组合机床与自动化加工技术

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王朔, 于东, 王志成, 刘京航, 王昱忠, 杜少华

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 1-5. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.001

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交流伺服系统的参数实时辨识是实现高性能控制的前提。其中，转动惯量是最为关键的参数，其辨识值是控制器参数整定的基础，保证了系统的动态性能。近年来实时惯量辨识技术获得国内外学者的广泛关注并取得了大量的研究和应用成果。文章在此基础上，综述了针对单惯量和双惯量系统模型的实时惯量辨识方法及取得的最新研究进展，分析了各种方法在工程领域的应用。总结现有研究成果及亟待解决的问题，并对将来的研究方向进行了展望。

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新型动静压转台承载特性分析及结构改进

刘云鹏, 马金奎, 陈淑江, 路长厚

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 6-11,17. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.002

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提出了一种新型动静压转台的设计概念，油腔结构包括扇形静压油腔和螺旋油楔动压油腔，这种转台可用于重型车床、大齿轮加工机床等重型、大型精密机械。综合考虑雷诺方程和流量连续性方程，采用有限元法对螺旋油楔的油膜压力分布进行了计算，建立了转台承载特性计算模型。在分析过程中发现当转台负载较大油膜厚度较小时存在静压腔进入的流量小于动压油楔泄漏量的问题，针对该问题对静压腔结构进行了改进，并计算了一定工作条件下静压腔封油面与动压油楔封油面高度差的临界值，高度差大于该临界值时可以解决动压油楔供油不足的问题，研究了该临界值随转速变化的规律，为该种结构转台的设计提供了参考。

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基于战斗部药块装填视觉定位系统的结构参数优化

靳阳阳, 岳超, 贺云, 徐志刚, 刘哲

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 12-17. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.003

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装药精度问题一直是影响我国弹药制造技术发展的重要瓶颈，影响战斗部装药精度的误差源有很多，而视觉定位测量误差是所有误差源中影响程度最大的一个。为此提出了一种针对战斗部装药的视觉定位系统，创造性地建立了“两点法”数学模型，并对该定位系统的结构参数进行优化分析。通过建立战斗部装配视觉定位测量系统—双目立体视觉测量系统，对视觉定位系统测量的误差建立“两点法”数学模型，并利用MATLAB进行仿真分析，找到最优的结构参数取值范围，提高了装药装置执行端的定位精度，进而提高了战斗部的装药精度。不仅为我国弹药制造技术的发展奠定了基础，而且对提高战斗部装药的效率和智能化水平具有重要意义。

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高速主轴在线动平衡调控实验研究与特性分析

王展, 朱峰龙, 涂伟, 张驰宇

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 18-21,26. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.004

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为了解决高速主轴运行过程中产生的振动造成主轴加工精度低、零件表面质量差等问题，运用NI虚拟仪器对振动信号采集、处理，通过输出信号控制电磁式平衡装置内部的铁齿与配重盘上的永磁体相互作用，实现主轴在线动平衡。搭建实验平台，通过多次实验找到了主轴共振转速范围，并分析机械主轴转速与实验平台振动之间关系。改进了旋转机械初次试加质量块经验公式，分析初次试加质量大小与主轴振幅之间关系。结果表明：运用影响系数平衡方法，主轴振动降幅明显、平衡效率提高，残余不平衡量降低，电磁式平衡装置在线动平衡实验结果为高速主轴平衡调控提供理论依据与实验支持。

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基于预测匹配差与全局-局部阈值化的轴承缺陷检测与定位算法

尚军, 张晓晖, 刘青

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 22-26. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.005

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为了准确检测轴承在生产加工过程中出现的滚动体漏装等缺陷，提出了基于预测匹配差与全局-局部阈值化的轴承缺陷检测与定位算法，完成滚动体缺失、破损检测与定位。首先，引入分段线性图像增强技术，扩大滚动体与轴承背景的对比度；其次，综合全局与局部阈值化方法，结合种子填充技术，对轴承进行连通边缘标记；再设计一种圆验证机制，将轴承中的非圆边缘滤除，以提取滚动体的ROI区域，缩小了目标检测范围，提高滚动体缺陷的检测效率；最后，利用OpenCV来统计不同部件的轮廓面积，从而设计预测匹配差方法，对缺失或破损的滚动体进行定位。仿真结果显示，与当前轴承检测方法相比，对于滚动体漏装或破损轴承，所提算法具有更高的检测与定位准确。

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永磁悬浮磁力驱动装置的零功率特性优化设计

孙凤, 周冉, 金俊杰, 李强, 徐方超, 韦伟, 金嘉琦

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 27-29,33. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.006

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根据永磁悬浮磁力驱动装置的磁势周期性变化规律，结合其特有的结构，在保证提供的悬浮力满足实验条件的基础上，以装置中电机轴上的扭矩趋于零作为优化设计的目的，对该永磁悬浮磁力驱动装置进行结构上的优化设计，建立了优化后装置的仿真模型，并采用有限元方法计算不同优化条件下，磁力驱动装置的零功率特性及驱动力特性。对比分析结果表明：经过两次优化设计后的装置与原装置相比，负载转矩明显减小，已经达到了零功率特性优化设计的要求。

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基于变型设计的精度尺寸标注位置调整算法的研究

李雪梅, 陈综艺, 常青青, 汤长波, 刘诗文, 韩莉

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 30-33. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.007

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对参数化技术的零件精度变型设计方法进行了研究。根据精度信息生成的基础，得到精度信息尺寸标注位置与零件的几何特征信息直接相关。针对不同类型的精度在零件变型过程中尺寸标注位置不合理的现象，提出了基于变型设计的精度尺寸标注位置调整算法。基于精度标注模型，建立了不同类型的精度尺寸标注位置调整算法，并结合零件的几何特征识别与提取，实现算法对精度信息尺寸标注位置的自动调整。以SolidWorks为开发平台，以Visual C++6.0为开发语言，结合Access建立的精度数据库，利用SolidWorks API函数对SolidWorks进行二次开发，开发出了精度变型设计系统。并以齿轮箱输出轴验证了该系统进行尺寸标注位置调整方法的可行性。

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基于并行RBF神经网络的机器人逆运动求解

熊超, 张鹏超, 冯博琳, 贺洋洋, 杜枭雄

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 34-36,41. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.008

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机器人逆运动求解的传统方法因为需要大量公式推导往往繁琐复杂，新出现的基于神经网络的算法又存在一定的局限和不足，所以，文章在分析现有神经网络模型的基础上致力于找到一种简单快速的求解方法。考虑到RBF神经网络在非线性函数逼近中的优秀表现，文章将两个相同结构的RBF神经网络应用于机器人逆运动求解中。以NACHI-MZ04型机器人为例，首先建立其运动学模型并在此基础上得到用以训练和测试神经网络的数据，然后基于Matlab nntool搭建网络模型并分别对网络进行训练和测试，最后得到满足精度要求的网络模型。结果表明，该方法在逆运动求解问题中应用效果良好，具有一定的推广价值。

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一种非接触式的标准圆柱齿轮参数测量方法

王延忠, 陈振鹏, 唐文

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 37-41. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.009

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齿轮传动具有传动效率高、传动比恒定、功率和速度适用范围广等优点，在工业产品中广泛应用。齿轮的精度直接影响到工业产品的品质。目前齿轮参数的测量主要采用三坐标测量仪、CNC齿轮测量中心等接触式测量方法。这些接触式测量设备的使用和维修成本均较高，不便于大范围推广。基于机器视觉技术的非接触测量方法，具有实时、高效以及不损害齿面等优点，且随着摄像设备不断改进发展，测量精度大大提高。将机器视觉技术用于齿轮的测量中，提出了一种非接触式的标准圆柱齿轮参数检测方法，对齿轮的几何参数和部分单项误差进行了测量。

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整体叶轮五轴联动加工技术的研究与实践

胡晓东

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 42-45,49. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.010

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为提高整体叶轮的加工质量，解决整体叶轮五轴联动加工程序编程复杂、验证困难，易出现干涉、碰刀等问题，文章在分析整体叶轮结构、加工难点的基础上，对机床的选用，工装夹具的确定，刀具的选择，CAD/CAM软件的确定以及加工工艺的规划等方面，进行深入研究与探讨。根据Mikron_UCP_800Duro机床技术参数，利用VERICUT多轴数控仿真软件平台，构建了虚拟的真实五轴联动数控机床的运行环境，实现了对叶轮各加工工序NC程序的正确性、可靠性的虚拟仿真与验证。最后，在Mikron_UCP_800Duro五轴加工中心上，完成了对整体叶轮的实体加工，无任何刀具干涉、碰撞等现象，加工精度满足性能要求，对类似的叶轮加工具有很好的借鉴作用。

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连杆胶套压装机压头疲劳寿命分析

孙宝玉, 夏椰林, 姜振海, 谷东伟, 徐思晨

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 46-49. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.011

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为了保证连杆胶套压装机压装精度，防止压头出现疲劳失效，基于结构疲劳的基本原理和有限元方法，针对橡胶衬套内外圈材料弹性模量不同，无法采用传统公式分析的问题，通过建立橡胶衬套接触分析仿真模型，获得压装过程中的压装载荷模型，依据材料的S-N曲线建立疲劳参数，对压装机压头的疲劳寿命进行分析，获得压头的疲劳损伤系数，优选了压头材料。对连杆胶套压装机设计具有一定的实际意义。

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涂层刀具高速车削损伤容限型钛合金的试验研究

孙涛, 秦录芳, 傅玉灿

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 50-53. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.012

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针对TC21这种我国自主研制的高强高韧损伤容限型钛合金，采用TiAlN涂层刀具进行了高速车削试验研究。通过单因素法试验，分析了车削参数对切削力、切削温度和刀具耐用度的影响规律。采用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）的观察手段，研究了TiAlN涂层刀具高速车削钛合金TC21的刀具磨损机理。研究成果为TiAlN涂层刀具高速车削损伤容限型钛合金的推广提供了理论参考依据。

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基于SIFT特征与多层BP神经网络的钢板缺陷检测算法

朱晓珺, 韩林, 邹香玲

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 54-56,61. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.013

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为了解决当前钢板表面缺陷在对比度弱、边缘复杂和光照不均干扰下易导致检测能力较低的问题，文章提出了基于SIFT特征与多层BP神经网络的钢板缺陷检测算法。首先，引入高斯差分和Hessian矩阵，对钢板图像进行空间尺度函数计算，统计SIFT深度向量特征，完成缺陷特征的检测与收集。然后，基于神经网络原始模型，计算其第五层输出结果，优化缺陷检测结果，并最小化输出层与期望值的差异平方，滤除伪SIFT特征的干扰，建立多层BP神经网络拓扑分析算子，准确识别钢板缺陷。最后，基于软件工程，设计检测系统软件，对文中算法的缺陷检测精度进行测试。实验测试结果显示：与当前主流钢板缺陷检测技术相比，文中算法拥有更高的准确性与鲁棒性。

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开关电容滤波器MF10在平衡测试机中的应用研究

江世超, 赵良梁, 管闯, 曾胜

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 57-61. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.014

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针对MF10开关电容滤波器带通模式存在的稳定性差、无巴特沃斯平台等问题，设计了由MF10高通模式与低通模式级联的组合带通滤波器，优化了组合带通滤波器的参数和倍频发生电路，编写了高通与低通截止频率的算法程序，测绘了组合带通滤波器的幅频特性曲线，比较了8阶模拟带通滤波器与组合带通滤波器的滤波效果。结果表明，组合带通滤波器可实现频率跟踪，滤波效果与8阶模拟带通滤波器相似。由于使用了较少的元器件，组合带通滤波器的可靠性更高。

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基于模糊共因失效分析的FMEA风险评估方法

李新月, 高琦, 刘军

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 62-65,69. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.015

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针对传统FMEA中风险评估因子很难被精确评估以及风险优先顺序数计算中存在的缺陷，提出一种可以考虑模糊语境和失效模式与失效原因关联性的FMEA风险评估方法。该方法综合采用三角模糊数、灰色关联分析和决策试验与评价实验室法对失效模式的风险进行排序，既考虑了风险评估因子的模糊性，又考虑了失效模式和失效原因间的影响关系，使得排序结果更加符合工程实际。最后以W公司的TFL－LCD为例，验证了该方法的有效性。

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基于粒子群算法的倾斜度误差评定方法

方良, 樊军

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 66-69. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.016

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为了减小扭力冲击器关键部件冲击锤的倾斜度误差，根据倾斜度误差的国家标准，建立了符合最小区域条件的倾斜度误差评定模型。针对倾斜度误差的特点，提出一种惯性权重随实际情况动态变化的改进粒子群算法，从而对倾斜度误差进行评价，并给出了该改进算法的实现方法，最后将改进PSO算法与传统算法的计算精度进行比较。结果表明，改进的粒子群算法的计算精度比传统算法高，适用于扭力冲击器的倾斜度误差评定。

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基于6R机器人的自动脱模系统总体设计

吕新星, 徐志刚, 郑帅超, 尹猛

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 70-73. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.017

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针对传统的脱模方式作业人员密集、劳动强度大、安全性低以及产品一致性差等缺点，设计了一种基于6R机器人技术的自动脱模系统，该系统主要由工业机器人、快换工具头、视觉定位系统、控制系统等组成。首先，系统基于单目视觉-激光测距定位的方式完成对拆卸目标的定位；然后，在控制系统快速、稳定的控制下，机器人通过快换拆卸工具头完成浇筑模具零部件的拆卸。实际应用表明，在大幅减员、安全性能充分保证的前提下，脱模效率和质量提升明显。

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基于EtherCAT总线的工业机器人控制系统设计

王力宇, 曹其新, 董忠

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 74-76,81. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.018

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为了简化工业机器人控制系统结构，降低工业机器人运动控制器硬件成本，提出了一种基于x86平台和EtherCAT总线的实时工业机器人运动控制器设计。借助Windows可扩展内核的特性，使用RTX64作为控制系统的实时内核，并使用Kingstar Motion作为EtherCAT主站，搭建了一个工业机器人的实时控制系统。使用共享内存实现实时系统和Windows内核的数据交换，实现了在Windows内核中对实时内核程序的指令下达和状态查看，在RTX内核中使用多线程方式实现了对驱动器多种不同类型数据的处理。实验表明，该控制系统具有良好的实时响应性能，能够满足工业机器人的控制要求。

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基于复合控制电流的开关磁阻电机恒转矩控制

党选举, 张堡森, 姜辉, 伍锡如, 李珊

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 77-81. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.019

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开关磁阻电机（SRM）在低速运行时，高转矩脉动极大限制了在生产中的应用。针对基于线性电感模型转矩分配函数（TSF）控制得到的线性控制电流，难以有效控制强非线性特性SRM，所导致的转矩脉动较大的问题，文章提出基于回声状态网络（ESN）的电流控制策略，针对SRM非线性特性，设计实时得到由动态电感引起的非线性部分电流的控制器，其输出与TSF控制器的线性控制电流叠加得到复合控制电流，两个电流控制共同作用，提高系统动态性能，有效抑制转矩脉动。仿真结果验证了所提出的控制策略可以有效减小电机的转矩脉动。

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基于区域分级的陶瓷阀芯表面缺陷检测系统研究与实现

汤亮, 张董洁, 龚发云, 汪威, 胡新宇

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 82-86,90. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.020

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针对陶瓷阀芯表面缺陷特征复杂、啮合表面存在研磨抛光区域等问题，现有基于视觉检测的陶瓷阀芯表面缺陷检测算法对不同种类陶瓷阀芯的适应性较差且漏检率高，该研究提出了一种分区域、多级优化的陶瓷阀芯表面缺陷检测算法。首先依据陶瓷阀芯表面反射率的不同，将其划分为两个检测区域：抛光面（P）、非抛光面（Non P），然后根据陶瓷阀芯表面缺陷特征，将其分为两类缺陷：G缺陷、C缺陷。在检测过程中，搜索模板图像金字塔信息，调整目标灰度图像位姿，经掩模板（Mask）配准，提取出P区域、Non P区域，通过blob检测、裂纹检测，分别对P区域、Non P区域进行缺陷提取。通过实验研究与系统设计，分析了检测算法的可行性、适用性，结果表明该研究算法针对不同种类陶瓷阀芯表面缺陷检测漏检率低，且能通过优先级的合理设置，提高检测效率。

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基于机器视觉的太阳能电池颜色自动分选研究

周奇, 孙智权, 赵不贿, 陶鹤鸣

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 87-90. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.021

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针对硅晶太阳能电池颜色差异，首先设计了一套颜色分选方案，构建了图像采集与自动化单元；并提出了基于彩色机器视觉原理的颜色分选方法，通过对图像分块直方图的计算与比较建立颜色样本库与待检测目标之间的相似关系，并以此作为颜色分选的依据。最后将以往计算整体灰度直方图差异来进行颜色分选的方法相比较，证明了所提方法能够克服色差对分选结果的影响。实验证明，所提方法在配合系统工作中具有足够的快速性、准确性和稳定性，能够满足实际生产需求。

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柔性关节机械臂的滑模变结构控制

汪允鹤, 李宏胜, 张伟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 91-95,100. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.022

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研究一种带有柔性关节的二连杆机械臂的轨迹跟踪滑模变结构控制问题。针对机械臂的非线性、强耦合以及高阶次的柔性关节特性，运用Lagrange方程建立动力学模型，并针对二连杆机械臂设计滑模变结构控制律，实现一种在一定的系统特性下沿规定的状态轨迹作小幅度、高频率的上下运动的鲁棒控制，系统可达到更高的控制精度及稳定性。最后基于SimMechanics建立柔性关节机械臂仿真模型，并通过实验与仿真验证了该控制算法的有效性与可行性。

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混合动力汽车废气能量回收系统控制器设计

谢金利, 李学鋆, 李军

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 96-100. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.023

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为了提高混合动力汽车废气能量回收系统的回收效率，设计了一套完整的系统控制器，控制器可以根据发动机的不同工况准确及时做出调整。控制器包括模糊控制器的设计、数据采集系统的设计、模糊控制器硬件电路设计，并完成了程序调试与电路板制作。控制器以涡轮机转速、发电机电流、排气背压和蓄电池SOC值为输入参数，经过控制器处理后以涡轮机导流叶片倾角和旁通阀开度为输出，调整系统达到最佳工作点，提高系统工作效率。试验证明，该控制器与理论设计相比误差很小，能保证系统达到高效平稳的运行状态。

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改进粒子群优化的无刷直流电机模糊控制

张禹, 刘群, 刘慧芳, 王哲

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 101-104. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.024

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为了解决粒子群算法易陷入局部最优解等缺陷，提出一种根据各个粒子适应值自动调节学习因子的策略，并将模拟退火Metropolis准则引入粒子位置更新过程中，形成一种新的自适应模拟退火粒子群算法。经过测试函数检验，证明该算法跳出局部最优解的能力强，可达到更高的全局优化精度。针对无刷直流电机时变、非线性、强耦合的特性，提出一种通过PI模糊模拟进行模糊规则初始化，再以自适应模拟退火粒子群算法优化其模糊规则权值与量化比例因子的模糊控制器设计方法。仿真结果表明，该控制器使无刷直流电机调速系统具有良好的快速性，稳定性和鲁棒性。

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基于滑模变结构控制的鲁棒控制器设计

刘大伟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 105-109. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.025

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为了有效抑制状态变量的超调，加快转子的收敛速度，增强系统的抗干扰性，提出了一种基于滑模变结构控制方法的鲁棒控制器。与传统PID控制器不同，该控制器采取最终滑动模态的极点配置方式对系统的期望闭环动态以及选择滑模面进行设计，然后采取基于李亚普诺夫稳定性理论的控制方法来设计滑模控制器，使系统在设计的滑模面上具有期望闭环动态，在执行器动态变化导致误差的情况下，所述系统依旧可以在有限时间内收敛到设计的滑模面。该控制可以代替PID控制器应用于永磁同步直线电机，验证所设计的控制器在系统参数（动子质量、粘滞摩擦系数）发生较大变化和负载扰动情况下，都保持良好的跟踪性能，实现系统对不确定性扰动下的强鲁棒性。

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镁合金粘接层失效的非线性超声检测研究

苏珊

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 110-113. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.026

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粘接层脱粘问题直接影响材料或结构的整体性能，需要采用合适的方法尽早检测。针对此问题，提出利用非线性超声无损检测方法对其进行检测，建立了粘结层失效的非线性超声测试系统，对脱粘不同程度的镁合金粘结层试件进行了试验研究，有效测量了表征粘接层失效程度的超声非线性系数β，结果表明超声非线性系数对镁合金粘结层失效非常敏感，且随脱粘程度呈二次函数关系增加；同时，建立了有限元仿真模型，对脱粘不同程度的镁合金粘结层试件进行了有限元数值仿真，仿真结果和实验结果在变化趋势上近似一致，进一步证明非线性超声检测技术可以用于粘接层界面失效的无损评价。

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基于二维码的单目视觉测距移动机器人定位研究

罗高, 袁亮

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 114-117,121. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.027

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为了提高移动机器人在未知环境下定位精度，使用里程计结合高清摄像机单目视觉测距对移动机器人定位技术进行了研究，针对编码器短距离定位精确，长距离定位存在积累误差的问题，提出非接触式的基于二维码单目视觉测距的方法实现移动机器人的定位。在二维码世界坐标已知的情况下，移动机器人向前运动，高清摄像机通过识别二维码，得知二维码的世界坐标，由此推导出机器人相对于二维码的世界坐标，得出的机器人坐标是基于二维码的绝对坐标值，故消除了编码器存在的累计误差，从而使移动机器人定位更加准确。与传统的里程计定位方式相比，该定位算法定位成功率提升30%~50%。

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镗铣加工中心进给系统热误差检测实验研究

孙军, 郎姝, 孔碧溪

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 118-121. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.028

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针对TX1600G镗铣加工中心X轴进给系统，设计实验方案采集进给系统的温度场和热误差数据，得到的数据可用于热误差补偿。首先依照实验方案，测量了丝杠关键位置的温度和丝杠上各测点的定位误差。然后利用误差分离原理，较好的分离出了丝杠的热误差。根据实验结果分析了前后轴承、螺母温度随时间变化的规律以及丝杠上各测点热误差与温度测点位置的关系。在实际测量过程中，综合丝杠定位方式和环境温度的影响，得到了丝杠的温度和热误差数据以及规律，测试效果理想，可为进一步的热误差补偿提供准确的数据支持。

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基于敲击信号的刹车片内部缺陷检测

张国强, 张晓, 隋文涛

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 122-124,128. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.029

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为了解决刹车片内部缺陷检测难题，提出了一种基于敲击信号的刹车片内部缺陷检测方法。选取同种型号的刹车片进行多次敲击实验，然后对敲击得到声音信号进行有效截取；利用小波变换时频分析对实验数据进行对比分析；运用灰度共生矩阵计算灰度图像的属性特征；然后用神经网络对提取到的属性特征进行模式识别。该方法与厂家传统的人工敲击肉眼观察法相比，不仅提高了内部缺陷分辨率，为以后厂家实现刹车片智能化质量检测提供了一个可行性方案。

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凸轮磨削廓形误差非线性PID控制

周坤鹏, 韩秋实, 彭宝营

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 125-128. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.030

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为提高凸轮轮廓的加工精度，减小廓形误差，引入了非线性PID控制方法。在廓形误差模型基础上，分别对X轴和C轴进行非线性PID控制来减小单轴的跟踪误差，通过遗传算法对非线性PID进行整定，建立基于MATLAB的X、C轴非线性PID控制仿真模型并进行仿真实验。结果表明：与常规线性PID加工相比，非线性PID控制方法能够较明显地减小凸轮廓形误差，提高X-C联动磨削加工平台的加工精度。

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基于VMD和拉普拉斯分值的柴油机故障诊断

吉哲, 傅忠谦

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 129-133,137. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.031

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针对柴油机声信号非平稳非线性的特性，提出了一种基于变分模态分解（VMD）和拉普拉斯分值（LS）的柴油机故障诊断方法。首先对柴油机声信号进行变分模态分解，从分解得到的各模态函数中进行统计特征提取，组成初始特征集；然后利用改进的拉普拉斯分值算法进行特征排序，以支持向量机（SVM）为故障分类器，实现柴油机的故障诊断；最后通过设计接受者操作特性（ROC）指示器，确定故障诊断的最优维。将该方法应用到6135D型柴油机四种常见故障的诊断中，实验结果表明该方法能有效提取柴油机声信号特征并具有较高的诊断精度。

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基于支持向量机的钛合金铣削加工参数优化

向国齐

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 134-137. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.032

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针对钛合金材料在加工过程中受铣削力影响易于产生变形而影响加工效果，属难加工材料，为了保证加工质量，提高生产效率及降低加工成本，其切削加工参数的合理选择非常关键；对钛合金铣削加工进行有限元数值计算，结合试验设计方法构建了基于支持向量机的切削力预测模型，提出了一种基于支持向量机和遗传算法的优化方法，对钛合金铣削工艺参数进行了优化；结果表明，该方法准确、高效、可行，为钛合金加工工艺参数优化提供一种新的思路，具有良好的推广价值。

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磁性珩磨过程可持续性研究

王雷超, 姚新改

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 138-140,145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.033

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磁场发生器在加工长不锈钢管过程中温升较大，限制了磁性珩磨技术的推广应用。对此，文章提出了外循环水冷的冷却方法，在Pro/E中建立仿真模型，采集无水冷时的实验数据并导入到Origin中拟合出符合温度随时间变化的数学方程，然后将ANSYS Steady-State Thermal和ANSYS Fluent有限元分析软件进行耦合；加载发热源和外部水冷条件求得该系统稳态温度分布云图。结果表明：运行12000s（3.33h），系统达到热平衡，其瞬态最高温度为55℃，而无外循环水冷稳态最高温度为75℃，延长了电机的使用寿命，达到了冷却目的，为可持续磁性珩磨加工提供理论依据。

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添加柱形辅助磁极研磨弯管内表面的试验研究

严正伟, 陈燕, 宋宗朋

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 141-145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.034

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在磁粒研磨法抛光空间弯管内表面的过程中，为了解决球形辅助磁极体积过大时易与管件内表面发生互磨的问题，从而进一步提高加工效率，在弯管内部投入柱形辅助磁极。用motion运动算例分析了两种辅助磁极的运动轨迹并用Ansoft Maxwell软件模拟分析了加工区域的磁感应强度大小，随后进行了一系列试验。试验结果表明：优化后的柱形磁极可以避免轨迹干涉问题，加工区域的研磨压力较大。电子显微镜下观察发现加工后管件表面纹理较浅且致密均匀，表面粗糙度值R_a可降至0.08 μm以下，表面质量较高。

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45^#调质钢车削表面粗糙度研究

闫存富, 刘超

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 146-148,152. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.035

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为提高数控车削45^#调质钢的加工表面粗糙度，基于正交试验法和单因素试验法设计车削试验，通过极差和方差分析法对试验结果进行分析，研究切削用量三要素（切削速度、进给量和背吃刀量）对加工表面粗糙度的影响。结果表明：影响车削加工表面粗糙度的显著性参数依次为切削速度 > 背吃刀量 > 进给量；单因素试验法分析结果表明加工表面粗糙度随切削速度的增加而降低，随进给量和背吃刀量的增加而增大。

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基于模糊层次分析法的切削用量的选择

白飞先, 汪永超, 王东升, 刘亮辉

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 149-152. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.036

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为了在切削加工中对切削参数进行选择指导，提高加工工件的综合质量，减少加工成本，提出利用模糊层次分析法来对切削用量进行选择的方法。该研究方法通过模糊层次分析法，综合考虑切削用量的影响因素对切削用量的影响以及切削用量之间的影响，最后选择合适的切削用量，加工得到高质量的加工工件。研究结论通过某汽车变速箱传动轴的加工实例，验证该方法的可行性。

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强化研磨加工渗氮性能实验及其分析

刘晓初, 陈宥丞, 周佳华, 覃哲, 赵传, 张建文

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 153-156. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.037

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一般的渗氮工艺存在生产周期长、成本较高、设备结构复杂等缺点。该研究在轴承的强化研磨加工过程中，通以不同时间的氮气，利用X射线能谱联用仪对各组试样的化学元素进行定性和定量分析，记录实验数据和谱图，并将通入氮气加工前后轴承套圈表面的元素成分和重量百分含量进行对比分析。结果表明添加渗氮功能的强化研磨加工提高了轴承套圈表面形的氮元素含量，更容易在轴承套圈表面形成含硼-氮化学物理膜层，以此作为强化研磨机的性能分析依据。

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3D打印机喷头组件结构优化设计

王君, 陈红杰, 龚雅静, 汪泉, 任军

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(10): 157-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.10.038

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针对3D打印机喷头组件的打印精度低和表面粗糙、安装不便、喷头易堵塞等问题，建立喷头组件装配模型，分析其模型特征。并结合傅里叶热传导定律，利用ANSYS workbench对喷头组件进行热力学分析，经仿真分析和实践应用，对打印头组件和铁氟龙管的结构进行重新优化设计。最后将原始喷头组件和改进后的喷头组件进行比较，得到改善后的打印机喷头堵塞频次明显降低，流畅度更好，打印件表面质量也得到了提高，主要散热部件自身散热效率至少提高8.17%，为3D打印机的进一步推广和发展提供了参考。

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