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(chē)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(chē)輛學(xué)院教授張之敬帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期指導(dǎo)服務(wù)滕州市高端裝備制造業(yè)，與市屬?lài)?guó)有企業(yè)山東魯南機(jī)床有限公司建立了長(zhǎng)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(cè)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(dòng)能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，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(píng)為“棗莊英才”，被滕州市人才工作領(lǐng)導(dǎo)小組評(píng)為杰出“滕州英才”。

精密/超精密微小型車(chē)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(gè)偶然的機(jī)會(huì)，山東魯南機(jī)床有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“魯機(jī)公司”）與張之敬合作進(jìn)行了“CXWK-1車(chē)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(zhuān)業(yè)的態(tài)度和滕州市優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，打動(dòng)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(chē)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(chē)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(dòng)能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

超精密機(jī)床在魯南機(jī)床調(diào)試

精密/超精密微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床與工藝技術(shù)是通過(guò)一次裝夾實(shí)現(xiàn)對(duì)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(lèi)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(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的板類(lèi)部件、多幾何要素的高精度相貫結(jié)構(gòu)等，通過(guò)精密微小型車(chē)銑復(fù)合加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該類(lèi)結(jié)構(gòu)件的車(chē)、銑、車(chē)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(jí)/亞微米級(jí)三維復(fù)雜微小型結(jié)構(gòu)件車(chē)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(guó)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(guó)際先進(jìn)國(guó)家。國(guó)際上只有瑞士、德國(guó)、日本等少數(shù)國(guó)家擁有該項(xiàng)技術(shù)，設(shè)備價(jià)格昂貴，而且其超精密復(fù)合加工設(shè)備技術(shù)對(duì)中國(guó)是嚴(yán)格禁運(yùn)的。

張之敬團(tuán)隊(duì)針對(duì)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(chē)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(guò)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(jí)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，通過(guò)線(xiàn)性絲杠導(dǎo)軌的宏動(dòng)和微動(dòng)臺(tái)的微動(dòng)來(lái)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(xiàn)度誤差影響從幾十微米降低到1微米以下；微小型刀庫(kù)技術(shù)，研發(fā)出了市場(chǎng)上最小的相當(dāng)于ISO15刀柄的自動(dòng)換刀刀庫(kù)；一種創(chuàng)新的非接觸式自動(dòng)對(duì)刀技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低成本高精度快速對(duì)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(jìng)爭(zhēng)力

要使中國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，制造過(guò)程與制造系統(tǒng)的數(shù)字化、柔性自動(dòng)化、智能化是發(fā)展的主要趨勢(shì)。而在中國(guó)國(guó)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(guó)家，基本處于以手工、感覺(jué)為主的人工裝配。這種現(xiàn)狀是造成中國(guó)產(chǎn)品制造水平低的一個(gè)主要原因。因此針對(duì)航天、航空、電子、汽車(chē)、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(dòng)化、智能化裝配系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)精密微細(xì)結(jié)構(gòu)裝配過(guò)程由憑感覺(jué)定性控制向精準(zhǔn)定量?jī)?yōu)化和控制的跨越。

張之敬團(tuán)隊(duì)在國(guó)防精密裝配國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)防科技基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金儀器專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)防科技推廣項(xiàng)目、企業(yè)服務(wù)項(xiàng)目等20多個(gè)項(xiàng)目資助下，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)研發(fā)和推廣，突破了高精度圖像識(shí)別、基于視覺(jué)伺服的精確對(duì)位、微米級(jí)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(zhuān)利“一種用于精密裝配的柔性保護(hù)夾具”（專(zhuān)利號(hào)：ZL 201710744126.3）等26項(xiàng)，在多個(gè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。基于視覺(jué)伺服的精確對(duì)位、多維柔性抓取與夾持等技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平。所研制的高精度、自動(dòng)化裝配系統(tǒng)中具有可自動(dòng)識(shí)別裝配件位置和尺寸的圖像處理子系統(tǒng)、亞微米級(jí)控制分辨率的自動(dòng)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(jí)同軸對(duì)準(zhǔn)子系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)可根據(jù)對(duì)象進(jìn)行可重配置調(diào)整，可自動(dòng)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(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的柔性自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。

○張之敬教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)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(chē)輛學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師，國(guó)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(jí)學(xué)科責(zé)任教授，北京理工大學(xué)師德標(biāo)兵，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)精密裝配技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任、裝備發(fā)展部先進(jìn)制造技術(shù)專(zhuān)家，國(guó)家安全重大基礎(chǔ)研究（國(guó)防973）計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家。長(zhǎng)期在機(jī)械制造及其自動(dòng)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(cè)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(chē)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(dòng)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(shí)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。