在制造業(yè)加速邁向智能化的進(jìn)程中,打磨拋光環(huán)節(jié)的技術(shù)革新成為提升產(chǎn)品品質(zhì)與生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。中國計(jì)量大學(xué)的“云磨智擎”學(xué)生團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出 “基于電磁力控與視覺引導(dǎo)的柔性打磨拋光設(shè)備”,這一創(chuàng)新成果在技術(shù)、應(yīng)用及行業(yè)推動等多方面展現(xiàn)出巨大價(jià)值,為智能制造領(lǐng)域注入了新的活力。

直擊行業(yè)痛點(diǎn):傳統(tǒng)打磨 “硬傷” 催生柔性化解決方案

傳統(tǒng)打磨工藝長期受困于諸多難題。在復(fù)雜曲面加工場景下,剛性打磨設(shè)備常常引發(fā)過載損傷,致使工件報(bào)廢；欠打磨問題屢見不鮮,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量難以保障;二次退火現(xiàn)象頻發(fā),不僅降低生產(chǎn)效率,還影響產(chǎn)品性能。這些問題在對精度要求極高的航空航天、精密儀器制造等高端制造業(yè)中,顯得尤為突出。    

中國計(jì)量大學(xué)的周柯宇、陳陽鋆等9位本科生組成的“云磨智擎”團(tuán)隊(duì),在蔣志韜、張繼成、錢麗娟等老師的指導(dǎo)下,敏銳地捕捉到這些行業(yè)痛點(diǎn)。他們以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向,開啟了對新型打磨設(shè)備的研發(fā)之旅,立志突破傳統(tǒng)打磨技術(shù)的瓶頸,為行業(yè)發(fā)展探尋新的路徑。

云磨智擎團(tuán)隊(duì)研發(fā)的柔性打磨拋光設(shè)備具有三大核心技術(shù)：重新定義精密打磨標(biāo)準(zhǔn)

該項(xiàng)目的核心競爭力在于多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。高精度電磁變剛度柔順打磨裝置,融合機(jī)械力學(xué)與電磁學(xué)理論,深入剖析定圈動鐵式音圈電機(jī)的電磁特性,構(gòu)建力位耦合數(shù)學(xué)模型。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了40ms 的快速響應(yīng)、20mm的位置補(bǔ)償和±1N的高精度力控,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)設(shè)備,3項(xiàng)發(fā)明專利為其提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐,確保打磨過程的精準(zhǔn)與高效。

智能翻轉(zhuǎn)工作臺的多面打磨工藝同樣出色。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的工作臺配備高精度分度盤,與整體系統(tǒng)協(xié)同作業(yè),實(shí)現(xiàn)多角度加工。這一工藝不僅減少裝夾誤差,還大幅提升生產(chǎn)效率,背后的5項(xiàng)發(fā)明專利為其提供了有力保障,能夠滿足復(fù)雜工件多面高精度打磨的需求。

基于視覺識別和深度學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)定位與路徑規(guī)劃技術(shù),借助激光3D掃描獲取工件三維數(shù)據(jù),通過自主算法逆向構(gòu)建模型,結(jié)合機(jī)器人六軸坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)系精準(zhǔn)匹配,生成高精度打磨軌跡。該技術(shù)有效解決了理論與實(shí)際坐標(biāo)偏差的難題,1項(xiàng)軟件著作權(quán)見證了其創(chuàng)新成果,使設(shè)備能夠精準(zhǔn)定位和規(guī)劃復(fù)雜曲面工件的打磨路徑。

項(xiàng)目歷時(shí)2年完成原理設(shè)計(jì)、樣機(jī)研制與工業(yè)測試。團(tuán)隊(duì)突破“學(xué)生科研落地難”瓶頸,與企業(yè)共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,實(shí)現(xiàn)“技術(shù)研發(fā)-場景驗(yàn)證-工藝優(yōu)化”閉環(huán),被行業(yè)專家評價(jià)為“兼具學(xué)術(shù)價(jià)值與工程意義的典型成果”,該項(xiàng)目成果獲得了多方面的權(quán)威認(rèn)可。經(jīng)中國科學(xué)院上?？萍疾樾伦稍冎行膰鴥?nèi)外查新,證實(shí)項(xiàng)目核心技術(shù)具有新穎性,綜合技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。團(tuán)隊(duì)申請的8項(xiàng)專利,包括7項(xiàng)發(fā)明專利、1件軟件著作權(quán)和1項(xiàng)外觀專利,形成了完善的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系。

在項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化與行業(yè)應(yīng)用落地的關(guān)鍵階段,“云磨智擎” 團(tuán)隊(duì)與浙江思普鋸業(yè)有限公司(簡稱“思普鋸業(yè)”)達(dá)成深度產(chǎn)學(xué)研合作,共同開啟智慧化鋸條焊縫打磨拋光領(lǐng)域的技術(shù)革新。作為國內(nèi)高端鋸切工具制造的龍頭企業(yè),思普鋸業(yè)以“降低鋸切成本,提升切削效率”為愿景,通過持續(xù)創(chuàng)新、全球化合作及嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系推動行業(yè)進(jìn)步。雙方聯(lián)合開發(fā)的柔性打磨拋光工藝已納入思普鋸業(yè)高端產(chǎn)品線的標(biāo)準(zhǔn)制程,成為了高校科研成果與細(xì)分行業(yè)深度融合的典型范例。

“我們希望通過技術(shù)創(chuàng)新,讓精密加工不再依賴‘老師傅經(jīng)驗(yàn)’,而是用智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)‘一鍵精準(zhǔn)加工’我們不僅是設(shè)備研發(fā)者,更是精密加工生態(tài)的構(gòu)建者?！?團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人周柯宇表示,“目前團(tuán)隊(duì)正推進(jìn)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì),團(tuán)隊(duì)也將持續(xù)深耕 “電磁力控 + 視覺引導(dǎo)” 技術(shù),計(jì)劃2025年完成中試量產(chǎn),目標(biāo)覆蓋汽車模具、醫(yī)療器械等大型市場,助力我國從“制造大國”向“制造強(qiáng)國”邁進(jìn)。”

在未來,云磨智擎團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)將進(jìn)一步推進(jìn)該項(xiàng)目落地實(shí)用,以實(shí)現(xiàn)柔性打磨拋光設(shè)備的生產(chǎn)應(yīng)用,為全球制造業(yè)提供“中國方案”,為‘中國智造’提供更多‘柔性’力量。

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