“黨員在行動(dòng)”之“團(tuán)結(jié)協(xié)作，拼搏創(chuàng)新”的精密運(yùn)動(dòng)與先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)
發(fā)布：2016-07-28
作者：先進(jìn)制造所/黨群辦 張馳、黃彬彬/胡楠
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字號(hào)：小 大 打?。?a href="javascript:pintDocument()">2010年10月，數(shù)控機(jī)床用大推力直線電機(jī)演示系統(tǒng)研制成功……
2012年8月，用于安防系統(tǒng)的長(zhǎng)行程重載高速磁懸浮門機(jī)研發(fā)成功……
2014年3月，智能磁懸浮直驅(qū)門機(jī)系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了商業(yè)應(yīng)用……
2014年12月，智能磁懸浮直驅(qū)門機(jī)系統(tǒng)獲得寧波市裝備制造重點(diǎn)領(lǐng)域首臺(tái)套產(chǎn)品認(rèn)證……
2015年5月，基于主動(dòng)萬(wàn)向腳輪的全向移動(dòng)平臺(tái)研發(fā)成功并在企業(yè)車間試用……
……
這是“精密運(yùn)動(dòng)與先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)”，寧波材料所一個(gè)年輕的科研團(tuán)隊(duì)取得的科研成績(jī)！
“團(tuán)結(jié)協(xié)作，拼搏創(chuàng)新”，在精密運(yùn)動(dòng)與先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)辦公室偶然抬頭可以看到這八個(gè)字，環(huán)顧四周滿滿一屋子的員工和研究生們正在緊張有序地工作著。回顧這個(gè)團(tuán)隊(duì)幾年來(lái)的經(jīng)歷，再看看這樣的場(chǎng)面,每一位了解這個(gè)團(tuán)隊(duì)的人都會(huì)感慨萬(wàn)千。
團(tuán)結(jié)協(xié)作，不斷拓展科技研發(fā)新方向
2009年底，為了進(jìn)一步發(fā)揮寧波材料所在材料領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)磁性材料向技術(shù)鏈下游的機(jī)電裝備延拓發(fā)展，支撐和推動(dòng)我國(guó)高端裝備制造業(yè)的發(fā)展，在寧波材料所二期建設(shè)中，將直驅(qū)電機(jī)及其應(yīng)用方向轉(zhuǎn)入新建的先進(jìn)制造所，以加強(qiáng)該領(lǐng)域方向的建設(shè)。
當(dāng)時(shí)這個(gè)團(tuán)隊(duì)缺乏高層次人才，沒(méi)有自己的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)的發(fā)展在變化中不斷前行，2010年5月，具有20多年直線電機(jī)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化背景的廖有用研究員擔(dān)任團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，徹底改變了團(tuán)隊(duì)缺少領(lǐng)軍人物的現(xiàn)狀。廖有用倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)年輕的工程師們成員們要“會(huì)設(shè)計(jì)，更要會(huì)制造”，鼓勵(lì)大家直接參與電機(jī)制造各種工藝流程，親自動(dòng)手裝配、灌膠。在他的帶領(lǐng)下，充實(shí)了有機(jī)床設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)的陸彤工程師、從事驅(qū)動(dòng)器研發(fā)的舒鑫東和周杰等員工，整體的團(tuán)隊(duì)技術(shù)力量得到加強(qiáng)，特別是年輕人的能力和戰(zhàn)斗力得到很大的提高。
2012年2月，隨著另一位擅長(zhǎng)“精密運(yùn)動(dòng)控制”的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張馳研究員的加入，團(tuán)隊(duì)與美國(guó)密西根大學(xué)在“內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)”方向合作關(guān)系的建立，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)雙讀頭高精度控制系統(tǒng)、磁懸浮安防門高速高精度智能監(jiān)控系統(tǒng)、直線電機(jī)精密伺服驅(qū)動(dòng)器、音圈電機(jī)高精度控制器等精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)及產(chǎn)品的初步成型，團(tuán)隊(duì)開始形成新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家國(guó)際科技合作項(xiàng)目等近10項(xiàng)國(guó)家、省市級(jí)科研項(xiàng)目，成功申請(qǐng)了寧波市精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)開始走上快速發(fā)展的道路。
團(tuán)隊(duì)由之前主要研發(fā)超精密工件臺(tái)用高精度直線電機(jī)，逐漸向大推力高速度直線電機(jī)系統(tǒng)、大扭矩高精度力矩電機(jī)系統(tǒng)等有明確產(chǎn)業(yè)需求背景的方向延拓?？蒲袌F(tuán)隊(duì)研發(fā)出了用于航空部件加工數(shù)控機(jī)床用的長(zhǎng)達(dá)10米的大推力高精度直線電機(jī)，性能和西門子同型號(hào)電機(jī)對(duì)標(biāo)；研發(fā)出了用于精密數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的直驅(qū)力矩電機(jī)系統(tǒng)，重復(fù)定位精度2角秒；研發(fā)出了用于高速劍桿織機(jī)的開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電梯曳引機(jī)用軸向磁通盤式電機(jī)、用于圓編機(jī)的外轉(zhuǎn)子大力矩電機(jī)及雙讀頭高精度控制系統(tǒng)、基于PC的開放式運(yùn)動(dòng)控制器等，展示了先進(jìn)制造所作為寧波材料所(工研院)創(chuàng)新單元在裝備制造方面的科研能力。
2013年12月，楊桂林高級(jí)研究員從新加坡歸國(guó)，將國(guó)際領(lǐng)先的機(jī)械電子、機(jī)器人及制造自動(dòng)化方面的先進(jìn)理念和研究技術(shù)帶入了團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)在先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的研究方向更加明晰。楊桂林研究員為團(tuán)隊(duì)確立了機(jī)器人直覺(jué)示教與快捷編程、機(jī)器人誤差補(bǔ)償與精度提高、力-運(yùn)動(dòng)混合控制技術(shù)等機(jī)器人運(yùn)用技術(shù)，以及基于全向移動(dòng)平臺(tái)和一體化柔順機(jī)器人關(guān)節(jié)的移動(dòng)操作機(jī)器人等下一代工業(yè)機(jī)器人技術(shù)兩個(gè)研究方向，先后承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、地區(qū)聯(lián)合基金項(xiàng)目、中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目等重大項(xiàng)目，機(jī)器人技術(shù)方向進(jìn)入了發(fā)展的快車道。
團(tuán)隊(duì)內(nèi)部團(tuán)結(jié)協(xié)作，將電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)用于機(jī)器人系統(tǒng)，研發(fā)出了基于直驅(qū)力矩電機(jī)和開放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)器人、基于高速高精度直線電機(jī)的直角坐標(biāo)機(jī)器人、基于萬(wàn)向腳輪的全向移動(dòng)機(jī)器人，并在機(jī)器人的直覺(jué)示教與快捷編程、誤差補(bǔ)償與精度提高、移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航技術(shù)等方向取得了顯著進(jìn)展。
拼搏創(chuàng)新，形成團(tuán)隊(duì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力
2010年下半年，團(tuán)隊(duì)集中科研骨干，重點(diǎn)攻關(guān)大推力直線電機(jī)系統(tǒng)。在2個(gè)多月的項(xiàng)目執(zhí)行時(shí)間內(nèi)，大家克服了很多困難。骨干成員黃彬彬，在項(xiàng)目執(zhí)行后期一直在生病掛鹽水，但仍以飽滿的工作熱情圓滿完成電機(jī)制造任務(wù);他感慨地表示最大的體會(huì)是任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中大家的互相配合和團(tuán)隊(duì)凝聚力的提升，否則多達(dá)上千個(gè)零部件的演示系統(tǒng)是不可能在如此短的時(shí)間調(diào)試成功；負(fù)責(zé)演示系統(tǒng)機(jī)床設(shè)計(jì)裝配制造的陸彤工程師克服了工廠因限電不斷推遲交貨的困難，加班加點(diǎn)趕時(shí)間;翁志明等老師傅的經(jīng)驗(yàn)也起了很大的作用。
之后，在陳進(jìn)華、趙飛、張杰、黃彬彬、舒鑫東、蔣哲、周杰等同志的共同努力下，大推力直線電機(jī)系統(tǒng)、低速大扭矩直驅(qū)力矩電機(jī)、應(yīng)用熱壓輻向環(huán)的音圈電機(jī)、內(nèi)燃直線發(fā)電系統(tǒng)、劍桿織機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、懸浮式直驅(qū)門機(jī)系統(tǒng)等研發(fā)成功，特別是應(yīng)用熱壓輻向環(huán)的音圈電機(jī)和軸式直線電機(jī)采用所磁性材料事業(yè)部的優(yōu)勢(shì)技術(shù)－熱壓輻向環(huán)為核心部件，團(tuán)隊(duì)在先進(jìn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域形成了核心競(jìng)爭(zhēng)力。
2013年，從意大利學(xué)成歸國(guó)的鄭天江博士將仿生機(jī)器人、軟體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真及設(shè)計(jì)中的所學(xué)融入到多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和多關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究中，研發(fā)成功了基于PC的開放式全軟運(yùn)動(dòng)控制器，并在團(tuán)隊(duì)開發(fā)的并聯(lián)機(jī)器人和移動(dòng)機(jī)器人上成功應(yīng)用。鄭天江為了按期完成項(xiàng)目，使機(jī)器人參加寧波市智博會(huì)，經(jīng)常加班到深夜。2014年國(guó)慶節(jié)是他結(jié)婚的大喜日子，為了完成項(xiàng)目，他沒(méi)有請(qǐng)一天假去準(zhǔn)備婚禮，婚禮結(jié)束后又放棄蜜月度假，提前返回研究所繼續(xù)工作。他這種忘我拼搏的精神感動(dòng)了項(xiàng)目組的全體成員，在他的感召下，大家努力拼搏、爭(zhēng)分奪秒，提前完成了項(xiàng)目。鄭天江在工作中肯動(dòng)腦、善思考，在參觀中國(guó)工業(yè)博覽會(huì)后，他撰文分析了國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的不同特性，探討了機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和前景。該文被中國(guó)科學(xué)報(bào)、人民網(wǎng)（科技頻道）、科學(xué)網(wǎng)、搜狐新聞等多家媒體網(wǎng)站轉(zhuǎn)載。
經(jīng)過(guò)多年的團(tuán)結(jié)協(xié)作，團(tuán)隊(duì)工作學(xué)習(xí)氛圍好，人氣旺，開展各項(xiàng)工作的積極性有效提升；團(tuán)隊(duì)高效管理，制度嚴(yán)明，比如在項(xiàng)目管理這塊，每個(gè)項(xiàng)目都有負(fù)責(zé)人和組員，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人按要求撰寫計(jì)劃表和技術(shù)文檔，定期匯報(bào)實(shí)際進(jìn)展情況與計(jì)劃表校比，并作為團(tuán)隊(duì)成員考核的參考依據(jù)之一。團(tuán)隊(duì)每月舉行學(xué)習(xí)交流會(huì)，輪流做報(bào)告交流技術(shù)、項(xiàng)目研發(fā)情況、工作心得等，分享各種經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。
挑戰(zhàn)傳統(tǒng)，贏得科技創(chuàng)新新起點(diǎn)
傳統(tǒng)的平移門機(jī)通常采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)加皮帶的間接驅(qū)動(dòng)方式，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為門扇的直線運(yùn)動(dòng)。由于存在中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)和傳動(dòng)磨損，傳動(dòng)效率、平移速度和壽命有限，不適用于高速或重載場(chǎng)合，故障率較高，容易松滑，傳動(dòng)件和支撐滑輪需要經(jīng)常維護(hù)或更換。
應(yīng)用廣泛的軸式直線電機(jī)省去機(jī)械傳動(dòng)件，實(shí)現(xiàn)更高的速度、更長(zhǎng)的壽命，但仍然受限于滑輪磨損問(wèn)題。為消除法向吸力影響，多采用端式固定直線電機(jī)或采用基于凹形構(gòu)件的框結(jié)構(gòu)，但仍未能有效解決性能受限和軌道磨損兩大長(zhǎng)期存在的關(guān)鍵共性難題。
年輕的科研人員突破思維定勢(shì)，采用磁懸浮技術(shù)解決支撐部件磨損問(wèn)題，綜合采用懸吊式結(jié)構(gòu)、敞開式無(wú)凹形構(gòu)件結(jié)構(gòu)和變平面結(jié)構(gòu)等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)解決衍生技術(shù)障礙。首次將常規(guī)上支式結(jié)構(gòu)水平翻轉(zhuǎn)進(jìn)而成功實(shí)施最理想的磁懸浮直驅(qū)結(jié)構(gòu)，敢于通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新克服水平翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的各種技術(shù)難題，因而具有很好的新穎性和創(chuàng)造性。經(jīng)國(guó)際查新，此結(jié)構(gòu)為國(guó)際首創(chuàng)的磁懸浮結(jié)構(gòu)。
此項(xiàng)科研成果采用國(guó)際首創(chuàng)的雙導(dǎo)軌懸吊式磁懸浮直驅(qū)結(jié)構(gòu)有效解決了直線驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域速度、壽命、可靠性等性能受限問(wèn)題和軌道磨損問(wèn)題，適用于長(zhǎng)中短行程、重中輕負(fù)載、高中低速度等各類直線驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合，真正找到了一種應(yīng)用范圍廣、適合標(biāo)準(zhǔn)化的通用性直線驅(qū)動(dòng)裝置解決方案，使我國(guó)自動(dòng)門機(jī)技術(shù)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。在產(chǎn)業(yè)上，打破了國(guó)外行業(yè)巨頭長(zhǎng)期對(duì)高端自動(dòng)門機(jī)壟斷的局面，有利于引領(lǐng)我國(guó)自動(dòng)門產(chǎn)業(yè)(年產(chǎn)值達(dá)1300億元)的技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而促進(jìn)自動(dòng)門這個(gè)傳統(tǒng)大型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，提升我國(guó)自動(dòng)門產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)品附加值，也標(biāo)志著我國(guó)自動(dòng)門機(jī)產(chǎn)業(yè)從跟隨模仿轉(zhuǎn)入了引領(lǐng)創(chuàng)新的新局面。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的具有國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平的精密數(shù)控機(jī)床用大推力直線電機(jī)等先進(jìn)裝備將對(duì)寧波市等長(zhǎng)三角地區(qū)裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動(dòng)和支撐作用，目前，團(tuán)隊(duì)正在積極爭(zhēng)取以大項(xiàng)目和平臺(tái)為依托，不斷提升團(tuán)隊(duì)能力，拓展科研方向，為區(qū)域高端制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)重要的力量。