为国而研 为民而创
2021-01-16干思思
干思思
李金泉
“人到世界上来一次,总得做点事、做点有意义的事。”北京邮电大学自动化学院副教授李金泉经常这样对自己说。多年来他用自己的行动实践着、诠释着自己的科研理想,其研发的产品覆盖了以特种工业机器人为代表的多行业智能装备——既有军工生产装备,也有民用装备;既有单机设备,也有用于批量生产的自动化生产线。他开玩笑地说:“我研发的产品横跨陆空两界,涉及了地上跑的农用车及其生产设备和天上飞的航空器的制造、检测装备。”
将研究之根深深扎在社会的建设一线,面向国之所需、民之所需,这是李金泉的科研源泉,也是他的奋斗目标。数十年如一日的原创研发坚持,皆源于他的一片赤子之心——“我是从产业一线走出来的科研人,如果研究成果能让国家与人民受益,便是我最快乐的事。”他说。
从产业一线走出的科研人
科学的根应该扎在哪里?从事科研以来,李金泉从未放弃对研究领域的思考,而他一切科研思想的根源,又与他6年的企业经历密不可分,多年在产业一线工作对他的科研人生产生了深远影响。
1992年,李金泉本科毕业之后进入国家定点生产农用车的大型骨干企业——山东巨力集团,他加入时正值该公司的高速发展时期,几年内他负责设计、安装调试了多条农用车后桥、总装、覆盖件喷涂等大型生产线及其专用装备。
农用车的工作环境非常恶劣,针对半轴断裂这一行业通病,李金泉进行了深入研究,经他优化后的半轴,每年的半轴断裂数量由原先的2000多根下降为不到20根,这意味着对应的车祸数量也由每年2000多起降为不到20起,为企业和社会节约了巨大的财富。此外,李金泉设计的975A/950A/650A三个系列多种型号的新型农用车后桥,几年间累计产值超过了15亿元人民币。
在企业工作的多年间,李金泉实现了“自己研发的产品在自己设计、调试的生产线上进行批量生产”的目标。
为国而研,为民而创的科研攻关
“人生就是要坚持做自己想做的事情,这样才不会后悔。”不管是处于人生的何种阶段,李金泉一直在发掘着自身的无限可能。多年在企业积累的研究经验,让他逐步认识到:想要实现更大的科研抱负,就要立足于更为广阔的科研天地,开拓视野、汲取营养。
1999年,工作7年之后的李金泉通过全国统考进入北京理工大学进行硕博连读。在此期间,他成功完成了BKX-I型并联机床的设计及天眼FAST预研项目的50米缩比模型中6自由度并联平台的设计。随后,李金泉进入清华大学精仪系机器人及自动化实验室跟随陈恳教授从事博士后研究,这段经历为其后来进行智能装备的原创研发奠定了基础。
2007年1月,李金泉加入北京邮电大学自动化学院,展开了科研人生的新篇章,这一时期,他与陈恳教授的团队展开深度合作,研发了诸如复杂管道内壁喷涂机器人、飞行器起落架装配检测工装、飞行器外表面喷涂机器人系统、尾翼装配机器人、机翼装配机器人、飞行器大部件装配制孔系统等众多航空飞行器制造、检测装备。其中,管道内壁喷涂机器人,悬臂伸展长度接近11米,有14个自由度,是亚洲最大的悬臂式多自由度机器人,该机器人克服了超长悬臂的挠性振动,实现了管道内壁复杂曲面的精密喷涂;尾翼装配机器人创造性地采用自适应柔性末端执行器设计方案,解决了用常规精度机器人进行高精度装配的难题。这些从零开始的原创装备已经用于某航空器制造企业,解决了国家重点型号飞行器生产过程中的重大需求,李金泉在这些项目的总体方案制订、机械结构设计等方面做出了重要贡献,也由此获得了“北京市优秀青年工程师”称号。
一直以来,李金泉拥有着属于自己的独特科研情怀。他始终认为:身为一名科研人员,不仅要为国防事业做贡献,也应该通过自己的力量,为社会各行业的发展起到点点滴滴的推动作用,在这过程中,“永不放弃”“甘为一颗螺丝钉”一直是鼓励李金泉在这条道路上不断向前的初衷与动力。
在深入了解通用工业机器人在一些行业落地难的情况之后,李金泉与清华大学杨向东老师在合作研发笔记本键帽装配机器人、弯管抛光机器人、光伏板清洁机器人等特种机器人的过程中逐渐一起形成并提出了“行业机器人”的概念,行业机器人既有机器人的可编程基本特性,又区别于通用机器人为了适应多行业而有冗余的特点,可以看做是机器人化的高效专用设备,它仅考虑立足于某个行业某类特定产品的加工工艺,它的可编程使其可适应不同规格的同类产品,它的有限专用使其在成本有限的情况下可以适应批量高效生产。
中国的不锈钢保温杯产量占世界总产量的60%~70%,保温杯抛光行业的主流生产方式为手工抛光,工作环境恶劣,很多企业认为,“将来不是能不能招到工人的问题,而是这个行业是否能在中国生存的问题”。针对行业的难点和痛点,李金泉基于行业机器人的研发理念,完全抛弃了传统机床或专机的设计思路,从零开始原创研发保温杯抛光拉丝机器人,3年的时光,该机器人历经总体方案5易其稿,结构设计图纸4轮优化和完善,完成了初步定型。所研发的设备具有自动上料、自动抛光(拉丝)、自动出料等机构,可以一次性完成6个保温杯外表面的抛光或拉丝,且适应各种规格保温杯外表面的抛光、拉丝等工艺。
保温杯抛光拉丝机器人既可以适应中小企业的小批量生产,也可以多台组成生产线进行大批量生产,是行业机器人概念的典型应用。该装备将于2021年量产,它的出现将会填补行业空白,改变目前行业的生产状况和生产环境,成为行业机器人理念的典型代表。
理论与实践相结合不容易,坚持原创更不容易,“坚持”“奉献”“家国情怀”始终是李金泉践行的精神支柱,他为了解决困扰广大果农的套袋难题,坚持4年研发手持式幼果套袋工具,先后克服了袋袋分离、袋输送和热封后脱离等多种矛盾需求,克服了果柄簇对热封的干扰,克服了尘土、杨絮对粘结的恶劣影响等研发过程中的系列难题,“4年的持续研发从经济上算账是不划算的”,李金泉说道,但是考虑到果农的期盼,为了解决这一行业难题,一声叹息之后,李金泉的选择还是迎难而上,在坚持与奉献中前行。
团队合影
为师者内涵刻画一丝一缕
“我愿意,用遗忘记录他人的伤害;用热爱,孕育内心的传承之意;用奉献,刻画师者内涵的一丝一缕;我希望,用无尘的心灵,鼓励你们内心的良善与向上的精神。”这是李金泉在撰写从教十四周年纪念时对自己的总结和希望。
北京邮电大学优秀共产党员、师德标兵、优秀研究生育人导师、爱心使者,这一系列荣誉的背后,便是他一滴滴汗水孕育的成果:他能够用自己的工资设立学业导师奖学金-李明泽奖学金,从多方面对学生进行奖励和引导;他能够花费很多时间在微信上对素不相识的学生进行规劝和帮助;他能够带领大规模学生远赴京外实习多年无事故,让实习成为低年级同学的期盼和毕业同学回忆的源泉;他能够为了制订自己的培养方案而调研几十家兄弟院校的培养方案。对于他来说,用自己的力量为学生未来的成长做一些贡献,便是他最欣慰的事情。
积极的心态与精气神,伴随着李金泉的科研之路的成长与蜕变。他深知:“科技是国之利器,国家赖之以强,企业发展赖之以赢,人民生活赖之以好。中国要强,中国人民生活要好,必须有强大科技。”为国而研,为民而创,前路任重而道远。李金泉仍使命在肩,初心依旧。