2018年, 第46卷, 第3期　
刊出日期：2019-12-26
  

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    工业机器人专栏
  • 关节型博弈机器人智能控制系统模块化设计与实现
    曹国强, 赵智睿, 张京龙
    机床与液压. 2018, 46(3): 1-4,15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.001
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    为解决关节型博弈机器人智能控制系统程序复杂，控制精度低的两大问题，通过综合机器视觉技术与电机控制技术，提出了基于MATLAB平台下的模块化机器视觉系统设计概念及自适应性模糊化PID控制系统的设计方案。结果表明：系统提取棋盘信息和落子信息速度加快，步进电机进入稳态响应时间提前，证实了博弈机器人执行人机对弈任务的高效性，并且为关节型机器人智能控制模块化设计提供了新思路。
  • 基于S7-200PLC的二自由度气动绢花拾取机械手控制系统设计
    李海祯, 于复生, 范国隆, 国海芝, 张佳丽
    机床与液压. 2018, 46(3): 5-6,11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.002
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    设计了一种基于PLC的二自由度气动绢花机械手的控制系统，该系统具有两种控制方式：自动控制与手动控制。用PLC实现了电磁换向阀的控制，完成机械手手爪开合、手臂伸出以及吸盘与手爪下放等功能，并介绍了其硬件与软件的设计。
  • 基于危险指数最小化的机器人实时安全避碰策略
    彭爱泉, 杨明靖, 吴海彬
    机床与液压. 2018, 46(3): 7-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.003
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    为避免机器人在作业过程中撞到人，提出了一种能够主动提高机器人安全性的方法，即基于危险指数最小化的机器人安全避碰控制策略。该方法通过实时评估机器人运行过程中的危险指数，当危险指数达到最大安全允许值时，将在危险指数最小化的方向产生一个虚拟推动力使机器人迅速远离人，从而避免机器人与人发生碰撞。仿真结果表明，基于危险指数最小化的机器人实时安全避碰控制能够保证动态人机共处环境中人的安全性。
  • 基于视觉的运动目标跟踪抓取和装配研究
    陈甦欣, 魏前龙, 王正阳, 张晓峰, 曾臻
    机床与液压. 2018, 46(3): 12-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.004
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    为提高家电装配生产线自动化水平和生产节拍，提出采用基于机器视觉的跟踪抓取和装配系统代替人工进行分拣上料和装配工作。使用OpenCV进行摄像机内外参数标定，运用基于1DPHT方法求取目标位姿，采用卡尔曼滤波算法对目标位置进行跟踪预测。并搭建基于SCARA机器人的视觉跟踪抓取平台和基于6R机器人的装配平台，实验表明该系统能够实现2D空间移动目标的有效抓取和装配，且工作效率和精度较高。
  • 液压油管机器人智能焊接关键技术研究
    林本宏, 王豪, 魏昕, 林粤科
    机床与液压. 2018, 46(3): 16-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.005
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    针对现有液压油管手工焊接存在的焊接效率低、焊缝成型差、工作环境恶劣等方面的问题，开展面向液压油管的机器人智能焊接技术的研究。通过已搭建的整套机器人弧焊平台，开展机器人焊接工艺试验、焊缝跟踪技术、柔性工装夹具设计等3方面的研究，目前部分研究成果已应用于实际生产。
  • 仿鱼形水下机器人推进装置优化设计
    樊炳辉, 秦波, 宗亚伟, 王凯
    机床与液压. 2018, 46(3): 20-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.006
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    对仿鱼形水下机器人进行了设计开发与研究，推出一种具有新型水下推进装置的水下机器人。可以有效地提高推进的效率、减少能量消耗、降低噪声和保护环境。利用曲柄摇杆机构的特点，通过电机的连续转动带动摇杆往复摆动，以实现水下机器人的推进。设计带有急回特性的曲柄摇杆机构，当推进鳍前摆时速度较快，可以迅速复位；当推进鳍后摆动时速度较慢，增加推力作用的时间。运用Solidworks建模，利用MATLAB进行关键结构部件的优化设计。
  • 基于ADAMS的四轴冲压搬运机器人的运动学分析及仿真
    袁浩, 房炜, 张清林, 梁伯科, 姚亮
    机床与液压. 2018, 46(3): 24-27,123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.007
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    针对现在冲压行业升级改造的实际需求，设计开发一种灵活性高、控制简单的四轴冲压搬运机器人，利用Solidworks建立机器人实体模型；采用D-H法构建了运动学方程，对该机器人进行了运动学正解与反解；通过ADAMS软件对机器人进行了运动学仿真，规划了搬运轨迹；并通过对末端执行器X、Y、Z方向的位移、速度、加速度仿真曲线的分析与评估，验证设计的合理性，并为实现四轴冲压搬运机器人运动控制奠定了基础。
  • 人体下肢动力外骨骼的设计与分析
    夏田, 陈宇, 桓茜, 徐建林, 韩瑞琦
    机床与液压. 2018, 46(3): 28-32,111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.008
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    针对日益加重的人口老龄化问题，采用动力外骨骼技术，设计出一种用于辅助老年人生活的服务型机器人——人体下肢动力外骨骼，通过Workbench对髋部支撑连杆和大腿杆件进行了拓扑优化和多目标参数优化，重新对其结构进行了设计，分析了3种不同站立姿态的变形和应力，可知膝关节附近的结构设计对下肢动力外骨骼装置的力学性能具有非常明显的影响，在设计时需重点考虑，研究结果为下肢动力外骨骼装置的结构设计和改进提供了新的思路和理论依据。
  • 基于旋量理论的4-R (SS)2并联机器人正运动学分析
    罗玉坤, 周健, 李立君, 高自成
    机床与液压. 2018, 46(3): 33-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.009
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    研究机器人运动学较为传统的方法为D-H参数法，以4-R（SS）2并联机器人为研究对象，基于旋量理论，根据指数积公式对该机器人进行正运动学分析，得到机器人的位姿变换矩阵。旋量法只需要建立惯性坐标系S和工具坐标系T，经过每一个关节变量之间的变换，最终可得到其运动学方程。与D-H参数法相比，此方法使运动学模型变得更为简单，并且具有更明确的几何意义。最后对并联机器人进行运动仿真，构建其仿真模型，确定机器人各结构的参数，输入随机关节变量，得到的结果与文中计算的结果进行对比，验证本文方法的准确性。
  • 军用桥梁运动轨迹规划与自动控制技术
    黎晖, 张祥, 邴浩千, 倪佩佩
    机床与液压. 2018, 46(3): 38-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.010
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    为了弥补某型冲击桥传统人工作业控制精度差等缺点，进行桥梁运动轨迹规划与自动控制技术研究。首先基于轨迹规划目标策略，建立桥垮空间运动轨迹模型，并进行数值分析。然后建立关节角与控制油缸关系模型，将桥垮姿态转换为放桥油缸与展桥油缸的协同控制行程；最后通过电控软件编程控制油缸按照规划行程运动，完成桥梁自动控制作业。研究结果表明：轨迹规划与自动控制技术能够满足桥梁防碰撞要求，并提高作业平顺性、架设速度及安全性。
  • 基于Arduino单片机的微型智能自动循迹搬运车的设计
    张军, 张海云, 赵玉刚, 杨强, 赵亮
    机床与液压. 2018, 46(3): 43-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.011
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    设计开发了一台微型智能自动识别循迹搬运车，能实现自动循迹、自动抓取和自动搬运，并能按照搬运对象的颜色进行分类存放。系统由机械部分和控制部分组成。机械部分由卷吸装置、储运装置、行走装置及底盘等组成。控制部分硬件由单片机、循迹传感器、颜色传感器和红外光电传感器等组成，软件通过Arduino单片机进行统一控制，其包括循迹模块、自动抓取模块、颜色识别模块和分类存放模块等。通过自行设计的场地和目标小球进行了实验，实验结果证明该单片机配合相应的软硬件系统，可实现对物体的自动循迹、储运和分类存放。
  • 基于工业机械臂的智能助力小车设计
    郭亮, 安芬菊, 李德荣, 谢壮伟, 张展业, 杨俊山
    机床与液压. 2018, 46(3): 47-49,127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.012
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    为了实现快递行业商品的文明装卸，安全搬运，减轻工人的劳动强度等目的，采用了一种集机械臂、真空吸盘、滑台相结合的方法，设计出了一种智能助力小车，该智能助力小车在装卸货物时部分采用了机械臂和真空吸盘结合的手段，既减少了工人的劳动量，又保证了物品的完好无损。通过滑台可增加机械臂的可操作范围。同时，整台小车采用智能遥控，大大减少了人力资源，实现操作的智能化，工作的轻松化。该智能助力小车自动化程度高，制造成本低，在快递等行业有较好市场前景。
  • 一种三自由度Stewart并联平台重心稳定分析及Simulink仿真
    李爱民
    机床与液压. 2018, 46(3): 50-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.013
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    以三自由度Stewart并联平台为研究对象，提出了一种Stewart并联平台重心稳定的分析方法，并对其进行Simulink仿真。利用三维建模软件Creo建立三自由度Stewart平台的三维模型。通过Creo里的接口，将Stewart平台三维模型导入Simulink中生成对应的Simmechanics模块，包括3条运动支链，每条支链由铰链、电动缸、驱动杆、动、定平台等组成。在Simulink的仿真环境中，对3条支链的电动缸添加驱动模块，再使用Fcn函数编程，使驱动模块对电机施加驱动，从而产生驱动杆不同的伸长量，达到动平台的预定运动轨迹。在Simulink环境下，通过编程实现三自由度Stewart并联平台动平台的一种特殊运动，即动平台与水平面成一定的二面角旋转一周，而动平台自身的重心保持稳定。
  • 架空输电线路巡检机器人控制系统可靠性设计
    王吉岱, 张良, 王森, 孙建, 徐希清
    机床与液压. 2018, 46(3): 54-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.014
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    针对550 kV架空输电线路巡检机器人在巡检作业中控制器死机、障碍误检以及抗干扰性能差问题，在介绍基于分布式的巡检机器人控制系统基础上，提出了主控制器双机冗余控制和传感器三模冗余容错的控制策略，并且在硬件上实行抗干扰设计。实验表明，该控制策略增强了巡检机器人控制系统可靠性，大大提高了机器人的巡检作业能力。
  • 一种基于标记码的AGV小车导航修正方法
    徐仲勋, 刘建新, 王亚威, 曾嫱
    机床与液压. 2018, 46(3): 58-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.015
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    在自动导航小车（Automated Guided Vehicle，AGV）系统中，二维码可以用来进行站点识别和位置修正。但是，常见的QR二维码存在解码时间长的问题，为此，设计了一种简易的标记二维码，来加快信息提取的速度。通过对采集的二维码图像进行预处理后，基于轮廓树算法提取图像中的二维码信息，通过与标准图像进行匹配获得AGV在定位块处的位置和姿态，从而实现AGV小车定位误差的消除和姿态调整，并获取与站点相关的信息。实验结果表明：所设计的标记二维码具有鲁棒性好、精度高和较好的实时性。
  • 外部转矩干扰的非完整移动机器人轨迹追踪控制研究
    刘滨海, 杨帆, 傅建
    机床与液压. 2018, 46(3): 63-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.016
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    针对外部转矩干扰的非完整机器人运动不稳定、轨迹追踪控制精度较低等问题，提出了无源控制理论的控制方法。构造了非完整移动机器人的动力学模型，介绍了机器人空间运动控制的基本形式。采用无源控制方法设计了机器人末端执行器，使用李雅普诺夫综合法对无源控制闭环系统的稳定性和追踪误差的渐近收敛性进行了证明。结合具体实例，通过Matlab软件对外部转矩干扰的非完整移动机器人运动追踪轨迹和输出转矩进行仿真，并且与PI控制方法形成对比。仿真结果显示，无源控制方法的实际轨迹朝理论轨迹收敛，轨迹追踪误差较小，输出转矩波动小。无源控制方法可以避免外部转矩干扰的非完整机器人运动不稳定，提高轨迹追踪精度。
  • 基于工业机器人的电梯厅门装配系统设计
    赵海文, 苏凡, 王亚军, 郝斌, 王哲, 常庆麒, 王学伟
    机床与液压. 2018, 46(3): 67-71,42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.017
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    在分析了新国标电梯厅门结构和装配特点的基础上，提出了一套基于工业机器人的电梯厅门自动化装配方案。该系统主要由门板上线单元、涂胶单元、人工放筋单元、机器人无铆钉连接单元、预留单元以及安全防护单元和控制单元组成。控制单元基于PLC和上位工控机设计，通过DeviceNet协议，实现机器人与主控PLC的数据通信，利用触摸屏和上位组态软件对整个系统的生产状态进行监控。该系统可自动完成电梯厅门的涂胶和无铆钉连接作业，实现了新国标电梯厅门的自动化装配。实践证明，该系统提高了工厂的自动化水平、减少了工人劳动强度，降低了劳动力成本。
  • 巷道堆垛机自动存取通用托盘的研究
    唐献全
    机床与液压. 2018, 46(3): 72-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.018
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    为实现仓储的自动化，研究了巷道堆垛机对通用托盘的自动存取。对仓储作业中的巷道堆垛机进行方案设计，并利用单片机来控制巷道堆垛机的行走、升降、上架和下架、取货和放货等作业。通过试验验证了单片机能够对巷道堆垛机进行有效控制，实现了巷道堆垛机对通用托盘的自动存取。单片机控制所需设备简单，易于维护，为后续研究仓储作业自动化提供了依据。
  • 基于PLC的电梯厅门机器人装箱控制系统设计
    常庆麒, 赵海文, 郝斌, 刘聪聪, 王亚军, 白云龙, 黄胜伟
    机床与液压. 2018, 46(3): 75-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.019
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    介绍了电梯厅门机器人装箱系统的组成与工作流程。该系统的控制采用上下位控制模式实现。下位控制系统基于PLC实现，主要完成对各执行元件、工业机器人的控制；上位监控管理系统基于工控机和组态软件设计，主要完成对整个系统的合同订单、生产状态、生产报表、故障诊断、设备维护等信息管理。该系统已经在用户现场进行了连续正式生产测试，结果证明了该控制系统稳定、可靠。
  • 工业机器人驱动系统现状与展望
    黄敏高, 龚仲华, 王芳
    机床与液压. 2018, 46(3): 79-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.020
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    伺服驱动系统是决定工业机器人性能的核心部件，它历来是工业机器人和数控系统生产厂家研究的重点。为了将新技术和新型功能应用到产品设计中，进一步提高工业机器人伺服驱动系统的性能，根据掌握的资料文献，对工业机器人伺服驱动系统及驱动电机、编码器等核心部件的主要研究成果与进展情况进行了综述；对伺服执行器、直接驱动电机、组合式编码器等新产品的结构原理和技术特点进行了具体描述。指出了高速、高精度、小型化、集成化、网络化是当代伺服驱动系统的技术发展方向；并对当前存在的问题和未来的发展方向进行了展望。
  • LED分拣机复合材料摆臂的静动态特性分析及结构优化
    董芳
    机床与液压. 2018, 46(3): 84-86,94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.021
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    LED分拣机属于高速、高精、高可靠性设备，而摆臂是其核心部件，摆臂高速旋转的动态特性直接影响芯片的分拣。基于悬臂梁理论，分析摆臂的运动规律确认摆臂的静刚度及固有频率是影响其动态特性的关键。利用ANSYS软件，分别对不同铺层角度的摆臂进行静动态特性分析，确认最优铺层角度。为保证摆臂的静刚度和固有频率，对摆臂尺寸进行优化设计。结果表明，铺层角度对摆臂的静动态特性影响几乎没有，而优化设计后的摆臂质量增加6.8%，静刚度增加11.7%，二阶固有频率增加3%。
  • 基于Modbus总线控制的机器人自动分装码垛系统设计
    吕世霞
    机床与液压. 2018, 46(3): 87-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.022
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    提出一种基于Modubs现场总线技术控制的机器人自动分装码垛生产线，以提升物流环节效率，增强分装码垛系统智能性及通用性。采用西门子S7-1200 PLC顺序控制实现自动分装码垛生产线的物料输送线、分装码垛线的运行。采用视觉智能识别待分装工件的形状、位置及个数信息。工业机器人、视觉智能检测与上位机之间通过Modbus现场总线与PLC进行信息交互，提升分装码垛系统的可靠性及适用性。实践证明，该方法使整个分装码垛生产线自动化程度提高，资源配置、系统布局得以优化，调试费用得到节省。
    • 试验与研究
  • 负载扰动的电液比例位置系统鲁棒控制策略研究
    何常玉, 施光林, 郭秦阳
    机床与液压. 2018, 46(3): 90-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.023
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    针对带有负载扰动的电液比例位置系统，提出了一种可以实现高精度位置跟踪的动态面鲁棒控制策略。该控制策略在设计过程中引入动态面方法避免了传统反步法设计鲁棒控制器时带来的“计算膨胀”的问题，提高了控制策略在实际系统中的可使用性。通过Layapunov方法证明了鲁棒控制器作用下电液比例位置系统的所有信号有界稳定且具有渐近跟踪性能。最后，通过MATLAB仿真，验证了该控制策略的有效性。
  • 基于拟水平正交实验法的磨料水射流切割性能研究
    侯交义, 康旭, 徐凯, 弓永军, 宁大勇, 张增猛
    机床与液压. 2018, 46(3): 95-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.024
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    磨料水射流切割作为一种新型的冷切割技术，凭借较强的切割能力和良好的切割质量，越来越多的应用到工程领域中。为了探究不同切割参数对磨料水射流切割性能的影响，采用拟水平法设计实验方案，进行钢板切割实验。实验结果表明：射流的切割能力与泵压和切割转速成正相关，喷嘴直径和切割靶距存在一个最佳范围，堆积作用和淹没状态都对切割性能有不同程度的影响。
  • 机床进给系统滚珠丝杠轴向非线性振动分析
    曾浩然, 刘念聪, 杨家锐, 陈建龙, 耿伟涛
    机床与液压. 2018, 46(3): 99-102,107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.025
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    将机床进给系统滚珠丝杠简化为Timoshenko梁，对滚珠丝杠进行受力分析，建立滚珠丝杠的运动微分方程。采用假设模态法，对运动微分方程进行化简，得到丝杠轴向振动方程，轴向振动方程满足Duffing方程形式，轴向振动具有非线性特征。利用MATLAB对Duffing方程进行数值仿真，研究丝杠长度、激振力和阻尼系数对振动的影响，得到轴向振动的相轨迹图和截面，分析轴向振动的稳定性和周期性。相图极限环封闭，轴向振动具有两个中心型奇点分布在原点两侧，奇点对振动具有吸引作用，使系统轴向振动在奇点附近达到稳定状态，Poincare截面显示轴向振动出现混沌运动、拟周期运动或周期运动，奇点位置随振动系统参数变化，但分布情况不变化。周期性随着激振频率和阻尼系数的增大而增强。试验验证了机床滚珠丝杠进给系统轴向振动存在混沌运动。为滚珠丝杠进给系统的动态特性分析和结构参数优化提供了一定的理论基础。
  • 数控机床主轴热误差的数据驱动模型研究
    魏弦
    机床与液压. 2018, 46(3): 103-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.026
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    当实际工况与建模工况存在差异时，传统的热误差模型往往表现出较差的鲁棒性和预测精度，主要原因在于建模数据的局限性和模型的未建模动态。为了改善上述状况，提出了一种基于数据驱动的数控机床主轴补偿模型。此模型采用无模型自适应控制算法建模，结合机床运行中生成的数据（温度数据和误差数据）对热误差模型进行实时修正，使模型能快速适应新的加工工况，从而提高模型的鲁棒性。在一台数控车床主轴上进行了试验验证，结果表明：无模型自适应控制与多元回归模型比较，其标准差、最大残差和误差平方和分别提高了41%、62%和56%，此模型的鲁棒性和预测效果好。同时，此方法为大数据在机床主轴热误差补偿中的应用奠定了基础。
  • 基于CPAC的数控弹簧机控制系统开发
    任小中, 杨旭, 吴孜越, 刘明鸣
    机床与液压. 2018, 46(3): 108-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.027
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    针对国内弹簧发展现状和特点，开发了一套基于CPAC （Computer Programmable Automation Controller）的数控弹簧机控制系统。重点阐述了数控弹簧机的硬件组成和控制系统软件模块设计与实现，采用以HMI为人机界面、固高GUC系列通用一体化控制器为控制核心，利用ST语言和梯形图（LD）两种语言开发了开放式模块化弹簧机数控系统，满足了弹簧现代化生产需要，提高了生产效率。
  • 自适应控制在水压伺服缸系统中的应用分析与研究
    陈子银, 杨海峰
    机床与液压. 2018, 46(3): 112-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.028
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    与电驱动、液压油驱动、气体驱动相比，水压伺服缸系统具有高功率、高安全性和环保性，且其具有较大的摩擦转矩和泄漏量，其稳态误差和超调量成为精准控制的主要问题。目前，传统模型参考自适应控制系统（MRAC）被广泛应用于水压伺服缸控制系统，且其具有较好的跟踪性，但其控制器结构复杂，阶次较高，且对外界干扰的鲁棒性不足。为此，应用简单自适应控制系统（SAC）对水压伺服缸进行控制，并对其跟踪性和鲁棒性进行研究分析。研究结果表明，SAC具有较好的跟踪性，且比MRAC具有更好的控制精度、更高的鲁棒性。
  • 铣削铝合金表面粗糙度试验研究
    李立军, 李杰华, 张爽, 曹剑
    机床与液压. 2018, 46(3): 116-118,142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.029
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    由于表面粗糙度对零件的使用性能，如零件的相互配合的稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命等都有着很大影响，所以它是表面加工质量的一个非常重要评价指标。表面粗糙度的形成机制可以归结为刀具结构以及形状参数等变量、切削参数变量、加工零件的形状或者要求的特殊性和切削过程中惯性等变量因数，然而这些因素的影响又不是单独作用在表面粗糙度上的，彼此存在一定的交互影响，因此，研究在铣削铝合金的过程中刀具几何参数及切削参数变化对表面粗糙度的影响，为铝合金的铣削加工提供理论参考。
  • 液压加载式变速器疲劳试验台测控系统设计
    谭伟, 王苏磊, 米林, 张勇
    机床与液压. 2018, 46(3): 119-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.030
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    变速器新产品在开发过程中，需要进行一定的载荷循环次加载疲劳寿命试验，以验证内部齿轮、轴、轴承、箱体等零部件以及整体系统的可靠性，液压加载式变速器疲劳寿命试验台是其中重要的试验设备。变速器疲劳寿命试验过程中，扭矩负载一般采用调节液压加载器中的压力进行控制，但温度、机械结构状态等因素会导致扭矩的波动，因此需要对液压加载器中的压力进行实时调节，确保试验扭矩的稳定性。通过试验扭矩PID控制方法和试验系统自动流程控制方法的研究，开发了一套可实现变速器疲劳试验所需的转速转矩自适应控制、试验流程自动控制、试验数据自动采集存储等功能为一体的自动化程度较高的测控系统。疲劳寿命试验结果表明，该测控系统可使液压加载式变速器疲劳寿命试验台具有较高的测控精度及自动化水平，具有广阔的应用前景。
  • 外啮合齿轮泵侧板平衡槽优化设计
    丁洪鹏, 刘延俊, 刘科显, 左国华
    机床与液压. 2018, 46(3): 124-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.031
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    通过研究外啮合齿轮泵输出流量以及从动轮所受液压力与平衡槽的关系，得出平衡槽的最佳尺寸。从而在保证齿轮泵容积效率的基础上，减小齿轮泵的困油现象和流量脉动。以某型号的高压齿轮泵为研究对象，通过建立理论公式求出齿轮泵所受的液压力；建立CFD模型，通过流体仿真得到液压力与出口流量；最后通过对比得出齿轮泵侧板的最佳角度、最佳深度和最佳宽度。
  • 反向冲击下的液控单向阀多级节流特性研究
    刘磊, 赵继云, 石高亮
    机床与液压. 2018, 46(3): 128-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.032
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    为了改善大流量液控单向阀在反向开启时的冲击特性、减小振动与空化、减少卸载时间。选取了3种不同结构的主阀芯，以冲击压力30 MPa、流量1 000 L/min作为基本参数，通过Fluent软件进行气液两相流分析，在此基础上对空化作了探讨并进行了实验验证，同时通过冲击实验系统对不同主阀芯的动态特性进行了研究。仿真结果表明：流体在流经阀芯区域时压力明显降低，且通过阀芯节流口时，由于过流面积突然变小，流速增大，在主阀芯侧产生了空化区域，而且阶梯式的节流结构能有效减小空化的区域、降低空化的产生。实验结果表明：冲击卸载时阶梯式的主阀芯压力振动较小，为28.41 MPa，流量上升梯度为4.86×105 L/min2，卸载时间为711 ms，说明其开启更加迅速，动态性能更优越；同时说明阶梯式的节流结构可以有效减少液控单向阀在卸载过程中的压力振动，提高响应速度，增强冲击性能，降低空化，验证了仿真的正确性和空化指数的合理性。
  • 研磨盘磨损轨迹研究
    刘清, 张广鹏, 黄玉美, 陈磊
    机床与液压. 2018, 46(3): 134-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.033
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    在平面研磨中，研磨盘的磨损也对工件的表面质量有很大的影响，研磨盘的磨损机制一直都是国内外探讨的重点问题。采用固着磨料研磨技术，提出一种多参数平面研磨加工方法，并从研磨盘磨损轨迹分析进行了分析和仿真。结果表明：该平面研磨方法克服传统行星式研磨方法的相关缺陷，并降低轨迹重复率，还获得了分布更均匀的研磨相对速度。
    • 建模与仿真
  • 基于三角模糊TOPSIS算法的制造资源优化选择
    付景枝, 臧鹏飞, 张腾腾, 吴代露
    机床与液压. 2018, 46(3): 137-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.034
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    网络环境中对制造资源信息的描述往往是不确定的和模糊的。采用最小值区间、最可能值和最大值区间表示的三角模糊数对制造资源信息进行统一描述，探讨了三角模糊数的运算法则、制造资源信息到三角模糊数的转化以及任务需求已知时制造资源信息的修正，引入了目前在决策支持过程中比较流行的TOPSIS算法，研究了基于三角模糊区间的TOPSIS算法以及应用该算法进行制造资源优化选择的一般流程。最后通过实例与已有算法进行比较，验证了该算法的有效性。
  • 自平衡阀配流式低速大扭矩高水基液压马达的建模与仿真
    邱冰静, 赵继云, 周辉
    机床与液压. 2018, 46(3): 143-146. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.035
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    提出了一种自平衡式高低压阀组配流低速大扭矩高水基液压马达，以满足高水基介质中低速大扭矩工况的需求。首先对其结构及工作原理进行了介绍，进而通过AMESim建立了高水基液压马达的整体模型，以马达的运动特性进行仿真分析。通过仿真研究马达配流阀组不同最大阀芯开度以及负载扭矩等参数对高水基液压马达性能的影响，为自平衡阀配流式低速大扭矩高水基液压马达的设计和制造提供了参考依据。
  • 能量回收液压泵试验台仿真分析
    耿亚杰, 杨敬, 郭继保, 权龙
    机床与液压. 2018, 46(3): 147-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.036
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    传统液压泵试验台消耗能量较多，并且为了模拟负载，由节流口加压，高压油直接流回油箱，造成大量的能量浪费。通过对试验台回路重新设计，回收被试泵高压油与供油泵共同驱动液压马达，由液压马达来带动被试泵，实现能量的回收利用。通过利用SimulationX对新回路进行仿真分析，在保持试验泵原有工况下，对泵进行性能测试，节能在67%以上。
  • 基于管路特性的锥阀振动特性分析
    刘桓龙, 许文学, 唐银
    机床与液压. 2018, 46(3): 150-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.037
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    管路特性对普通锥阀的稳定性有影响。为了探究管路特性对锥阀振动的影响，基于功率键合图法建立管路的分段集中参数模型，利用Simulink仿真平台仿真分析管路特性对锥阀振动特性的影响。结果表明：总体上，管路特性能抑制低频振动，并且促进高频振动；当管长较大或管径较小时，锥阀易出现高频振动；当管长较小时，锥阀易出现低频振动；当管径较大时，锥阀稳定性显著增强。
    • 综述与分析
  • 3D打印相关技术的发展现状
    姜涛, 程筱胜, 崔海华, 戴宁
    机床与液压. 2018, 46(3): 154-160,146. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.038
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    3D打印是一种增材制造技术，经过近几年的发展，在模型建立和设计、打印设备、扫描与监测控制方面已经取得了丰硕的成果。对三维模型的数据获取、三维模型的设计和建立、打印设备和材料等方面进行总结。分析了光学扫描在获取模型数据、三维测量的原理及应用，并研究其在打印过程监测中的应用价值。对三维模型的几何计算、轻量化、静平衡等问题进行总结，说明其在3D打印中的重要作用。总结了目前使用较为广泛的6种3D打印设备，对其工作原理、材料、性能特点进行比较。对3D打印的发展方向进行了展望，提出模型建立和优化、打印过程监测、绿色加工等的发展趋势。
  • 数控机床故障诊断技术的研究进展
    邹晔, 黄志辉, 唐立平, 韦志强
    机床与液压. 2018, 46(3): 161-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.03.039
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    数控机床作为一种现代化制造的核心设备，其发生故障不仅会对工作人员的自身安全造成威胁，而且还会给企业造成巨大的经济损失，仅通过工作人员的维护是很难实现的。由于数控机床故障诊断技术在我国起步较晚，功能与精度水平与发达国家存在着较大的差距，提高国产数控机床的诊断技术迫在眉睫。本文作者在系统总结国内外研究成果的基础上，结合（BAM）神经网络修正模型、非线性动态系统、神经网络与"在停机时冷却液压力的瞬态响应特征"、Case Based Reasoning、蚁群算法、集成KPCA与PSO-RBF等方法的数控机床故障诊断技术7个方面分析了数控机床故障诊断技术理论与研究进展。
机床与液压
Machine Tool & Hydraulics
ISSN 1001-3881
CN 44-1259/TH

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