机床与液压

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于涛, 王益博, 孙汉旭, 赵伟

机床与液压. 2020, 48(11): 1-6,20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.001

摘要 ( 133 ) PDF全文 ( 12 )

可视化

针对一种球形滚动机器人纵向运动的位置控制问题，提出一种基于有限时间滑模干扰观测器和双幂次组合函数趋近律的解耦滑模控制策略。所提出的控制策略不仅可以保证球形机器人的滚动性能，并且能够保持解耦滑模控制律的连续性。设计有限时间滑模干扰观测器对复合不确定性进行在线估计，并在此基础上得出机器人系统平衡摆角的估计。基于所得平衡摆角的估计，分别定义系统的各级滑模变量。借助所设计的有限时间滑模干扰观测器，基于第二级滑模变量和双幂次组合函数趋近律构造解耦滑模控制律。从理论上证明了所提出的控制策略能够确保各级滑模变量收敛至0，仿真实验结果验证了所提出的控制策略的控制性能和鲁棒性。

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仿生六足机器人机构设计与运动分析

谷勇霞, 吴耀君, 江崔颖

机床与液压. 2020, 48(11): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.002

摘要 ( 291 ) PDF全文 ( 31 )

可视化

基于蜜蜂腿部结构及运动步态特点和仿生设计基本原理，设计了一种新型六足机器人机构，可实现不同运动步态下的前进、后退和转向，具有较高的步态稳定性和环境适应性。运用空间分解法构建了机器人单腿的运动学模型，利用消元法对模型进行求解，得到逆运动学的唯一解。通过数值求解获得了六足机器人足部末端的运动轨迹，验证了运动学模型的正确性。借鉴蜜蜂的运动步态特征，规划了六足机器人直行和转弯时的运动步态。该研究为六足机器人机构设计与步态规划提供了新的思路和理论参考。

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大型三维复杂构件双机器人协同焊接智能路径规划方法

孙振, 王涛, 薛智龙

机床与液压. 2020, 48(11): 13-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.003

摘要 ( 152 ) PDF全文 ( 36 )

可视化

大型三维复杂构件是船舶、海洋装备、集装箱等的重要组成部分，其焊缝种类较多、空间分布复杂，部分焊缝存在协同同步弧焊焊接、焊接方向等特殊焊接工艺约束，现有协同焊接规划方法难适用于这类复杂场景。提出全局与局部相结合的双机器人协同焊接路径规划多阶段寻优方法；建立复杂构件三维空间焊缝模型以及双焊接机器人协同模型；根据协同同步焊焊缝的数量将构件划分出相应数量的分块，通过蚁群算法求解每一焊接分块的局部路径规划近似最优解；通过遗传粒子群算法进行多分块间的全局路径规划。仿真结果表明：通过分块划分多阶段寻优的方法可以有效地解决特殊焊接工艺约束下的大型三维复杂构件双机器人同步焊接路径规划问题。

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四自由度部分解耦并联机构运动学和性能分析

张伟中, 徐志鹏, 任达千, 金文兵

机床与液压. 2020, 48(11): 21-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.004

摘要 ( 113 ) PDF全文 ( 10 )

可视化

针对并联机构强耦合性导致的运动学分析复杂、控制难度大、工作空间小等问题，设计了一种新型四自由度并联机构。采用螺旋理论分析了机构的运动特性，得知该机构具有两转动两移动自由度，可由4个移动副驱动；建立了机构的位置数学模型，得到了位置反解表达式，分析了运动部分解耦特性；对机构进行了速度分析，推导了速度雅可比矩阵；基于雅可比矩阵对机构进行了奇异分析，得到了机构的奇异位形；分析了机构的条件数指标，通过添加冗余驱动分支消除了奇异位形，提升了机构的条件数性能，并验证了该机构具有较大的工作空间。

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基于工业机器人的线束包覆系统设计

张慧敏, 郭兴召, 薛琛

机床与液压. 2020, 48(11): 27-30,52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.005

摘要 ( 94 ) PDF全文 ( 9 )

可视化

汽车线束包覆定型的工序严重依赖于工人的手工操作，自动化程度低、生产成本高。根据汽车线束的生产工艺及自动化生产的要求，设计了基于工业机器人的线束包覆系统。建立了以PLC为核心的控制模块，使用库卡机器人语言编写了机器人程序；采用触摸屏对系统进行监控，实现了人机交互的功能。应用该包覆系统，提高了包覆效率和生产的自动化程度，保障了产品质量与工艺。

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局部闭链码垛机器人运动学分析及轨迹规划

余亮, 张龙, 王鹏

机床与液压. 2020, 48(11): 31-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.006

摘要 ( 168 ) PDF全文 ( 18 )

可视化

采用D-H法得到局部闭链码垛机器人运动学正逆解，利用MATLAB绘制其可达工作空间。基于任务需求及生产现场布置方案，完成机器人弧线过渡路径规划。依据路径规划结果，以机器人在目标轨迹上运行周期时间最短为目标，选择正弦、多项式及修正梯形3种加速度运动规律进行优选。在此基础上，通过运动学逆解将操作空间轨迹规划映射到关节空间，得到机器人各关节在目标轨迹上的位移、速度和加速度时变关系。结果表明：在弧线过渡模式下，采用修正梯形运动规律能有效缩短运行周期。

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火龙果采摘用轮式AGV行走系统导航避障策略研究

曾祥苹, 栗江, 刘兴教

机床与液压. 2020, 48(11): 38-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.007

摘要 ( 222 ) PDF全文 ( 9 )

可视化

以某火龙果种植园区为作业背景，针对前轮导向、后轮差速驱动型AGV研究其在无障碍直线循迹和局域轨迹主动防碰避障2种模式下的导航避障策略。对于前一种避障模式，采用模糊控制算法以AGV沿直线垄道中心行驶的横向位置偏差和航向偏角为输入、前轮期望导向角为输出，结合AGV运动学模型控制前后轮协同作用；对于后一种避障模式，基于滚动优化原理，设计了AGV在局域轨迹下主动避让静/动态障碍物的避障算法。最后，在Matlab中仿真验证表明：该导航避障策略具有一定的有效性和可靠性，为轮式AGV实际应用于果园导航避障提供了理论参考。

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基于ABB机器人的工件参数设置系统设计

陈东青, 刘颖君, 邓达强

机床与液压. 2020, 48(11): 45-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.008

摘要 ( 233 ) PDF全文 ( 13 )

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针对工业机器人应用中，由于工件布局变化或近似工件替换造成的转产调试问题，提出基于ABB工业机器人的工件参数设置方案，包括根据布局参数的工件坐标运算程序的设计和根据形状参数的Offs数据运算程序的设计。通过设计三菱PLC与ABB机器人的RS232通信程序，实现触摸屏、PLC、机器人三者协作的系统通信。在通信基础上，设计实数传输模块以及系统流程，从而实现通过触摸屏设置工件参数，即可完成机器人作业轨迹的调整再现。该设计达到了提高ABB机器人工作站柔性，提高生产效率的目的。

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基于单目ORB-SLAM2算法的煤矿搜救机器人定位研究

尚磊, 王杰, 宋尊师, 李洪兵

机床与液压. 2020, 48(11): 49-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.009

摘要 ( 135 ) PDF全文 ( 9 )

可视化

煤矿生产中，瓦斯爆炸，塌方等事故时有发生，煤矿事故发生后，为了能够快速地确定伤者的位置从而进行救援，利用开源单目ORB-SLAM2算法，结合现有移动机器人平台，对移动机器人进行定位研究。分别在光线充足和有辅助光源的黑暗条件下进行模拟实验，得出了移动机器人的运动轨迹，为实际井下救援过程中的定位提供了数据基础。

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智能机械臂末端高精度控制的交互系统研究

梁爽, 任杰

机床与液压. 2020, 48(11): 53-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.010

摘要 ( 144 ) PDF全文 ( 21 )

可视化

由于交互式系统中智能机械臂控制存在一定误差，导致机械臂末端位姿精度偏低。为解决此问题，基于智能机械臂误差补偿及修正的基础性理论，构建误差模型；利用IMU传感器测算智能机械臂末端位姿数据，通过迭代补偿算法实现对智能机械臂的高精度控制。实验结果表明：机械臂静态时IMU数据传感器测算数据精度较高，且动态向静态转变的过渡期存在0.3 s延时；补偿后智能机械臂末端欧拉角均方根误差显著下降，迭代姿态补偿算法具有较强的鲁棒性。

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比例溢流阀在液压系统中模拟加载实验研究

陈君宝, 李捷, 刘永, 谷立臣

机床与液压. 2020, 48(11): 58-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.011

摘要 ( 116 ) PDF全文 ( 14 )

可视化

为了在液压系统上实现模拟加载，设计了以比例溢流阀为加载元件的加载实验，实现了系统压力闭环PID控制。将压力传感器的测量值和设定压力值比较，用两者差值作为控制信号调整比例溢流阀阀口面积，从而实时校正、调整实际压力使之达到设定值。实验表明：压力加载闭环控制系统抗流量扰动能力强；对于流量阶跃、斜坡干扰信号，该闭环控制系统能够消除压力设定值与实际值之间的误差；对于流量正弦干扰信号，该闭环控制系统能使实际压力值在设定值上下小幅波动。

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超短半径水平井导向筛管结构优化设计

王晶, 罗敏, 李巧珍, 徐亭亭

机床与液压. 2020, 48(11): 62-65,75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.012

摘要 ( 82 ) PDF全文 ( 12 )

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导向筛管是超短半径水平井柔性钻具的重要组成部分，其结构尺寸的合理性直接影响钻具的造斜能力。基于导向筛管与井眼曲率相匹配的条件，采用贝塞尔曲线拟合导向筛管运动轨迹方程，得到导向筛管单节最大长度。在满足强度和弯曲刚度条件基础上，对各结构参数进行了优化。采用有限单元法，考虑导向筛管的材料非线性及横缝之间的接触非线性，建立了导向筛管有限元模型，并给出了求解策略。对优化后的单节导向筛管进行力学分析，验证了导向筛管结构优化设计的合理性。研究成果为导向筛管开槽结构设计提供理论参考，为超短半径水平井的成功钻进提供必要的工具支持。

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小型风洞放气特性的数值计算及试验研究

周照耀, 王林国, 卢煌军, 王郡文

机床与液压. 2020, 48(11): 66-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.013

摘要 ( 81 ) PDF全文 ( 6 )

可视化

为了研究小型风洞瞬时放气的工作性能，通过数值计算和试验对风洞的放气特性进行研究。建立了风洞放气模型，并进行了数值计算，结果表明：在声速放气过程中，容器内压力以指数方式减小，风洞出口质量流量梯度较大；在亚声速放气时，容器内压力以近似二次曲线减小，风洞出口质量流量近似线性减小。在风洞试验段内设置试验模型进行放气试验研究，试验结果与数值计算结果吻合良好，验证了数值计算的正确性。

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基于HOUGH变换的指针式压力表自动识别算法

杜静, 魏鸿磊, 樊双蛟, 杨远超, 庞桂兵

机床与液压. 2020, 48(11): 70-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.014

摘要 ( 126 ) PDF全文 ( 38 )

可视化

目前压力仪表计量读数以人工读数为主，存在读取数值偏差问题，通过计算机自动识别压力表示数代替人工读数，可提高读数精度和工作效率，进而实现无人工操作的实时监测。为实现压力仪表的自动化精准高效读数，研究了基于Hough变换算法的计算机视觉读数，开发了相应的程序。首先采集压力表示数变化照片，通过Hough变换检测圆形表盘，采用二值化算法进行前期预处理，然后进行指针细化，将呈现长三角形的指针细化成一条直线，并通过Hough变换检测直线确定细化后的指针所在象限位置以及斜率，根据斜率判断指针偏转角度，并采用最小二乘法拟合压力值与偏转角度的关系，最终计算出指针在任意位置时的压力表示值。实验结果显示：采用该方法的判读值与压力表实际示值的误差在-0.17~+0.21 MPa之间，证明了算法的有效性。

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表面织构对GCr15淬硬轴承钢切削过程影响分析

赵昌龙, 刘俊, 王阔, 姚世航

机床与液压. 2020, 48(11): 76-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.015

摘要 ( 78 ) PDF全文 ( 11 )

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针对GCr15淬硬轴承钢切削过程中由于切削力大、切削温度高而导致的刀具磨损加剧问题，在工件表面预置织构，通过有限元仿真结合正交试验对切削过程进行模拟，并通过信噪比分析方法进行优化分析，利用极差分析、方差分析确定最优切削参数组合以及切削参数对于切削力以及温度的影响程度。切削仿真结果表明：切削速度120 m/min、进给量0.05 mm/r、切削深度0.1 mm为最优切削参数组合。在最优切削参数条件下，通过对表面织构GCr15轴承钢进行切削仿真模拟，得到切削力以及切削温度的仿真结果。将表面织构和无表面织构的切削仿真模拟结果进行对比，结果表明表面织构切削仿真的切削力及切削温度都得到有效降低，有利于减少刀具磨损，提高刀具寿命。

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基于载荷的商用车制动力分配比研究

陈孝玉, 张旭, 张南庆

机床与液压. 2020, 48(11): 81-85,142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.016

摘要 ( 81 ) PDF全文 ( 8 )

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为确定不同载荷下商用车制动力分配比的合理取值，以提高制动稳定性，提出一种基于载荷的汽车制动力分配比优化设计方法，考虑了载荷对质心位置的影响。基于ECER13法规分析了对汽车制动性能的要求，确定了汽车制动力分配系数的范围，以制动强度大小与利用附着系数差值平方和最小为约束求取了分配比最优解。将该设计方法应用于重载、中载、轻载3种工况的设计计算并进行制动仿真对比与分析。结果表明：基于载荷的汽车制动力分配比设计方法可以满足汽车在不同载荷下的制动性能要求，有效提高了汽车制动的安全性。该研究可为商用车制动力分配比控制调节提供参考。

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基于结构变形约束的水陆两栖飞机水载荷静力试验载荷优化配平技术

张柁, 张园, 杨兆林, 勾利娜

机床与液压. 2020, 48(11): 86-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.017

摘要 ( 85 ) PDF全文 ( 14 )

可视化

水陆两栖飞机水载荷静力试验主要考核该型机在水面着水工况时的结构强度，包括浮筒着水、船首着水和船尾着水等典型着水工况，由于水陆两栖飞机结构的独特性和载荷的复杂性，即浮筒、船首及船尾类似于悬臂梁结构，且所受水载荷为三维集中压向大载荷，造成考核区域的变形远远大于陆地飞机，该大变形对考核部位垂直方向加载误差高达10%以上，针对此问题，提出了基于结构变形约束的载荷优化配平技术，选取挠度为优化目标，建立平衡载荷计算模型，引入全机总力、总矩平衡方程组，通过对非考核部位的试验配平载荷进行优化，限制了水载荷考核区域的刚体位移，并通过有限元分析和试验方法验证了该载荷优化配平技术的可行性，试验结果表明：采用该载荷优化配平技术能够将垂直方向加载误差控制在1%以内。

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高速滚珠丝杠进给系统参数辨识方法与实验研究

邵瑞影, 王洪军, 姜宝华, 齐强, 王海艳

机床与液压. 2020, 48(11): 92-98,133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.018

摘要 ( 107 ) PDF全文 ( 15 )

可视化

为了有效改善高速滚珠丝杠进给系统的伺服控制性能，提出对进给系统刚体和振动进行辨识的方法，设计并搭建高速滚珠丝杠进给实验平台。采用时域与频域辨识方法得到系统基础参数，通过增广最小二乘法可辨识实验平台的转动惯量、阻尼及库仑摩擦，并用卡尔曼滤波确定摩擦模型。通过正弦扫频辨识方法得出系统频响函数，并通过峰值法与最小二乘法获得实验平台的轴扭振动传递函数及频响函数。通过实验测试工作台不同位置及不同质量对系统振动特性的影响；将辨识获得的传递函数、频响函数与实验值对比，验证了模型的准确性。

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基于熵权-TOPSIS模型的液压实验台供应商选择评价

刘立国, 梁炳南

机床与液压. 2020, 48(11): 99-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.019

摘要 ( 138 ) PDF全文 ( 11 )

可视化

为科学合理地选择教学专用液压实验台供应商，在借鉴工程机械企业选择供应商的基础上确定影响因素，并利用理想解法建立教学专用液压实验台评估模型。采用熵权法确定评价指标权重，以消除主观因素过重的缺陷。以某高校采购教学专用液压实验台作为实例，通过分析和计算，建立一套符合实际且具有可操作性的教学专用液压实验台评价体系，为高校实验仪器采购及管理部门采购液压试验台提供了一定依据。

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大直径高温合金调节环的加工方法研究

张雪, 杨嵩

机床与液压. 2020, 48(11): 103-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.020

摘要 ( 141 ) PDF全文 ( 12 )

可视化

为获得大直径高温合金调节环的机械加工方法，在实际生产中应用车削、磨削和数控铣削的加工方法来加工调节环厚度尺寸。介绍了3种加工方法的装夹定位方法；在保证了尺寸精度、控制了变形量的同时，结合实际情况详细比对了3种加工方法的关键技术点和优缺点；确定了数控铣削是最理想的加工方法；解决了大直径高温合金调节环备件数量大、占用资金多和因采购周期长而导致维修周期长、成本高的问题。数控铣削加工方法实现了调节环多次重复使用的目的，极大地节约了成本。该研究为类似大直径难加工材料盘类零件的端面加工，提供了很好的参考。

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光滑极限量规的柔性设计

张海燕

机床与液压. 2020, 48(11): 107-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.021

摘要 ( 134 ) PDF全文 ( 8 )

可视化

工作量规设计是《互换性与公差测量技术实践》教学中的难点，工作量规设计涉及工件的公差带，随着工件的精度不同，检验工件的工作量规也随之需要重新设计，且设计工作量重复。为解决此问题，提出运用柔性化的设计系统，将工程制图、数据库及零件制造精度等内容综合考虑，只需要选择工件尺寸范围及公差带代号，即可快速设计出所对应的工作量规相关尺寸及其工作图。文中用ϕ25E6的工作量规柔性设计和ϕ45G7塞规的快速标注的实例验证了上述方法的可行性。

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基于PID模糊控制器的闭式泵控系统特性研究与分析

李冬

机床与液压. 2020, 48(11): 111-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.022

摘要 ( 140 ) PDF全文 ( 15 )

可视化

传统农用机械中的电控液压系统存在能耗高、电气化程度低和转向精度低等问题，故提出一种基于PID模糊控制器的闭环泵控系统，以提高电控液压系统的响应特性、控制精度和电气化程度。通过分析闭式液压泵控系统的工作原理搭建系统的数学模型，并在MATLAB软件中构建该系统的仿真模型，验证了该控制系统的动态特性。仿真结果表明：基于PID模糊控制器的闭式泵控系统具有良好的动态特性和控制精度；响应时间由原PID控制的1 s减为0.8 s，系统超调量由6.5 mm降为4.2 mm，系统稳定时间从3.8 s减为2.5 s。

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PLC自动控制综合实验系统设计

王军

机床与液压. 2020, 48(11): 115-121. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.023

摘要 ( 114 ) PDF全文 ( 11 )

可视化

为解决传统的试验箱在控制手段、实现功能等方面已经无法适应实践性教学环节的问题，在传统实验台的基础上设计一种PLC自动控制综合实验系统。该系统开发柔性和扩展性良好，在满足基本教学需要的同时，还留给学生足够的发挥空间，能够有效促进理论与实践环节的有机结合，更好地发挥教学作用。

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中走丝线切割机床的上丝机构设计

陈祥林, 赵伟, 郭秀华

机床与液压. 2020, 48(11): 122-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.024

摘要 ( 94 ) PDF全文 ( 8 )

可视化

针对中走丝线切割机床上丝过程中出现电极丝断丝、张紧力不均衡和大小不可调问题，设计了一种用于上丝的机构，将上丝与紧丝合二为一，提高上丝效率并均衡了电极丝的张紧力，提高了加工过程中机床的切削稳定性。结果表明：上丝效率提高60%以上，零件加工质量显著提高。

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数控机床自动润滑系统节能控制方法设计

程俊, 刘滨

机床与液压. 2020, 48(11): 125-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.025

摘要 ( 167 ) PDF全文 ( 9 )

可视化

常见数控机床的自动润滑系统，大多数采用设置固定间隔时间的方法，进行计时启停润滑，没有考虑到计时到达后机床是否真正需要润滑，容易造成能源浪费。针对一些机床制造厂家和机床使用者反馈的问题，提出了一种自动润滑系统节能控制的方法。该方法增加了定期保养提醒功能、断电记忆功能。与传统方法相比，该方法的节能效果更好。

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沟槽表面特征对制动过程制动盘温度场和应力场影响的研究

沙智华, 李彩霞, 刘宇, 马付建, 杨大鹏, 张生芳

机床与液压. 2020, 48(11): 128-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.026

摘要 ( 128 ) PDF全文 ( 14 )

可视化

针对制动盘表面温升严重、磨损剧烈等问题，建立沟槽表面制动盘制动过程模型并进行热机耦合有限元分析，研究沟槽的角度、宽度、密度对制动盘温度场和应力场的影响。结果表明：沟槽结构可以储存空气，加快制动盘与外界的换热，具有散热性，并且减小了表面直接接触摩擦的面积，从而导致了沟槽型表面制动盘比光滑表面制动盘温度低和等效应力小；沟槽角度、宽度对制动盘表面温度和等效应力影响明显，其中沟槽角度为45°、宽为4 mm的沟槽型表面制动盘温度和等效应力值最小；沟槽密度对制动盘表面温度和等效应力影响不明显。

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形状因子对应力场及温度场的影响分析

李荣敏, 赵雪峰

机床与液压. 2020, 48(11): 134-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.027

摘要 ( 137 ) PDF全文 ( 14 )

可视化

刀具钝化非对称刃口形状因子是影响温度场与应力场的重要因素之一，而形状因子会改变刃口处的分流点高度、剪切角以及实际切削负前角，在彼此相互作用下使温度场与应力场发生变化。采用三维软件SolidWorks建立不同形状因子的硬质合金刀具模型，通过有限元软件AdvantEdge建立刀具非对称刃口钝化铣削45钢的仿真模型，研究不同形状因子对温度场与应力场的影响规律。结果表明：随着形状因子的增大，最高切削温度增加，而最高应力区域面积呈现先增大后减小的趋势。

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基于AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的采棉头液压系统设计

傅依新, 木合塔尔·克力木

机床与液压. 2020, 48(11): 138-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.028

摘要 ( 122 ) PDF全文 ( 15 )

可视化

为解决采棉机采棉头液压马达由于负载不断变化引起的转速不稳定和不同步的问题，采用AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的方法，对采棉头液压系统进行了AMESim液压系统建模，在施加不断变化的负载情况下进行PID控制和模糊自整定PID控制仿真。结果表明：施加PID控制要比不施加任何控制的液压马达转速更加稳定，转速更加趋近于设定值；模糊自整定PID和PID控制都可以使液压马达转速趋近于设定值，但模糊自整定PID控制比PID的控制马达同步精度更高。

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变截面辊弯成形系统的机电动力学模型的优化

闫军, 李炳震, 周志霞

机床与液压. 2020, 48(11): 143-145,184. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.029

摘要 ( 48 ) PDF全文 ( 6 )

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采用粒子群优化算法，以直线电机动子的加速度最小为优化最终目标，以机械结构的参数为优化对象，以设计变量的取值范围和机电动力学模型的微分方程为约束条件，建立了机电耦联动力学优化模型。优化后的机电动力学模型正确、合理，为更好地控制该辊弯成形系统提供了理论依据。

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基于MATLAB/Minitab的大规模定制质量控制图研究

赵玲玲, 樊树海, 吕庆文, 徐文浩

机床与液压. 2020, 48(11): 146-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.030

摘要 ( 204 ) PDF全文 ( 10 )

可视化

大规模定制（MC）是目前先进的生产模式，其生产随客户需求而变，具有不可预测性，且产品开发及生命周期短，生产批量少，设备调整时间短。因目前的控制图并不完全适用于此生产模式，故提出针对大规模定制型制造企业的生产过程监测的联合统计制程方法，即基于Q统计量的指数加权移动平均控制图的大规模定制制造系统。利用仿真软件MATLAB的统计工具箱模拟与大规模定制相似的一组随机数据，通过MATLAB软件编码将其转换为Q统计量后再利用Minitab软件的统计分析和图表功能来验证此联合统计制程方法的可行性及预测精度。

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基于配点法的智能车实时轨迹跟踪研究

朱盈璇, 赵克刚, 叶杰, 梁政焘

机床与液压. 2020, 48(11): 150-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.031

摘要 ( 102 ) PDF全文 ( 11 )

可视化

针对智能汽车在实际行驶过程中的轨迹跟踪问题，提出了一种基于配点法的非线性模型预测控制实时优化算法。建立车辆二自由度非线性动力学模型和轨迹跟踪最优控制问题的数学模型，采用配点法将最优控制问题转化为带约束的非线性规划问题，并运用序列二次规划法实现了快速求解，通过滚动优化和反馈校正达到了对智能车实时轨迹跟踪的效果。在Prescan自动驾驶仿真环境中进行了基于ROS操作系统的硬件在环试验。结果表明：所提出的方法在保证精度的情况下，计算速度快，可以达到实时轨迹跟踪优化的要求。

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混粉电火花放电蚀坑及温度场仿真研究

王新荣, 任城龙, 郑成德, 李小海

机床与液压. 2020, 48(11): 155-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.032

摘要 ( 175 ) PDF全文 ( 15 )

可视化

混粉电火花加工是一种新型加工工艺，通过在工作液中添加微细粉末，显著改善加工表面粗糙度。电火花加工表面粗糙度的形成与放电蚀坑大小有直接关系，而放电蚀坑大小与单次脉冲放电温度场有密切联系。为了进一步提高混粉加工表面质量，利用ANSYS软件对放电点温度场进行了模拟与分析，得到了工件表层温度场的分布规律，揭示了材料去除机制，阐明了加工表面粗糙度与温度场的关系，对预测和改善混粉加工表面质量及日后生产实际应用提供了一定的理论依据。

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织构刀具高速干式切削Al7075-T6的性能研究

温永美, 赵向阳, 王国盛

机床与液压. 2020, 48(11): 159-163. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.033

摘要 ( 128 ) PDF全文 ( 14 )

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表面微织构能够改善刀具的切削性能。为了研究织构刀具高速干切削Al7075-T6时织构参数对切削性能的影响，利用仿真软件建立正交二维切削仿真模型。对比了所选织构参数范围内的最优织构刀具与无织构刀具的主切削力、刀具温度、刀具应力，分析了织构参数对主切削力的影响程度。结果表明：合理的织构参数，可以减小刀具的主切削力，使刀具表现出更好的温度及应力分布梯度；所选织构参数范围内，织构宽度为60μm、织构间距为90μm、织构深度为30μm、织构刃边距为100μm的织构刀具切削性能最好；织构参数对主切削力影响程度从大到小依次为织构刃边距、织构宽度、织构间距、织构深度。

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斜盘柱塞泵的脉动特性研究

丁新隆, 戴怡, 王芳

机床与液压. 2020, 48(11): 164-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.034

摘要 ( 98 ) PDF全文 ( 9 )

可视化

为了研究多柱塞斜盘柱塞泵的脉动特性，根据柱塞泵的原理，利用AMESim软件对多柱塞斜盘柱塞泵进行了建模和仿真分析。主要研究分析了柱塞泵斜盘倾角和柱塞数目对柱塞泵脉动特性的影响，结果表明：柱塞泵斜盘倾角和柱塞数目对柱塞泵的脉动特性有较大影响；斜盘倾角越大，则脉动情况越明显；柱塞数目越多，脉动频率越高，但脉动率越小。在设计和选用柱塞泵时应根据不同的要求选择合适的斜盘倾角和柱塞数目。

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基于AMESim的新型缓冲稳压型减压阀仿真研究

陶柳, 徐化文, 王俊英

机床与液压. 2020, 48(11): 168-171. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.035

摘要 ( 126 ) PDF全文 ( 12 )

可视化

传统直动式减压阀出口压力稳定性差，在外加负载发生突变时尤其明显。为解决此问题，设计一种新型缓冲稳压型减压阀。对阀的动态特性进行分析，并利用AMESim仿真软件建立减压阀仿真模型，仿真分析稳压阻尼口直径、稳压活塞质量及稳压弹簧预紧力等关键参数对阀性能的影响。结果表明：稳压阻尼口直径对减压阀动态特性影响较大，而稳压活塞质量及稳压弹簧预紧力对减压阀动态特性影响较小。所得结论为减压阀的改进及优化设计提供了参考。

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基于Lyapunov函数的Mamdani模糊控制系统稳定性研究

刘春华, 安佳奕

机床与液压. 2020, 48(11): 172-178. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.036

摘要 ( 131 ) PDF全文 ( 19 )

可视化

为加强Mamdani模糊控制系统常规运行的稳定性，弱化并消除外部干扰信号造成的不稳定运算结果，设计了基于Lyapunov函数的Mamdani模糊控制系统稳定性控制模型。通过分析Mamdani模糊控制系统特征，设计了状态反馈控制器，解析了Lyapunov函数稳定控制系数，进行了模糊控制系统仿真实验。实验结果表明：运用Lyapunov函数构建Mamdani模糊控制系统稳定性模型，可降低外部信号干扰，达到稳定状态。

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工业4.0与云制造的比较分析

李强, 孔蕾, 张科

机床与液压. 2020, 48(11): 179-184. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.037

摘要 ( 127 ) PDF全文 ( 11 )

可视化

信息技术具有强大的渗透力，为制造业所面临的挑战提供了有效的解决方案，利用信息技术提高制造业的核心竞争力，已成为全球显著的趋势。介绍了工业4.0和云制造的基本理念。工业4.0指的是第四次工业革命，其以信息物理融合系统（CPS）在制造业环境中的广泛应用为特点。云制造是基于云概念和方法的一种新的服务型制造模式。为了更好地理解2个概念及其之间的关系，从目标、核心技术、运行模式、架构4个方面做出了详细的比较分析。

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“智能+”在制造业转型升级中的应用综述

郑阳平

机床与液压. 2020, 48(11): 185-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.038

摘要 ( 84 ) PDF全文 ( 7 )

可视化

随着“互联网+”的快速发展，2019年的政府工作报告中首次提出“智能+”新战略。介绍了“智能+”时代智能技术的特点及发展现状；从数据闭环自动流动优化资源配置效率和生产效率、数字化能力向供给端迁移推进供应链智能化、“数据+算力+算法”驱动工业大脑进行工具革命和决策革命、智能制造新体系重构4个方面详细阐述并分析了“智能+”在赋能中国制造转型与升级中的应用。智能技术和数据作为“核聚变”的第一驱动力，为中国制造2025、中国经济高质量发展提供新动力。

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基于SGMD敏感参数和KFCMC的滚动轴承故障诊断方法

郑直, 高崇一, 宋金超, 姜万录

机床与液压. 2020, 48(11): 189-193,206. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.039

摘要 ( 93 ) PDF全文 ( 16 )

可视化

针对滚动轴承的内圈和外圈故障诊断问题，提出了一种基于辛几何模态分解（SGMD）、敏感参数和核模糊C均值聚类（KFCMC）相结合的方法。基于SGMD研究了实际测量的液压泵多模态故障振动信号；基于所提出的相似性分析法，将含有丰富运行特征信息的模态分量进行重构，并将其作为数据源；基于数据源提取时域和频域参数，并利用流行学习法筛选出峭度、裕度指标和峰值指标等敏感参数作为特征向量；利用KFCMC实现对内圈和外圈不同故障的诊断。通过对滚动轴承内、外圈故障振动信号的仿真和实测，验证了该方法可以有效地诊断滚动轴承不同故障。

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基于WPD-FWEO的轴承故障特征增强方法

丁金玲, 胡俊锋, 林凤涛

机床与液压. 2020, 48(11): 194-199. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.040

摘要 ( 70 ) PDF全文 ( 11 )

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用小波包分解（Wavelet Packet Decomposition， WPD）处理低信噪比信号时，常出现残存大量带内噪声的问题，严重影响了后期的故障诊断准确性。针对该问题，提出将频率加权能量算子（Frequency-Weighted Energy Operator， FWEO）作为小波包分解的后处理器，以消除其带内噪声，增强故障特征提取效果。对采样获得的故障数据进行3层小波包分解，得到各频带系数；对每个频带系数进行峭度计算，以峭度最大原则获取最优频带系数；以频率加权能量算子追踪最优频带系数的瞬时能量，从信号能量的角度消除信号中的带内噪声成分，二次增强信号中隐藏的故障脉冲信息；对其进行包络谱分析，得到最终诊断结果。仿真数据、实验室数据和工程数据验证了所提方法的有效性和实用性。

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基于混合特征和堆栈稀疏自编码器的齿轮箱故障诊断

吴康福, 李耀贵

机床与液压. 2020, 48(11): 200-206. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.041

摘要 ( 77 ) PDF全文 ( 10 )

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针对复杂工况下齿轮箱多故障信号诊断准确率低的问题，提出了一种基于混合特征和堆栈稀疏自编码器的齿轮箱故障诊断方法。从微观信号特征角度提取奇异值特征和小波分解后的样本熵特征；从宏观角度提取故障信号时域特征，将3种特征进行融合，并输入到由稀疏自编码和Softmax堆栈得到的深度神经网络中进行特征优化和分类识别。实验结果表明：在2种不同工况下，对6种齿轮箱故障数据进行诊断均表现出较高分类识别精度，且所构建的分类模型综合性能上均高于文中其他对比模型，因此本文作者所提出的方法能有效地进行齿轮箱故障诊断。

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基于SimHydraulics的某直升机液压系统故障仿真

王强, 犹轶

机床与液压. 2020, 48(11): 207-211. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.042

摘要 ( 85 ) PDF全文 ( 11 )

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采用SimHydraulics软件构建某直升机液压系统单个助力器仿真模型。通过设置模型中液压元件的参数，模拟系统在不同故障状态下执行机构的运动和响应特性对飞行操纵的影响。仿真结果表明：所构建的模型能够较好地反映直升机液压操纵系统的工作状况；通过模拟故障仿真，飞行员可直观认识到不同的液压系统故障对直升机飞行操纵的影响程度，有助于提高飞行员对液压系统故障的应急处理能力。

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地埋式垃圾压块机液压系统的可靠性分析

胡秀秀, 王守城, 李帅, 李志富

机床与液压. 2020, 48(11): 212-216. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.11.043

摘要 ( 72 ) PDF全文 ( 8 )

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液压系统是地埋式垃圾压块机的核心部分，其性能的好坏直接影响压块机工作效率。以地埋式垃圾压块机液压系统为研究对象，对液压系统中的锁紧装置、举升装置、自推装置、推压装置进行了可靠性分析；建立了各工步和总体的可靠度数学模型，利用MATLAB仿真模拟出系统在各个工步的可靠度曲线，并算出系统平均无故障工作时间为4 065.9 h。

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