做一名中國高鐵的“保健醫(yī)生”

中國青年報客戶端訊（中青報·中青網記者 李超）在實驗室內，鹽城工學院機械電子工程專業(yè)2022屆畢業(yè)生許怡航正操縱著她的“寶貝”——全自動磁粉探傷機。應用該設備，許怡航團隊實現了對高鐵輪軸輪探傷的全流程的自動化和無人化。此前，高鐵輪軸輪對探傷還是一個又臟又累的活。

“通過這個發(fā)明，我們要爭當中國高鐵的’保健醫(yī)生’。”許怡航介紹，相較于傳統(tǒng)的人工探傷，他們作品的探傷效率提高了5倍，探傷精度提高了2倍。同時，該設備的最大優(yōu)點是避免了探傷操作工人長期接觸熒光磁粉而帶來的身體傷害，這對傳統(tǒng)磁粉探傷行業(yè)來說具有開創(chuàng)意義。

關于全自動磁粉探傷機，許怡航團隊已研究了3年時間。大學期間，許怡航及其團隊成員多次跟隨著老師進入工廠，在一線調研，逐漸掌握了大量磁粉探傷機的第一手資料。探傷機廣泛應用于多個行業(yè)，可以顯示出材料加工成的零件和焊接的表面及內部缺陷，以評定制品的質量，是工業(yè)品的“保健醫(yī)生”，更是高鐵檢修流程中必不可少的一道工序。

通過大量的實地調研和資料檢索，他們發(fā)現，常見高鐵用途的磁粉探傷機有手工調節(jié)、計算機調節(jié)和單片機調節(jié)磁化電流等三種類型。

“這三種常見類型在追蹤度和精度方面都存在一些問題?！笨粗恳慌_探傷機都需要工人們手動操作，許怡航萌生了發(fā)明一臺全自動探傷機的想法。

鹽城工學院是一所具有地方行業(yè)特色的應用型本科人才培養(yǎng)院校，也是教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點高校，特別注重學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

大一時，學校就為每位新生配備了學業(yè)導師，開放了近千項大學生科創(chuàng)項目。與老師、同學們進行探討后，許怡航開始了全自動探傷機的發(fā)明和研究。幸運的是，她的想法得到了學業(yè)導師的大力支持。

讓許怡航沒想到的是，研發(fā)一臺全自動磁粉探傷需要多個學院、不同專業(yè)的師生參與合作，復雜程度超乎想象。

為了做出全自動磁粉探傷機，學業(yè)導師幫助許怡航請來了各個專業(yè)的“小小發(fā)明家”。團隊成員包括來自電氣工程自動化專業(yè)的李卓成和李欣華，來自機電專業(yè)的邵明智，來自物聯(lián)網專業(yè)的張恒瑞，以及其他團隊成員，大家都圍繞同一個夢想聚集到一起，共同為研制中國高鐵保健醫(yī)生的夢想群策群力。

團隊成員根據各自的專業(yè)特長埋頭鉆研，從“技術小白”開始，學習計算機輔助設計建模、自動控制原理、MATLAB仿真、計算機視覺算法開發(fā)、工裝夾具設計等，摸索如何設計電路、如何開發(fā)數據庫系統(tǒng)、如何實現網絡遠程通信。此外，他們還嘗試著與各種電商賣家、探傷機廠家、設備維護人員溝通打交道。

考慮到高鐵輪軸輪對體積較大，因許怡航也要做出來一個巨大的全自動磁粉探傷機。普通的教室里根本擺不開這么大的機器，許怡航和團隊成員只能在學校操場里借了一塊地方進行設備調試。

學校的風雨操場是室內運動場，沒有配備空調暖通系統(tǒng)，夏天室內溫度達到了45℃，他們只能任由汗水滴落在輪軸上，一趟又一趟得將輪軸上料、下料，反復測試自動化程序。

嚴冬里，許怡航凍得直跺腳，但依然要用凍僵的手指去為輪軸粘貼各種反光標簽，一次次不厭其煩得接通電路測試程序。

經過無數次努力，許怡航團隊提出了多單片機并聯(lián)結構的方案，創(chuàng)新地應用冗余并行總線進行單片機間數據傳輸，解決了數據傳輸的可靠性問題，使傳輸數據速度達到微秒級。她發(fā)明的探傷機追蹤電流的速度和精度比行業(yè)標準提高近10倍，遠超國內探傷機的設計目標。

同時，工作人員在使用該探傷機也實現了普通輪軸工件的探傷時間從40分中縮減到6分鐘左右的效率突破。該設備還能探測到0.6mm長度裂紋，提高了探傷精度，實現了真正代替人眼檢測功能。

目前，許怡航團隊的相關研究成果已獲得3項授權國家發(fā)明專利，2項授權實用新型專利，發(fā)表SCI高水平論文1篇。此外，該團隊還拿到了“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽江蘇省主體賽特等獎與國賽的入場券。“我們還希望將探傷的效率和精度更進一步，繼續(xù)努力，為中國高鐵保駕護航?！痹S怡航說。

來源：中國青年報客戶端

關鍵詞： 做一名中國高鐵的保健醫(yī)生 中國高鐵 磁粉探傷