西安理工大学用激光曲面自适应在线除锈机填补技术市场空白

一只浅蓝色的“大眼睛”，安装在长约1米的四轮小车上，不仅能在电力工程的生产线上“丝丝般”移动，承担工业产品的除锈作业，还能降低成本的工业产品。 设备维护时间达83%以上，提高生产效率……近日，在西安理工大学自动化与信息工程学院“光电创客”工作室，王新梅教授向记者展示了研发的除锈机器人由他们的团队。

智能捕捉曲面自适应检测精度高达97%

钢铁在日常生活中应用广泛，但由于其自身的特性，钢铁很容易生锈。 据了解，全球每90秒就有1吨钢铁被腐蚀成铁锈。 与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀的破坏力也极其巨大，但由于它无声无息，很容易被忽视。

“有人把腐蚀比作金属癌症，因为腐蚀造成的危害和经济损失几乎发生在所有制造业。金属腐蚀产生的重金属离子会污染土壤、植物和水体，从而进入食物链，对环境造成影响。”危害。工程使用寿命缩短，产品质量下降，甚至造成重大工程事故。” 王新梅说，“传统的化学除锈需要将零件拆开，浸泡在酸洗池中，效率低下，设备损失大。传统的喷砂除锈污染环境，因此企业迫切需要一种解决方案。一种新的在线除锈方法我们团队研发了一款低成本的激光曲面自适应在线除锈机，填补了在线除锈技术市场的空白，可以避免因拆卸工件带来的停机麻烦，节省生产成本。”

现有的激光除锈机很难在线除锈。 主要原因是自适应曲面的瓶颈问题难以突破。 由于工件形状不同，如果太近，就会“过度烧蚀”，如果太远，就会“烧蚀不足”。 记者了解到，经过三年实践，王新梅师生团队突破了两项核心技术，利用AIGaN紫外光电传感器实现聚焦功能，使聚焦光在线除锈成为现实。 “一旦发生‘过度烧蚀’，我们如何快速控制它，使焦点后移？我们的方法是利用紫外线传感器来区分氧化铁发射光谱的差异，从而识别当前的焦点状态。当‘过度烧蚀’发生时，我们的方法是利用紫外传感器来区分氧化铁发射光谱的差异，从而识别当前的焦点状态。” “烧蚀”，用机器视觉扫描后，发现表面有烧蚀不足的情况，然后将焦点向前推，激光再次扫描，这样就可以智能自动完成，无需任何人工操作干预，检测准确率高达97%。”

更灵活的二维振镜提高小斑点除锈效率

“除锈剂解放了我的双手，不再需要用砂纸磨锈点了！” 一线工人王大江在使用在线除锈机对生产线上的设备进行除锈时兴奋地说。 “不仅效率提高了，我的手也不再害怕受伤了！”

通过“硬件选型”+“软件设计”+“控制算法设计”的架构，团队巧妙地利用二维振镜系统来控制振镜的振动来改变光纤的位置和方向，并取代了传统200W或以上采用20W低功率聚焦激光。 高功率并行激光器，最终制造出了满足企业需求、技术指标合格的在线除锈机。 “目前，第三代样机已投入现场使用。 与之前的版本相比，我们增加了三自由度的三向电动平移台，并采用了双闭环反馈调节系统，不仅方便拆装和维护，而且更轻便、更高效。 ”学生队领队王宇说道。

“西工学院师生团队研发的在线激光除锈机，满足了我们在线除锈的需求，避免了拆卸工件带来的停机麻烦。经过几个月的调试、生产、升级，该设备已投入运行上线顺利。很好，既节省了成本，又提高了效率。” 陕西恒兴电力工程有限公司负责人表示，“该产品上线后，我们在两条生产线上使用，减少了83%的设备维护时间，消除了拆装带来的停机损失和人工成本，并且每年可节省5万元左右。”

产教融合育人，促进思想与创新融合，造就大众创业、万众创新人才

作为学生团队的带头人，王宇参与了该项目的研发，并在地表适配方面投入了大量的精力。 作为一名本科生，他没有丰富的实验经验。 然而，在设计在线除锈机时，他往往需要考虑更多的实际因素，这与简单的实验测试有很大不同。 经过两年多的不断打磨，他首次提出使用紫外线传感来监测铁氧比的跳跃。 为了展现出完美的效果，每次测试之前，他都需要提前采集、测试、处理传感器数据，然后在机器上使用算法和程序，在工作室工作一个下午或甚至一个晚上。

”王老师会给我们介绍行业前沿趋势，还会以团队的技术创新为例，结合书本内容进行讲解。这让我们真正了解了理论知识，了解了最新的知识。同时发展产业。” 王宇说道。 除锈剂项目荣获2022年全国大学生光电设计大赛一等奖、陕西省“互联网+”创新创业大赛金奖、陕西省“挑战杯”大学生课外学术特等奖科技作品大赛、陕西省电子设计大赛五等奖。 校联赛特等奖等奖项。 团队成员成功完成4个大型创新项目； 共获得国家奖学金、学术奖学金、企业奖学金等36项； 获国家级学科竞赛奖12项，创新创业竞赛奖16项。

“我们的光电创客团队成立于2016年，目前已发展成为集光电与控制于一体的多学科科研团队。接下来，团队将进一步攻克整个器件的小型化、小型化、智能化，以满足更加灵活的需求同时，我们希望将在线除锈技术拓展到激光清洗行业，拓展到更多的市场需求。” 自动化与信息工程学院副教授季蕊蕊介绍，“产教融合育人，深化工程新思维，推进协同创新，团队中的每一位学生都能培养出顽强、严谨、求实的科学人才。”精神在每一次艰难的挑战中，拓展核心能力，促进思想与创新的融合，实现大众创业、万众创新。”

明确时代使命，同时扎实做好学习科研，增加个人才能。 这是王新梅老师和季蕊蕊老师对学生的殷切希望，也是他们人才培养的方向。 他们始终坚持“人格塑造”与“能力培养”相辅相成、相互促进的理念，将科研与育人紧密结合起来，努力培养具有“家国情怀、精神风尚”的高层次人才。 “创新精神、国际视野”将以更加昂扬的姿态，肩负起高水平科技自立自强的责任和使命，为服务中华民族贡献西工的智慧和力量。作风现代化建设。

庆瑾之志稳而远

脚踏实地、现实一点

以高水平科技担负起自力更生、自力更生的责任

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教育为先 知行合一

西理工学院的办学理念落到实处

这是光电创客师生团队的故事

对于每一个奋斗的西部理工学院的人来说

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作词：王朔

视频：西安电视台

拍摄：王硕