通常房间必须从始至终保持在恒定的温度,本产品不要消耗这个工夫。不必选择安装房间是一个很大的优势,设备的销售量也在持续不断的增加”(大西)
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