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东莞理工学院机械工程学院:以重大科技项目为课堂 锻造高端装备制造生力军

发布单位: 更新时间:2025/05/13 17:24:24 访问量:

在国家重大科技基础设施建设中,东莞理工学院机械工程学院通过与中国科学院近代物理研究所的深度合作,创新性地推行“项目驱动、双导师制、产学研深度融合”的培养模式,让研究生在超导腔自动化装配系统研发实战中锤炼技术应用能力,为我国高能物理装备制造输送了一批具有实战经验的高素质人才。

【产教融合新范式】

2021年,东莞理工学院与中国科学院近代物理研究所惠州研究部(以下简称 “近物所”)正式开启联合培养研究生项目,聚焦国家重大科技基础设施的关键技术研究。超导腔作为粒子加速器的核心部件,其装配质量直接决定了加速器的整体性能。机械工程学院郭建文教授和王帅博士团队勇挑重担,承担了近物所射频超导腔自动化装配系统研发项目。截至2025年3月,先后共有11名研究生在近物所开展项目实践,团队以攻克超导腔高精度、高洁净度装配技术难题为目标,致力于推动超导加速器制造的技术进步。

为保障项目顺利推进和人才培养质量,机械工程学院建立“校内学业导师+校外产业导师”的工程教育双导师队伍,同时创新性地推行四段式、产-学-研-用轮动的专业实践模式,通过每周技术例会、每月项目推进会实现理论与实践深度融合。

【实战锤炼硬本领】

在现代高能物理研究中,超导腔的性能指标日益严苛,传统的超导腔装配方式主要依赖人工操作,存在效率低、精度不稳定、洁净度难以保障等问题,难以满足高性能超导腔的需求。

为解决这一瓶颈问题,郭建文教授和王帅博士团队带领研究生,针对超导腔在10级的超高洁净度中全自动装配的技术难题,开展了一系列创新性研究。

1.研发自动化洁净系统,通过智能风控技术,将装配环境微粒浓度控制在10级标准,实现洁净装配空间。

2.开发基于深度强化学习的3D视觉定位系统,实现精度±0.02mm级零件抓取定位。

3.研发洁净精密拧紧系统及恒扭矩智能终端(精度±1%),替代人工实现多轴协同装配。

4.构建AGV-库卡机器人协同作业平台,采用激光SLAM导航与柔性力控技术,实现百千克级超导腔的毫米级对接装配。

5.搭建虚实同步的装配数字孪生体,对装配过程进行实时模拟和监控,进一步提升装配的精确性与效率。

截至目前,项目团队已撰写七篇发明专利,超导腔全自动化装配系统已完成核心技术验证与系统试运行,初步实现无人化装配。试验评估显示,自动化装配系统的生产效率较传统人工装配提升约50%,同时装配质量的稳定性也得到了显著提高,相关成果在美国芝加哥国际LINAC2024会议上发布,这一创新成果和实验结果引起该领域世界同行的密切关注,在国际同类实验室中处于领先。

【人才培养显成效】

在四段式、产-学-研-用轮动的专业实践模式下,11名研究生实现从实验室到产业界的无缝衔接。罗文涛(2024届)入职湖南大学粤港澳大湾区创新研究院后,凭借在超导腔项目中积累的跨学科技术整合经验,主导完成多项科研项目招标及研发;陈文聪(2024届)加入深圳迎凯生物科技有限公司,专注洁净环境下医疗器械的系统设计。

在项目实战中,党员先锋不仅展现了卓越的技术攻坚能力,更成为团队精神的核心引领者。2023年7月,党员伍旦媛同志与杨震同志前往东江实验室开展专业实践,在超导腔自动化装配系统调试阶段面临关键技术挑战,如机械臂多次出现数据读取偏差、通讯中断及系统报错等问题。面对困境,二人带领团队深入剖析问题根源,通过系统性原理学习、多维度资料检索与跨平台算法验证,找到问题的根源,逐项攻克技术壁垒。创新性地优化了机械臂控制协议,利用激光传感技术新增动态误差补偿模块,将机械臂数据采集精度提升至99.7%。

该人才培养模式采用四段式、产-学-研-用实践体系(产业实践、理论学习、科学研究和应用迭代),自2023年起在学校各专业硕士学位点开展,覆盖新能源装备、集成电路封装、工业互联网等战略性新兴产业领域,这一创新范式不仅为东莞理工学院打造“新工科教育高地”注入动能,更成为支撑粤港澳大湾区先进制造业发展的“人才引擎”。

东莞理工学院与近物所的深度协同,是高校与科研机构协同创新的典范。从超导腔自动化装配系统的研发到国际领先成果的发布,从党员先锋模范作用的发挥到高层次人才的培养,这一项目的成功不仅推动了我国高能物理领域的技术进步,也为产学研合作和科教融合提供了宝贵经验,更彰显了地方高校服务国家战略的使命担当。未来,双方将继续深化合作,为国家重大科技基础设施建设贡献更多莞工力量,让“莞工力量”持续转化为支撑科技强国的“莞工智慧与人才支撑”。

(撰稿:伍旦媛、杨震、游星凌;一审:胡娜玲;二审:付皓珺;三审:邓维伟)