集聚創(chuàng)新資源，產(chǎn)學研用深度融合
——走進江蘇集萃精密制造研究院

[編者按]江蘇集萃精密制造研究院有限公司由南京航空航天大學、江蘇省產(chǎn)業(yè)技術研究院、南京浦口經(jīng)濟開發(fā)區(qū)合作共建，是江蘇省產(chǎn)業(yè)技術研究院精密與微細制造技術研究所和南京航空航天大學浦口先進制造研究院的運營實體，致力于鏈接社會資源、集聚產(chǎn)業(yè)需求，實施高端裝備制造領域共性關鍵技術研發(fā)、科技成果轉化和技術服務，解決企業(yè)技術難題。重點開展組合電加工、高效精密機械加工、激光與增材制造、在線精密測量、光傳感和光電模組、機器人智能制造裝備等關鍵核心技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，服務航空、航天、軌道交通等產(chǎn)業(yè)領域。

發(fā)展與現(xiàn)狀

江蘇集萃精密制造研究院有限公司集成果轉化、人才培育、技術服務于一體，是南京市浦口區(qū)的科技創(chuàng)新平臺、企業(yè)專家工作室建設單位和創(chuàng)新發(fā)展突出貢獻社會單位，設有江蘇省企業(yè)研究生工作站、南京市博士后創(chuàng)新實踐基地、“EMAG中德先進制造聯(lián)合研究中心”和“MITIS中法先進制造聯(lián)合研究中心”，建立了ISO9001質(zhì)量管理體系和武器裝備質(zhì)量管理體系，并已建設成為國家高新技術企業(yè)、南京市新型研發(fā)機構、南京市精密制造與裝備技術工程研究中心。

在軟件和硬件條件方面，現(xiàn)有研發(fā)用房9600m2，擁有精密電火花成形、精密電解、五軸數(shù)控加工中心、鉆銑鉚多功能智能機器人等先進制造裝備，以及非接觸智能化在線精密測量、機器人電弧熔絲增材等材一體化成形等自主研發(fā)裝備，大型儀器設備總值6000萬元。已形成集制造工藝、智能檢測、智能器件和集成裝備為一體的創(chuàng)新團隊，專兼職人員56人，其中國家級領軍人才2人，江蘇省“333工程”人才2人，江蘇省“青藍工程”中青年學術帶頭人1人，江蘇省六大高峰人才4人，創(chuàng)業(yè)南京英才計劃1人，江蘇省產(chǎn)業(yè)技術研究院青年研究員1人，博士生導師7人。設有南京市大學生科創(chuàng)實驗室，與高校聯(lián)合培養(yǎng)集萃研究生30余人，先后引育3支大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，獲得中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎并且有兩個項目團隊實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

在創(chuàng)新與研發(fā)方面，與中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司、沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司，中國航天南京晨光集團有限責任公司、北京星航機電裝備有限公司等航空航天企業(yè)，以及中國航空制造技術研究院等單位開展合作，面向國家急需解決企業(yè)生產(chǎn)瓶頸問題。近3年來，先后承擔了能場約束結構件增材制造關鍵技術及典型應用研究、寬體客機疊層復合材料制孔裝備研發(fā)等國家與省部級項目，幫助50余家企業(yè)解決技術難題，累計承擔技術服務與產(chǎn)品開發(fā)合同70余項，申請和授權知識產(chǎn)權54項。

創(chuàng)新成果案例

江蘇集萃精密制造研究院有限公司圍繞航空、航天、軌道交通等產(chǎn)業(yè)領域，重點開展組合電加工、高效精密機械加工、激光與增材制造、在線精密測量、光傳感和光電模組、機器人智能制造裝備等關鍵核心技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，已形成一批技術領先、特色鮮明的創(chuàng)新成果。

（1）航空發(fā)動機閉式構件組合電加工整體制造技術。

圍繞航空發(fā)動機閉式構件整體制造需求，面向閉式整體葉盤、整體擴壓器等關鍵結構件，進行了空間彎扭流道加工區(qū)域劃分、工藝流程加工余量分布和尺寸精度補償、電極及其加工運動軌跡優(yōu)化、工藝參數(shù)優(yōu)選等組合電加工關鍵技術研究，解決了多種航空發(fā)動機閉式整體構件難以精確制造的難題。相關技術成果已在航空航天領域多家主機廠的多種關鍵結構件成功應用并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，促進了航空產(chǎn)品質(zhì)量的提升，為建國70周年國慶閱兵重點裝備提供了有力支撐。

組合電加工的閉式整體葉盤

（2）振動輔助高效精密加工技術與裝備。

面向航空航天新型陶瓷基復合材料、復合材料/金屬疊層結構等難加工材料及其結構的加工難題，突破了振動加工系統(tǒng)與機床的適配性、超聲諧振頻率自動跟蹤、振幅穩(wěn)定性控制、超聲振動系統(tǒng)諧振匹配、釬焊超硬磨料工具制造、核心零部件加工精度控制方法等核心技術，形成了振動輔助加工系統(tǒng)整體解決方案，并在多款航空發(fā)動機試制件上得到應用，有力支撐了我國新型航空發(fā)動機的研制與生產(chǎn)。

（3）機器人智能制造技術與裝備。

面向高端裝備的數(shù)字化、柔性化和智能化制造發(fā)展趨勢，開展基于關節(jié)反饋的高精度機器人控制技術、三維視覺檢測與引導技術等研究，提出了基于定位誤差深度學習與關節(jié)伺服反饋的機器人高精度控制策略，建立了耦合視覺在線檢測數(shù)據(jù)與離線規(guī)劃數(shù)據(jù)的機器人任務自適應修正模型，形成了末端執(zhí)行器模塊化結構設計與結構優(yōu)化方法，自主研制了系列化多功能末端執(zhí)行器和五大類機器人智能鉆、鉚、銑加工裝備，應用于航空航天大型復雜構件的加工，有力保障了我國航空航天器的快速研制和批產(chǎn)，成果被評為“南京市2020年十項重大創(chuàng)新成果”。

高精度機器人智能制造裝備

振動輔助高效精密加工工具與裝備

（4）激光與增材制造技術與裝備。

針對航空航天高性能、高精度、輕量化構件的制造需求，開發(fā)出高性能激光與增材制造技術，突破材料配制、組織-性能優(yōu)化和變形控制等關鍵技術，結合輕量化要求開展拓撲優(yōu)化設計，利用原位合成、稀土摻雜、顆粒增強等方法，并結合多能場加工和優(yōu)化組織凝固行為，電弧熔絲增材過程中的等材強化，全面提升零件的組織均勻性、力學性能、成形精度和疲勞壽命，實現(xiàn)了結構-工藝-功能一體化，提升了航空航天金屬構件的設計與制造水平。

雙機器人協(xié)同電弧增等材一體化裝備

（5）傳感用光電芯片及模組技術。

基于激光氣體檢測、激光三維掃描以及車載激光雷達的應用方向，設計和制造專用半導體激光芯片，突破了高速度、高靈活性、低功耗與微尺寸、光電模組關鍵技術，形成了高精度特種半導體激光芯片技術，提出并開發(fā)了工業(yè)現(xiàn)場激光氣體掃描、基于激光掃描港口船舶系泊輔助、地下管網(wǎng)激光氣體泄露掃描等新型測試系統(tǒng)裝備，應用于石油天然氣、交通運輸、港口船舶等廣泛領域。

激光遙測模塊