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辛栋:激发小齿轮中蕴藏的“大能量”,以匠心致敬未来

2022-09-29 来源:深圳新闻网

人才之问:一个个小齿轮,辛栋是如何激发它们隐藏的大能量?面对行业内微小模数齿轮难以检测的瓶颈问题,他有着什么样的解决办法?为适应不断变化的市场,他是如何带领团队走出对国外工业软件的依赖?对于工匠之心,他又有着怎样的理解?

人才名片:辛栋,专注于微型行星齿轮减速器的设计和制造工作11年,解决了行星齿轮回差大的多项技术难题。对微型行星齿轮的设计、制造颇有心得,获得了省、市和行业的多次大奖,通过优化面齿轮齿形的设计,解决了齿轮设计参数多、周期长的问题,提高了微型行星齿轮减速器的制造质量和生产效率。曾荣获中国机械工业科学技术奖特等奖、广东省科技进步一等奖,个人获得8项国内外发明专利,7个实用新型专利授权。

锚定宝安 谋求发展

一个小小的齿轮,看似不起眼,却隐藏着大学问。扎根宝安十年,辛栋始终坚守在齿轮研发岗位上,不断激发着小齿轮中蕴藏的“大能量”。

2010年,辛栋取得郑州大学材料科学与工程学院材料加工工程专业硕士学位。毕业后的两年时间里,他进入了青岛一家模具企业,尽管在岗位上取得了不错的成绩,但辛栋内心始终渴望着更为广阔的平台。

“深圳是创新创业之都,有着浓厚的创新氛围。同时,宝安的模具行业在全国知名,无论是从所学专业还是未来发展角度,对我来说这里都更契合,机会也更多。”2013年,辛栋选择来到宝安发展,入职深圳市兆威机电股份有限公司(以下简称“兆威机电”)。

刚进入公司,辛栋被安排到工程部负责模流分析工作,对具有精度要求的注塑齿轮进行收缩和变形分析。对眼前的工作辛栋虽并不陌生,但与之前相比,兆威机电制造的齿轮更微小精密,技术难度也更加大。“这里的产品更加精密,交付期限也更短,面对更高要求的产品方案,我必须加快适应。”在岗位上,辛栋一直活跃在生产一线,积极与同事探讨交流,凭着一股刻苦钻研、认真付出的精神,他很快便在新的工作中得心应手。

辛栋活跃在生产一线

潜心钻研 初露锋芒

万丈高楼平地起,技术人才的成长也是如此。随着兆威机电齿轮箱业务发展的需要,入职两年后的辛栋被抽调到研发部从事齿轮箱开发相关工作。新的领域、新的岗位、新的要求,随之而来的也是新的困难和挑战。

面对新部门迫切需要拿出产品、打开市场的局面,辛栋日夜坚守在岗位,在日常工作中加强设备操作技能学习的同时,他也如饥似渴地学习“充电”,向身边的前辈请教经验,不断从技术角度上优化、完善当时最主要的齿轮箱产品。经过在实践中持续地摸索和试错,一个个齿轮箱在辛栋的手中不断迭代更新,以更高的品质、更优异的性能,获得了华为等一批客户的认可,逐渐打开了兆威机电在齿轮箱产品的市场。

然而,研发之路并非坦途。2018年初,一款采用了新材料、新工艺的微型齿轮箱,在产品运行过程中存在卡滞现象,量产不良率高达30%。由于这批齿轮箱采用的是4.1mm直径行星齿轮箱,零件尺寸小且数量多,组装和拆解分析存在很大的困难,作为兆威机电年度重点开发项目,齿轮箱面临着量产“难产”问题,严重影响生产和多个客户的交付。

“绝对不能耽误了产品的交期,必须尽快找到解决方案!”辛栋说道,作为应急处理的负责人,他立即组织研发、工程、品质和生产等部门开展专项调研,从齿轮参数设计和仿真分析、微小齿轮精度检测和测量能力提升、专用装配夹具导入等方面入手,不断查错试错、分析现象、总结经验,通过优化设计参数,从而提升齿轮箱的品质稳定性和组装精度。最终,这批齿轮箱的生产不良率大幅度降低,顺利交付客户。

辛栋和团队讨论工作

2015年至2018年研发期间,辛栋完成了塑胶摆线减速器设计与开发、24MM谐波减速器开发、粉末冶金摆线减速器的设计与试验。与此同时,他作为项目主要负责人,还负责深圳市科技创新项目《服务机器人关节传动机构的研发》,并成功结项。在兆威机电的第一个三年,他通过潜心钻研、不断努力,设计研发出更受市场青睐的产品,成功为公司增收500万元。

自主研发 跨越障碍

2019年,对于辛栋来说是具有里程碑意义的一年。在日常的研发工作中,辛栋发现由于目前所研发的齿轮日益精密,对齿轮的检测也提出了更高的要求。然而,齿轮检测中心的检测设备,其中的探针球头是Φ0.3mm,对于0.2mm以下微小模数齿轮,无法进行准确测量,这也是行业内普遍存在的问题。

怎么样能够解决这一问题,实现对微小模数齿轮的检测?辛栋开始沉下心思考,如果使用更细的探针球头,在实际的使用过程中很容易碰断或是变形,影响后续的检测结果,同时也需要更高的经济成本,除了使用探针,还有别的方法吗?

“后来,我反复琢磨,最终从摄影拍照中找到了灵感,通过对微小模数齿轮进行拍照,再使用专业软件工作,对影像进行提取整理。”辛栋介绍道,这种微小模数直齿轮精密测量方法,是采用光学检测设备,也就是影像法,以非接触测量方法,解决光线优化、中心定位、误差滤波等多项关键技术难题,能够实现0.065mm微小模数齿轮的定量检测,具有测量效率高、检测指标全面、经济实用的优势。

兆威机电微型齿轮

“办法总比困难多,认定一件事,坚持去做,总会有收获。”辛栋如是说道,在他的努力下,该微小模数直齿轮精密测量方法的研发,直接解决了行业内关键的瓶颈问题,也被GB/T38192-2019国家标准附录D收录。

在长期从事微型齿轮箱的研发设计工作中,辛栋对微型传动日益增长的市场需求,以及齿轮传动的精密性、设计在产品开发中的引领作用等认识日益加深。

随着智能家居、个人护理、智能医疗、智能通信等行业领域的产品不断发展升级,对齿轮行业市场应对速度、开发周期时长都提出了更高的要求。如何适应市场变化,满足客户迫切的需要,又成为辛栋必须要去面对的问题。

在工作中,辛栋意识到目前国内对于齿轮的设计和建模,往往需要依赖国外开发的设计软件,而随着市场的不断变化,兆威机电齿轮设计和建模的需求量与日俱增,设计软件成为摆在面前的障碍。思索之后,辛栋向公司提出了齿轮快速建模的想法,得到了领导的支持和认可。

“我不是计算机专业出身,其实一开始并不懂怎么去写代码,怎么去开发。”辛栋坦言,“但我身上,有一股不害怕困难的精神。”在团队的支持和共同努力下,他夜以继日学习课程、查阅资料,向老专家学习齿轮设计和加工经验,终于顺利完成了面齿轮齿形设计和建模软件的自主开发。

辛栋介绍道:“这个软件具有直齿面齿、斜齿面齿、非正交面齿轮等的设计、修形和快速建模能力,仅1—2分钟即可完成复杂空间曲面的建模,大幅提高了面齿轮的建模速度,同时也解决了我们依赖国外工业软件的问题。”目前,该软件已成熟应用于骨科冲洗泵、电子锁和VR便携雷达等产品,取得了显著的经济效益。

兆威机电齿轮设计系统

追求不止 匠心致远

时至今日,辛栋和齿轮的缘分已经来到了第十个年头,与齿轮也进入到更深层次的交流。近年来,通过舵机低噪音和小回差传动机结构的设计、噪声测试、回差试验台研制,以及对强度测试等技术难题的攻克,辛栋完成了6款以上舵机产品的研制。与此同时,他顺利完成深圳市重大技术攻关项目《面向机器人舵机的关键技术研发》,该项目累计营收达765万元。

天道酬勤,十年来的研发工作中,辛栋针对微型传动结构设计中的问题,提出了多项改善方案,在新型传动结构的应用上取得国外PCT发明专利授权2项、国内发明专利授权4项,包括《锁紧装置》《音圈电机》等;取得《蜗杆加工刀具》《摄像头翻转旋转机构及电子设备》实用新型专利授权35项、计算机软件著作权登记2项。

对于匠心,辛栋也有着自己的理解。“我认为的匠心,就是要爱岗敬业,对自己的工作保持热爱和尊敬,对自己所处的领域保持钻研的态度,实事求是地看待问题。”

从2013年加入兆威机电,辛栋参与着企业的飞速发展,也见证着宝安的不断变化,面向未来,辛栋内心坚定:“我将秉持着个人成长和企业的发展紧密联系在一起的初心,专业、敬业地做好每项工作,同时也为培育国家新生一代制造力量做出自己的贡献。”