張之敬讓“滕州制造”走得更遠(yuǎn)

○北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院教授張之敬Zhang Zhijing, professor at the School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology.

北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院教授張之敬帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)長期指導(dǎo)服務(wù)滕州市高端裝備制造業(yè)，與市屬國有企業(yè)山東魯南機(jī)床有限公司建立了長期密切的合作關(guān)系，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)在“精密超精密微細(xì)復(fù)合加工技術(shù)、智能型裝配與檢測技術(shù)”等高科技技術(shù)領(lǐng)域取得的科技成果，引領(lǐng)滕州市機(jī)械機(jī)床產(chǎn)業(yè)新舊動能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，做出了突出貢獻(xiàn)。2018年，張之敬教授先后被棗莊市人才工作領(lǐng)導(dǎo)小組評為“棗莊英才”，被滕州市人才工作領(lǐng)導(dǎo)小組評為杰出“滕州英才”。

精密/超精密微小型車銑復(fù)合加工技術(shù)率先在滕州成果轉(zhuǎn)化

2012年5月，一個偶然的機(jī)會，山東魯南機(jī)床有限公司（以下簡稱“魯機(jī)公司”）與張之敬合作進(jìn)行了“CXWK-1車銑復(fù)合加工中心”項(xiàng)目研發(fā)，魯機(jī)公司求賢若渴以及認(rèn)真專業(yè)的態(tài)度和滕州市優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，打動了張之敬團(tuán)隊(duì)，雙方密切合作多項(xiàng)成果研發(fā)，特別是CXKG25-1超精密微小型車銑復(fù)合加工中心在魯南機(jī)床試制成功，代表著張之敬團(tuán)隊(duì)“精密/超精密微小型車銑復(fù)合加工技術(shù)”率先在滕州市成果轉(zhuǎn)化成功，引領(lǐng)著滕州市機(jī)械機(jī)床產(chǎn)業(yè)集群新舊動能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。

超精密機(jī)床在魯南機(jī)床調(diào)試

精密/超精密微小型車銑復(fù)合加工機(jī)床與工藝技術(shù)是通過一次裝夾實(shí)現(xiàn)對三維復(fù)雜微小型異構(gòu)件的完整高效率加工，尤其適用諸如引信、制導(dǎo)器件、光學(xué)器件、醫(yī)療器械等加工。該類被加工件常具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，如帶有異型截面的回轉(zhuǎn)體、帶有異型孔腔和非對稱結(jié)構(gòu)的板類部件、多幾何要素的高精度相貫結(jié)構(gòu)等，通過精密微小型車銑復(fù)合加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對該類結(jié)構(gòu)件的車、銑、車銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等全部工序的完整加工，保證了加工精度。目前，在軍工或民品制造領(lǐng)域，微米級/亞微米級三維復(fù)雜微小型結(jié)構(gòu)件車銑復(fù)合加工是精密微小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工的主流技術(shù)。但中國制造行業(yè)在精密/超精密復(fù)合加工技術(shù)的整體水平落后于國際先進(jìn)國家。國際上只有瑞士、德國、日本等少數(shù)國家擁有該項(xiàng)技術(shù)，設(shè)備價格昂貴，而且其超精密復(fù)合加工設(shè)備技術(shù)對中國是嚴(yán)格禁運(yùn)的。

張之敬團(tuán)隊(duì)針對三維復(fù)雜微小型異構(gòu)件的完整高效率加工需求，提出了精密/超精密微小型車銑復(fù)合加工機(jī)床與工藝技術(shù)，在該技術(shù)的研發(fā)過程中突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；提出了基于模塊化的可重配置設(shè)計(jì)方法；宏微結(jié)合納米級運(yùn)動控制技術(shù)，通過線性絲杠導(dǎo)軌的宏動和微動臺的微動來實(shí)現(xiàn)大行程、高精度加工；導(dǎo)軌的耦合誤差補(bǔ)償技術(shù)，使普通導(dǎo)軌直線度誤差影響從幾十微米降低到1微米以下；微小型刀庫技術(shù)，研發(fā)出了市場上最小的相當(dāng)于ISO15刀柄的自動換刀刀庫；一種創(chuàng)新的非接觸式自動對刀技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低成本高精度快速對刀。

精密微細(xì)結(jié)構(gòu)智能裝配與集成系統(tǒng)技術(shù)打造滕州機(jī)床核心競爭力

要使中國由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，制造過程與制造系統(tǒng)的數(shù)字化、柔性自動化、智能化是發(fā)展的主要趨勢。而在中國國防和民用制造領(lǐng)域裝配與集成技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于先進(jìn)國家，基本處于以手工、感覺為主的人工裝配。這種現(xiàn)狀是造成中國產(chǎn)品制造水平低的一個主要原因。因此針對航天、航空、電子、汽車、3C等行業(yè)引信、火工品、導(dǎo)航制導(dǎo)器件、電子器件、微小型機(jī)電器件、傳感器等產(chǎn)品及器件裝配與集成制造領(lǐng)域的現(xiàn)狀，在深入進(jìn)行裝配基礎(chǔ)理論和技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，急需發(fā)展數(shù)字化、柔性自動化、智能化裝配系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中國精密微細(xì)結(jié)構(gòu)裝配過程由憑感覺定性控制向精準(zhǔn)定量優(yōu)化和控制的跨越。

張之敬團(tuán)隊(duì)在國防精密裝配國家973計(jì)劃項(xiàng)目、國防科技基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金儀器專項(xiàng)、國防科技推廣項(xiàng)目、企業(yè)服務(wù)項(xiàng)目等20多個項(xiàng)目資助下，經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)和推廣，突破了高精度圖像識別、基于視覺伺服的精確對位、微米級多維精密調(diào)整、柔性抓取與夾持、可重構(gòu)模塊化裝配系統(tǒng)技術(shù)、分布式自主控制系統(tǒng)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，獲得發(fā)明專利“一種用于精密裝配的柔性保護(hù)夾具”（專利號：ZL 201710744126.3）等26項(xiàng)，在多個領(lǐng)域推廣應(yīng)用。基于視覺伺服的精確對位、多維柔性抓取與夾持等技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。所研制的高精度、自動化裝配系統(tǒng)中具有可自動識別裝配件位置和尺寸的圖像處理子系統(tǒng)、亞微米級控制分辨率的自動調(diào)整子系統(tǒng)、可夾持幾種不同結(jié)構(gòu)零件的柔性抓取子系統(tǒng)、微米級同軸對準(zhǔn)子系統(tǒng)，整個系統(tǒng)可根據(jù)對象進(jìn)行可重配置調(diào)整，可自動化大批量裝配，也可實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同小批量裝配。目前該項(xiàng)技術(shù)正在向適應(yīng)多品種、變批量、定制化的未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的柔性自動化和智能化方向發(fā)展。

○張之敬教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)長期指導(dǎo)服務(wù)滕州市高端裝備制造業(yè)。Professor Zhang Zhijing leads his team to provide long-term guidance and services for high-end equipment manufacturing in Tengzhou.

Professor Zhang Zhijing led his team to provide longterm guidance and services for Tengzhou High-end Equipment Manufacturing Industry, gave full play to the scientific and technological achievements made by the team in fields of high-tech technologies such as “precision ultra-precision micro composite machining technology,intelligent assembly and detection technology”, leading the transformation of the old and new kinetic energy in the machinery and machine tool industry in Tengzhou city, realized the industrial upgrading, and made an outstanding contributions.

In May 2012, unexpectedly,Shandong Lunan Machine Tool Co., Ltd.Cooperated with Prof. Zhang Zhijing to carry out the research and development of the “CXWK-1 lathe-milling complex machining center” project. Professor Zhang’s team was affected by the serious and professional attitude of Lunan Machine Tool Co., Ltd and the excellent industrial foundation of Tengzhou,and both parties worked closely on a number of research and development achievements; in particular, the complex machining center of ultra-precision micro-small-size turning and milling has been successfully trial-produced in Lunan Machine Tools, representing the successful transformation of the first achievements of “Precision/ultraprecision micro and small-sized turning and milling compound processing technology” in Tengzhou by the team of Prof. Zhang Zhijing.

人物名片

張之敬，北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師，國防科技工業(yè)復(fù)雜微細(xì)結(jié)構(gòu)加工技術(shù)創(chuàng)新中心主任，航空宇航制造工程二級學(xué)科責(zé)任教授，北京理工大學(xué)師德標(biāo)兵，中國機(jī)械工程學(xué)會精密裝配技術(shù)專業(yè)委員會主任、裝備發(fā)展部先進(jìn)制造技術(shù)專家，國家安全重大基礎(chǔ)研究（國防973）計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家。長期在機(jī)械制造及其自動化、航空宇航制造工程、機(jī)械電子工程等學(xué)科領(lǐng)域從事精密數(shù)控加工設(shè)備與工藝、精密微細(xì)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)裝配、監(jiān)控檢測與故障診斷等方向的理論和技術(shù)研究，取得高轉(zhuǎn)速精密數(shù)控微小型車銑復(fù)合加工工藝與裝備技術(shù)、人機(jī)協(xié)同與柔性自動化裝配系統(tǒng)技術(shù)、基于制造特征的精密裝配仿真技術(shù)等多項(xiàng)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果，并在航天、航空、兵器、機(jī)床、電子等領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用。