追求理想装置，持续精进的开发者们

岛津此前从未研发过可实现三维测量的测量用 X 射线 CT 系统。为满足客户需求，X 射线 CT 团队毅然踏入未知的技术领域。

能否实现尺寸测量？

顾名思义，X 射线无损检查装置可在不损伤被测物品的前提下完成检测，利用能穿透物体的 X 射线，通过成像对产品内部状态进行分析与检测。

X 射线无损检查装置是产品研发与品质管理中的关键设备。岛津制作所曾率先推出医用 X 射线装置，其 X 射线无损检查装置依托该技术，凭借高画质与高可靠性收获广泛好评。

2008 年前后，可通过单台 X 射线无损检查装置生成立体图像的 X 射线 CT 系统实现重大革新，基于 GPU 的高速运算处理技术（GPGPU）正式问世。GPU 是专用的图像处理运算单元，应用 GPGPU 技术后，可实现图像处理之外的多元运算；搭建以 GPGPU 为核心的处理系统，大幅缩短了从扫描到图像呈现的耗时。

“我刚入职时，生成一组三维数据需要 1 到 2 小时。短短三年后，这一过程仅需 10 至 20 秒，几乎能实现数据采集与制作同步完成。” 项目负责人榉泰行回顾道。

这项技术革新一经推出便深受客户认可、好评如潮，与此同时，开发团队收到了新的客户诉求。

“这款设备能否实现尺寸测量？”

客户提及的尺寸测量即三维测量技术，其典型方式是：用高精度球形探针沿被测样品表面逐点扫描采集数据，再通过三维数据构建坐标信息。三维测量技术可实现微米级高精度尺寸测量，能在研发现场验证试制品是否符合原始设计精度，也可将坐标数据反馈至设计用 CAD 软件，是研发现场的检测设备。

岛津的核心产品 X 射线 CT 同样通过获取三维坐标信息生成立体图像，二者技术逻辑一致；且 X 射线透视可实现内部尺寸可视化，能大幅拓展设备应用场景。此外，传统三维测量仪器即便检测小型样品，也常需耗时数小时，而 X 射线 CT 技术将检测时间大幅压缩至 1 小时左右，客户的期待实属情理之中。

XDimensus 300 项目开发团队成员如下。照片中左起依次为：分析测试事业部无损检查装置 BU 主任原田大辅、基础技术研究所人工智能（AI）解决方案部副主任佐藤真、分析测试事业部无损检查装置 BU 主任榉泰行、副主任新坂拓真，以及分析测试事业部质量保证部主任大西修平。这支背景多元、各具专长的团队，共同实现了贴合客户需求的理想产品。

从零起步

对岛津开发团队而言，三维测量是完全陌生的领域。为此，团队成员专程前往公司内部制造中心，向长期使用三维测量仪器的人员请教，快速吸收相关知识技术，掌握三维测量所需的严苛精度标准。

要得到精准测量数值，需先保障设备本体精度。无论何时测量、测量多少次，载物台、X 射线源与探测器的相对位置和角度都必须保持恒定。为精准校正不可避免的安装误差，需采用专用夹具执行严格校准。

“即便是常规 X 射线 CT，为保证成像准确，也对各部件精度有要求。而本次研发所需精度，比以往标准高出一至两个数量级。我们从源头重新优化校准流程与方法，同时对硬件稳固性提出更高要求。” 开发初期负责人大西修平回忆道。

原田大辅回忆，与精密器械零部件供应商负责人的交流至今令他印象深刻。

“他们聊起‘南非产石材更优’‘印度石材性能更佳’这类话题，我起初完全摸不着头脑。”

X 射线发生装置、X 射线检测器、工作台等核心部件，都需要配备石定盘，石定盘是 CT 成像的关键构件。温度升高会导致石定盘热膨胀，无法满足测量精度要求，因此石材选型必须极为严谨。

与误差较量

新坂拓真学生时期研究 CAD 模型建模时，就曾使用过岛津的 X 射线 CT 设备。

“刚入职被分配到 CT 开发部时，我满怀干劲。但了解到石材对精度的关键影响后，一度感到困惑。我在机械装置领域完全是新手，只能从‘热膨胀产生原理’等基础知识学起。”

新坂拓真的技术能力，在 X 射线发射源校正技术研发中充分展现。

“X 射线发生装置持续工作会产生热量，导致发射点偏移，进而引发放大倍率偏差、尺寸测量失准。为此，我们开发了可实时检测 X 射线焦点位置的程序，在数据重构时加入位移量补偿。”

学生时期专攻数学的佐藤真构建了完整的 “误差体系”。

“我梳理出所有可能产生误差的部位，细数下来有数十处。设备即便精细加工，仍存在误差隐患。我们逐一制定误差消除方案，比如选用高稳定性石材、优化温度控制等。”

经测算，设备温度允许波动范围为 20℃±0.5℃。基于这一数据，团队联合其他部门，模拟设备内部空调气流方向与风量，确定能维持腔内温度均匀的布局。

研发中还遇到诸多其他难题，尤其是校准用夹具，在产品化阶段暴露出原型机未发现的问题，团队每日循环执行 “设计 — 测试” 流程。团队全体成员明确分工，稳步攻克各项技术难关。历经重重挑战，2017 年 12 月，测量用 X 射线 CT 系统「XDimensus 300」正式发布。

“与前代产品相比，XDimensus 300 实现了机身尺寸大幅缩减。传统设备需全程保持室温恒定，这款设备无需额外温控，对安装房间无特殊要求，这一优势吸引了大量客户咨询购买。”（大西修平）

打造贴合客户需求的理想设备，仍有诸多课题待攻克。但团队将持续攻坚克难，稳步推进研发，设备技术与开发人员的成长永不止步。

注：本文所登载被采访者所属部门、职务均为采访当时信息