在制造業加速邁向智能化的進程中,打磨拋光環節的技術革新成為提升產品品質與生產效率的關鍵。中國計量大學的“云磨智擎”學生團隊成功研發出 “基于電磁力控與視覺引導的柔性打磨拋光設備”,這一創新成果在技術、應用及行業推動等多方面展現出巨大價值,為智能制造領域注入了新的活力。

直擊行業痛點:傳統打磨 “硬傷” 催生柔性化解決方案

傳統打磨工藝長期受困于諸多難題。在復雜曲面加工場景下,剛性打磨設備常常引發過載損傷,致使工件報廢；欠打磨問題屢見不鮮,導致產品質量難以保障;二次退火現象頻發,不僅降低生產效率,還影響產品性能。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中,顯得尤為突出。    

中國計量大學的周柯宇、陳陽鋆等9位本科生組成的“云磨智擎”團隊,在蔣志韜、張繼成、錢麗娟等老師的指導下,敏銳地捕捉到這些行業痛點。他們以解決實際問題為導向,開啟了對新型打磨設備的研發之旅,立志突破傳統打磨技術的瓶頸,為行業發展探尋新的路徑。

云磨智擎團隊研發的柔性打磨拋光設備具有三大核心技術：重新定義精密打磨標準

該項目的核心競爭力在于多項創新技術。高精度電磁變剛度柔順打磨裝置,融合機械力學與電磁學理論,深入剖析定圈動鐵式音圈電機的電磁特性,構建力位耦合數學模型。這一創新設計實現了40ms 的快速響應、20mm的位置補償和±1N的高精度力控,遠超傳統設備,3項發明專利為其提供了堅實的技術支撐,確保打磨過程的精準與高效。

智能翻轉工作臺的多面打磨工藝同樣出色。創新設計的工作臺配備高精度分度盤,與整體系統協同作業,實現多角度加工。這一工藝不僅減少裝夾誤差,還大幅提升生產效率,背后的5項發明專利為其提供了有力保障,能夠滿足復雜工件多面高精度打磨的需求。

基于視覺識別和深度學習的精準定位與路徑規劃技術,借助激光3D掃描獲取工件三維數據,通過自主算法逆向構建模型,結合機器人六軸坐標系實現多坐標系精準匹配,生成高精度打磨軌跡。該技術有效解決了理論與實際坐標偏差的難題,1項軟件著作權見證了其創新成果,使設備能夠精準定位和規劃復雜曲面工件的打磨路徑。

項目歷時2年完成原理設計、樣機研制與工業測試。團隊突破“學生科研落地難”瓶頸,與企業共建聯合實驗室,實現“技術研發-場景驗證-工藝優化”閉環,被行業專家評價為“兼具學術價值與工程意義的典型成果”,該項目成果獲得了多方面的權威認可。經中國科學院上海科技查新咨詢中心國內外查新,證實項目核心技術具有新穎性,綜合技術達到國際先進水平。團隊申請的8項專利,包括7項發明專利、1件軟件著作權和1項外觀專利,形成了完善的知識產權保護體系。

在項目成果轉化與行業應用落地的關鍵階段,“云磨智擎” 團隊與浙江思普鋸業有限公司(簡稱“思普鋸業”)達成深度產學研合作,共同開啟智慧化鋸條焊縫打磨拋光領域的技術革新。作為國內高端鋸切工具制造的龍頭企業,思普鋸業以“降低鋸切成本,提升切削效率”為愿景,通過持續創新、全球化合作及嚴格的質量管理體系推動行業進步。雙方聯合開發的柔性打磨拋光工藝已納入思普鋸業高端產品線的標準制程,成為了高校科研成果與細分行業深度融合的典型范例。

“我們希望通過技術創新,讓精密加工不再依賴‘老師傅經驗’,而是用智能設備實現‘一鍵精準加工’我們不僅是設備研發者,更是精密加工生態的構建者。” 團隊負責人周柯宇表示,“目前團隊正推進設備模塊化設計,團隊也將持續深耕 “電磁力控 + 視覺引導” 技術,計劃2025年完成中試量產,目標覆蓋汽車模具、醫療器械等大型市場,助力我國從“制造大國”向“制造強國”邁進。”

在未來,云磨智擎團隊預計將進一步推進該項目落地實用,以實現柔性打磨拋光設備的生產應用,為全球制造業提供“中國方案”,為‘中國智造’提供更多‘柔性’力量。

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