组合机床与自动化加工技术

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徐斌, 梁医, 赵义鹏, 张立民, 薛锋

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 1-5. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.001

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针对滚动直线导轨副精度保持性问题，对DA45CL型号导轨进行加载运行试验。通过测试导轨副运行过程中滑块顶面相对于导轨安装基准的平行度及导轨副的摩擦力，分析得出导轨副在不同磨损阶段的精度变化过程。运用扫描电子显微镜探讨了滚珠与滚道接触表面的磨损机理，结果显示，在受力状态与运动特性的影响下，滚道表面的磨损分为磨粒磨损和粘着磨损，结合精度检测结果，得出相对于磨粒磨损，粘着磨损对精度的影响更大。最后，针对导轨副磨损机理，提出减小磨损的优化措施。

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基于圆弧过渡的五段S型加减速算法

司慧晓, 吴文江, 李浩

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 6-9,13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.002

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为提高加工速度，提出基于圆弧过渡的改进五段S型加减速算法，该算法包括五个运动阶段，并且加加速度分段线性连续变化，速度、加速度连续变化；基于圆弧的平滑过渡模型能使机床在微段间高速转接，提高加工效率，同时减小对机床的冲击。实验结果表明，该算法简单高效，能够使微小线段高速平滑衔接，延长机床寿命，提高系统的柔性。

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子结构法在活塞结构优化中的应用

高鹏飞, 毛虎平, 杨育光, 张强

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 10-13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.003

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为了提升活塞结构优化设计的求解效率，首次将子结构法引入结构的优化设计中。以某增压柴油机活塞为研究对象，采用分离活塞内冷油腔的方式，建立了活塞的常规有限元模型和子结构有限元模型。通过子结构法与传统有限元法的对比分析显示：子结构法适用于活塞温度场分布分析、机械等效应力分析，云图分布基本一致，分析结果数值误差低于3%，满足工程计算要求。在活塞子结构法有限元分析验证成功的基础上，尝试该方法在结构优化设计中的应用，并取得较好的效果，优化迭代收敛时间减少74.14%。子结构法在结构优化设计中具有推广意义。

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用于薄壁件辅助支撑的脉冲射流动态特性研究

熊小涛, 吕彦明

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 14-16. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.004

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为解决射流支撑工艺背后射流稳定性难题，基于流体体积函数模型和Realizable k-ε模型，运用ANSYS/Fluent对理想条件下单脉冲射流和双脉冲射流的形成过程、流场结构和冲击特性进行数值模拟，同时采用基于弹性光顺法和局部重构法的CFD动网格技术研究实际工况下隔板对截断式脉冲射流流场结构的影响规律。结果表明：连续的脉冲射流冲击力波形与薄壁件铣削力波形具有很好的一致性，脉冲射流作为薄壁件铣削的辅助支撑是可行的；理想双脉冲射流情况下前面射流束会影响到后面射流束的冲击力幅值、持续时间和作用范围；双隔板布置相比于单隔板能产生流场结构更好、可控性更高的脉冲射流。

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面向球面圆柱形切割的机器人轨迹规划算法

葛连正, 李瑞峰, 于殿勇

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 17-20. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.005

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针对具有球面类容器的圆柱形切割技术，文章提出了一种五自由度切割机器人对球面进行圆柱形切割方案，进行了切割机器人运动学分析，在此基础之上采用欧拉变换法建立了切割工具柱面与球面相交的数学关系，得到了圆柱面与球面的相贯线模型，然后根据机器人和球面的位姿关系计算机器人切割轨迹，最后对机器人的切割轨迹进行了仿真和实验，结果验证了球面的任意位姿柱形切割轨迹和机器人运动模型的正确性，有助于推动机器人在切割领域的工程应用。

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基于正交设计的主轴径向跳动测试工况研究

袁江, 周成一, 沈亚峰, 邱自学, 高传耀

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 21-23,27. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.006

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为更好获取主轴径向跳动信号，提高测试系统中误差分离与补偿的可靠性和稳定性，采用正交设计进行主轴径向跳动工况研究。结合工厂实际测试需求，选取合适因素及因素水平构建正交设计方案表，以减少实验次数；利用无线温度采集传输系统及激光位移传感器采集系统对主轴进行径向跳动测试。通过对装夹刀具正交实验和不同刀具正交实验结果进行极差分析，确定主轴在5000r/min，运转120min，且安装镗孔刀具工况下，主轴的径向跳动最大，测试效果最优。

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PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力研究

闫秀丽, 张满全

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 24-27. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.007

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单因素实验研究金刚石涂层刀具高速铣削石墨，改变切削用量等因素对切削力的影响。研究切削力参数，找出其显著性因素，为提高砂岩表面加工精度，改善机床的动力学特性提供理论依据。通过设计正交试验方案，在不同的切削参数（切削速度、进给量、切削深度）下进行PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力试验。利用测力仪测出各组试验的切削力信号图，并记录各组切削力的试验结果。分析单一切削参数的变化对切削力的影响情况，采用最小二乘法原理对切削力经验公式回归系数进行参数估计，并对经验公式进行相关性检验，检验结果表明显著性很高。最终得出结论：对切削力影响最大的因素是切削深度，且随着切削深度的增加切削力增加；切削力影响最小的因素是切削速度，且随着切削速度的增加切削力减小。

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机械系统运动方案的计算机辅助设计

张利彬, 王德伦, 钱峰, 申会鹏

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 28-32,37. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.008

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文章提出了根据型综合与尺度综合的设计结果将机构运动简图在空间展开的方法。建立机械系统的状态变换空间，将运动方案设计转换为状态空间中的路径规划问题。将运动状态变换方程转化为特征状态变换方程，利用构型综合的特征状态空间方法得到概念构型。将系统的运动性能分配到每个机构，调用机构单元的尺度综合算法，得到对应机构的尺寸信息。以基本机构作为基本的绘图单元，利用坐标变换来实现机构图元连接，并详细说明了将机构运动方案展开的具体方法。对机构简图的生成过程开发相应的程序，并给出了具体的设计实例。

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大型风电机组轮毂结构设计中的弹性边界处理

丁延明, 王德伦, 邱俊, 田志亮

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 33-37. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.009

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针对大型风电机组轮毂结构优化设计中的边界条件问题，提出了"轮毂-轴承-叶片"整体拓扑优化弹性约束等效模型。变桨轴承联接叶片与轮毂，利用刚性杆等效滚动体与沟道的接触，建立变桨轴承等效模型，模拟轴承对力的传递；利用梁与连接件和被连接件刚性联接，建立轴承与轮毂和叶片的螺栓联接等效模型，模拟螺栓联接对力的传递；实现了轮毂结构优化模型中优化区域边界的弹性约束，以确保轮毂拓扑优化的准确性。针对某2.0MW风电机组轮毂进行优化设计，满足强度要求的同时，轮毂质量减轻10.4%，为轮毂的结构设计与优化提供了一定的参考依据。

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龙门型石材数控复合锯切机床圆锯片的受力分析与优化

刘贝, 李慧, 冯显英, 王兆国, 路笃存

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 38-40. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.010

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为了减小因切削区域垂向力作用使圆锯片基体产生的交变应力，改善和提高圆锯片性能，采用ANSYS有限元分析对圆锯片进行力学分析后，提出了一种圆弧型基体表面，在锯片锯齿厚度一定的情况下，较好地改善了平切圆锯片的垂向切削承受能力，圆锯片切削性能和使用寿命得到了显著的提高。实验结果表明：优化后的锯片质量只增加了200g，而切削区域垂向力产生的交变应力减小了30%以上，弯曲变形更是减少了40%以上，锯片的使用寿命和切削性能得到了较大的提高。

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基于位姿分离法的ABB机器人IRB1200运动学分析

张海波, 冯旭, 谭益松

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 41-44. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.011

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以ABB公司的IRB1200机器人为对象，对其运动学和工作空间进行研究。首先，简化机器人的实体结构，得到其运动机构模型，对其进行正运动学分析；然后，采用位姿分离的方法推导其逆运动学解析表达式，并对逆解过程中涉及的奇异点做了严谨的分析；最后，在Matlab中，对正逆运动学模型进行仿真运算，并采用蒙特卡洛法分析机器人的工作空间，绘制工作空间的点云图；位姿分离法完全避免了复杂的4阶齐次变换矩阵求逆运算，简单高效，有利于机器人的实时控制。

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基于响应面分析的双主轴龙门铣床横梁截面优化设计

杨建交, 赵慧, 张俊, 王奎章

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 45-48,52. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.012

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针对传统方法设计的横梁需考虑安全系数致使截面尺寸较大的问题，提出了基于响应面分析方法对双主轴龙门铣床横梁截面形状和尺寸进行优化设计。在优化的截面上选取了11个尺寸进行正交实验设计，运用Workbench进行了有限元分析；通过Matlab进行灵敏度分析，确定了关键尺寸，建立基于响应面的分析的优化数学模型；最后通过Matlab的最优化功能确定了最优化的尺寸匹配值。结果表明：横梁的截面面积减少了18.81%，总质量减少了11%，第一阶频率增加了2.8%，为横梁截面结构尺寸的优化提供一种新思路。

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码垛机器人抓手的结构设计及有限元分析与优化

李铁刚, 冯显英, 岳明君, 王兆国

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 49-52. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.013

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在机器人远端载荷一定的情况下，文章设计了一种满足色母粒生产线码垛机器人抓手可以满足50kg及以下的包装袋码垛需求。基于构建的抓手三维几何模型和现代有限元分析，对抓手的整体结构进行了在抓取料袋工作状态下应力分析，获得了结构的应力分布情况，验证了抓手结构强度和安全可靠性。对抓手的关键结构进行了疲劳分析，找出最易发生疲劳破坏的部位，并且对该部分进行了优化设计以改善性能。通过对比优化前后的结果表明，疲劳寿命得到显著提高。基于仿真软件的建模、分析验证保证产品设计的可行性、安全可靠性，提高了产品的设计效率，也为码垛机器人抓手的设计提供了依据。

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通用磁流变抛光斑空间确定性创成方法

杨航, 朱正龙, 刘小雍, 何建国

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 53-56. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.014

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针对磁流变机床形式多样和不同加工工艺对磁流变机床联动要求不一的特点，文章提出了一种通用的磁流变抛光斑空间确定性创成方法，解决抛光斑创成控制系统难以移植的问题。首先通过研究得到单一部件运动表征方法，进而建立多部件联合运动分析方法；其次，利用低序体理论形成了方便计算机编程实现的通用抛光斑空间确定性控制方程；最后，通过仿真和工艺试验表明了所提方法的正确性。该方法可以为建立通用柔性抛光分析系统提供理论支撑。

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外观检测设备高速分选单元刚度及响应性能研究

李英杰, 佟新鑫, 朱丹, 刘松

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 57-59. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.015

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为了提高分选单元的响应性能，从而适应外观检测设备的工作需求，将分选单元的刚度划分为结构刚度及电气系统刚度，并针对两种不同的刚度特性分别提升两种系统的刚度值。采取更换高刚性传动方式、提高关键件刚性的办法提高机械结构系统的刚度；对于电气系统通过提高位置反馈系数、速度反馈系数速度积分时间常数及转矩滤波器时间常数等系统参数，并对相应的参数列进行仿真对比。最终通过实际测试使整个分选单元的延迟误差达到0.0077s，基本满足目前外观检测设备对分选单元的响应要求。

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大批量定制下产品配置的差分元胞遗传改进算法

屈新怀, 何升波, 丁必荣, 许昌

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 60-63. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.016

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针对多目标产品配置方案寻优问题，构建了性能、价格、交货期的优化配置数学模型，考虑配置模块的互斥互补约束、个性化约束，采用基于改进差分元胞遗传算法求解最优配置。该算法根据邻居非支配解个体情况，选择不同的差分交叉策略，同时使用基于信息熵的优势个体评价准则更新中心个体，提高该算法的全局寻优能力和收敛速度。最后通过相关算例对比，验证改进算法的可行性并用于实际配置问题求解。

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联轴器几何参数对其性能影响的有限元分析

王尚, 王德伦, 邱俊

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 64-67,73. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.017

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建立了联轴器性能指标的评价模型，给出了衡量联轴器传递转角性能的指标——传递误差度，根据联轴器的实际工程模型建立了有限元模型，计算分析了联轴器在不同几何参数下的轴向传递误差度和径向传递误差度，得到了联轴器的几何参数对传递误差度的影响规律：当联轴器几何参数不变时，联轴器的传递误差度也不变，可以作为衡量联轴器转角误差的指标；当联轴器几何参数不变时，联轴器的径向传递误差度是轴向传递误差度的5~14倍，所以径向传递误差度是衡量联轴器转角误差的重要指标；适当减小联轴器悬臂的宽度，增大联轴器悬臂厚度，可有效减小联轴器的传递误差度；改变悬臂长不能有效减小联轴器的传递误差度。

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喷涂机器人高精度运动控制算法研究

陈颖峰, 王玉红, 胡祝兵, 阎宏伟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 68-73. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.018

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针对6自由度喷涂机器人的运动控制问题，进行了相关高精度控制算法的研究。首先，建立了基于D-H法的连杆坐标系，其次从正、逆运动学建模两个方面对喷涂机器人进行了运动控制描述。分别通过Manocha消元法和拟牛顿迭代法对喷涂机器人逆运动学在示教再现和连续轨迹的应用场景下的计算方法进行了系统研究。最后，利用MATLAB绘图工具箱对研究结果进行了仿真实验，验证了正、逆运动学正确性和逆运动学的快速性和高效性。该算法改进了消元法中运算时间长达秒级的问题，使逆解算法可实际运用于机器人实时控制系统中。

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导电滑环在机视觉测量技术研究与系统开发

江鹏, 杨肖, 习俊通

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 74-76,79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.019

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精密导电滑环是航空航天领域中常采用的重要部件，对它的制造加工精度的研究具有重要意义。针对传统加工方法无法保证精密导电滑环环槽的加工精度的问题进行了研究，根据影像测量及图像分析原理，提出了一种用于导电滑环环槽在机视觉测量的设备。通过CCD相机采集导电滑环的图像，将测头集成到机床上实现其移动控制，最后根据测量结果生成G代码，实现后续加工的自动化。试验结果表明该设备能够完全代替传统人工加工方式，提高加工的效率和精度。另外该问题解决方法也适用于类似的机床加工问题中，为机床加工的进一步智能化提供了思路。

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HMC在直角坐标机器人自动控制中的应用

李轶军, 刘毅, 孟凡杰, 张晶, 丛明

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 77-79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.020

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以光伏自动生产线为应用背景，对线上一种基于显控一体机（HMC）的双Z轴型直角坐标机器人控制进行了研究。目的在于展现HMC控制方式的优点与突破，提高直接坐标机器人控制效率。通过几种典型PLC控制系统的指令运算、电气柜布线以及数据传输效率对比，所推荐的控制方式具有快速性、稳定性、集成性等优点。HMC控制架构通过显控一体的方式缩减了传统PLC系统控制层级，提升了系统控制性能与操作集成性，为PLC控制系统的发展指引了新的方向。

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以太网下的基于FPGA的时钟同步策略

董伯麟, 张越盈

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 80-83. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.021

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以太网现场总线技术在高速、高精度、多轴数控加工中具有巨大应用价值，其中分布式时钟的同步精度对加工轨迹和加工精度有着严重的影响。提出一种基于FPGA的以太网现场总线的时钟同步策略。依据IEEE1588原理，阐述了基于FPGA可以更加精确的实现时间戳的捕获；利用PI控制器原理建立时钟同步算法并构建时钟频率补偿模块，可以在较低成本的条件下实现实现高精度时钟同步。在实时以太网通讯协议EtherCAT的组网中，验证时钟同步策略，实验证明，基于FPGA的以太网时钟同步策略使得主从站的同步精度小于100ns，满足高速、高精度、多轴数控加工的精度要求。

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高精度诱导轮车铣复合数控加工研究

苟建峰, 杨保成, 杨光华

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 84-86,90. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.022

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文章以某维修企业实际维修的诱导轮为研究对象。针对传统的采用五轴联动数控铣加工方法，首先需要对毛坯进行车削，然后再进行铣削加工。工序较为分散，加工效率低且同轴度很难保证。文中提出了采用MAZAK车铣复合IT100对其加工的方法。实现了该诱导轮的刀路规划、NC代码生成以及实际数控加工全过程。最终验证了该方法不仅提高了生产效率，降低了生产成本，而且提高了产品质量和精度。在实际生产中有很好的推广应用价值。

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基于Modbus的数控系统监控功能设计与实现

杜少华, 侯远, 刘春亮

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 87-90. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.023

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传统数控系统的人机界面采用编程方式实现，不利于修改和扩展功能，并且用户体验较差。通过对现有蓝天数控系统"GJ301"的体系结构和基本功能的分析研究，设计了在局域网内监控数控系统的上位机控制系统。上位机采用嵌入式WINCE操作系统和MCGS嵌入版组态软件，人机界面的设计主要用MCGS提供的绘图工具箱来完成。上位机通过ModbusTCP协议向数控系统发送命令和采集信息。在数控系统任务控制模块的每个任务周期里通过单独的线程维护远程连接，解析执行命令并反馈结果。经过测试，该监控功能运行良好且操控更加简便灵活。

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面向零件安全服役的磁记忆检测仿真研究

曾寿金, 刘志峰, 江吉彬, 陈昌荣

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 91-95,100. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.024

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金属磁记忆方法是铁磁性零件早期损伤检测的唯一手段，可有效保障零件安全服役。文章通过建立一种模拟地球磁场作用的有限元分析模型，选用方形缺陷作为研究对象，较为系统地分析了不同缺陷深度、缺陷宽度、缺陷埋深、缺陷厚度及中心偏移量等参数对磁记忆漏磁信号的影响关系，并通过磁记忆检测实验验证了仿真模型的有效性。结果表明：通过提取磁记忆信号相应特征参数可以实现缺陷定性/定量评估，为铁磁性构件的磁记忆检测提供了一种仿真验证的方法。

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基于CEEMDAN样本熵与SVM的滚动轴承故障诊断

谢志谦, 孙虎儿, 刘乐, 武超

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 96-100. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.025

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提出一种基于自适应噪声的完备经验模态分解（CEEMDAN）与IMF样本熵结合的滚动轴承故障特征提取方法。利用CEEMDAN算法对振动信号进行了自适应分解，将非稳定的振动信号分解成了若干个固有模态函数（IMF）分量。计算了包含主要故障特征信息的IMF分量样本熵，实现了故障特征量化。在此基础上利用SVM在少量数据样本的情况下具有较强的学习和分类能力，通过样本数据学习与待测样本的模式识别实现滚动轴承智能诊断。通过仿真与实验数据分析，证明该方法能够改善信号特征提取的效果，对故障类型的判断表现出较高的识别率。

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基于内置永磁同步电机DTC系统的建模与仿真

刘伟, 王苏洲

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 101-104. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.026

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动态响应和抗扰动能力是直接转矩控制（DTC）的一项重要指标，文章以内置永磁同步电机（IPMSM）数学模型为平台，提出了IPMSM-DTC系统仿真建模的方法，通过模型分析系统的动态响应和抗扰动能力。利用Matlab/Simulink建立独立的子模块，并对其工作原理和构造方法进行了详细介绍，通过各子模块有机结合构建IPMSM-DTC系统的仿真模型。仿真结果证明了该系统具有较好的动态响应性能以及对负载扰动具有较强的鲁棒性，为后续研究空间电压矢量脉宽调制直接转矩控制系统提供可靠的理论依据。

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LMD与小波阈值降噪结合的轴承故障识别

张启帆, 侯力, 魏永峭, 赵斐, 吴阳

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 105-108. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.027

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直接小波阈值降噪会使有用信号部分失真，为更好地对轴承故障进行特征提取，提出将局部均值分解（LMD）与小波阈值降噪结合进行降噪处理，其方法是：对含噪音的信号先进行LMD分解，并仅对分离出的高频信号分量采用改进阈值函数的小波降噪，保留残余信号的完整数据，然后重构信号。通过MATLAB仿真和轴承故障特征提取实验表明，与其它几种信号降噪方法相比，基于LMD方法并改进阈值函数的小波降噪方法，能提高信噪比，能更好的对信号进行特征提取。

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基于LabVIEW的XC2287单片机CAN通信AMT参数采集系统

张烁, 王增才, 郑洲

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 109-112. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.028

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为了准确测量电控机械自动变速器（AMT）在工作时转速、离合器位置、挡位位置等参数的实时变化情况，设计了一套基于LabVIEW的CAN（Controller Area Network）总线通信的采集系统。该系统先由各类传感器对AMT各个位置的参数进行采集，采集到的信号经过硬件电路进行滤波、放大处理，再传送给XC2287单片机进行波形分析和数据转换，之后生成CAN报文发送到总线上，最后由CAN通信卡接收报文传送给上位机形成数据曲线，从而可方便地显示、观测与分析各参数的动态变化过程。

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基于间隙补偿的自适应鲁棒伺服控制技术研究

边伟成, 姚建勇, 李旭东, 周长省

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 113-116. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.029

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在机械传动系统中，伺服控制精度受大量非线性因素影响诸如饱和非线性，时滞非线性，间隙非线性等的影响。其中间隙非线性广泛存在于伺服系统中，大大影响了系统的性能。文章用一个带有近似误差的微分方程来描述间隙的基本特征，通过自适应方法来处理系统的参数不确定性，同时所运用的鲁棒反馈控制可以很好处理建模的近似误差以及外来扰动。文章中所运用的自适应鲁棒控制方法保证了伺服系统的全局稳定性，同时仿真结果证明了这种方法的有效性。

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软PLC中可变图元通用画图算法研究

王阳, 钟勇, 崔梦天, 杨观赐

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 117-120,124. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.030

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为了实现软PLC（Programmable Logic Controller）系统中指令图元随关联内容的变化动态调整图元尺寸且使图元绘制算法具有更好的通用性，对目标图元进行特征分析和特征提取建立通用绘图模型，设计了专用于软PLC图元绘制的通用画图算法，并建立了算法数学模型，算法将图元中矩形框转换为四元向量组，从而把图形的绘制转换为向量的计算。实验结果表明提出的算法能够较好的处理软PLC中所有类型图元的绘制，且图形化指令结构直观易懂，算法有效的改善了传统软PLC图元绘制算法的可视化效果差、代码复用率低等不足之处。

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面向CPS架构的数控机床智能监控系统的设计

毕筱雪, 于东, 胡毅, 刘劲松, 郭安

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 121-124. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.031

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文章针对数控机床监控技术目前存在的问题，提出了基于CPS架构的数控机床智能监控系统。文章在蓝天数控的数控系统网络化平台环境下，结合信息物理融合系统（Cyber-Physical System，CPS）的应用策略，将智能监控系统设计为感知控制层、网络层、决策应用层三层，并结合CPS的相关性技术形成一个基于"感知-分析-决策-控制-反馈"的闭环监控机制，有效的提高了数控机床智能监控技术水平，对实现数控机床的高效可靠运行及管理具有重要的意义。

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基于机器视觉的机器人分拣系统的设计与实现

王诗宇, 林浒, 孙一兰, 王品

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 125-129,133. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.032

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传统的分拣作业一般采用示教或离线编程方式，当工作环境发生改变时系统无法即时的作出相应的调整，针对传统分拣方式中存在的不足，以并联型机器人和康奈视In-Sight7000型工业智能相机为基础，搭建一个基于机器视觉的工业机器人分拣系统。该分拣系统结合了并联型机器人和机器视觉两方面的技术优势，对经典的Canny边缘提取算子做出了相应的改进，通过提取图象边缘信息作为匹配的特征，克服了光照变化对视觉系统造成的影响，实现了当分拣对象由传送带运送进入相机视野时，系统可以高速的对分拣对象进行识别和分拣工作。该系统显著提升了机器人对工作环境的适应能力，提高了生产效率和系统柔性。同时，实验结果证明了该系统软硬件设计正确，分拣成功率高。

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成形磨削螺杆转子的表面粗糙度试验研究

陶丽佳, 王禹林, 冯虎田, 王晓锋

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 130-133. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.033

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为降低成形磨削螺杆转子的表面粗糙度，基于正交设计理论开展了成形磨削工艺参数正交试验。考虑到螺杆转子型面复杂不对称的特点，提出了螺杆转子表面粗糙度评价指标的计算公式。基于试验结果得到了磨削工艺参数优化方案，结果表明优化后的工艺参数可使阴、阳转子的表面粗糙度分别降低1.6%和2.4%。运用多元非线性回归法建立了磨削工艺参数与螺杆转子表面粗糙度的关系式，通过对比试验验证了该公式的可靠性，为企业大批量成形磨削螺杆转子的工艺制定提供了理论依据。

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微型移动龙门式铣床结构优化设计

安治国, 刘奇, 卢飞

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 134-136,139. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.034

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针对某微型移动龙门式数控铣床的结构薄弱处，提出一种基于拓扑优化以及正交试验设计方法的整机优化设计方法。首先，建立其本体有限元模型，在具体工况下对其进行了静力学分析，得到了位移、应力云图；通过模态分析，得到其前十阶模态固有频率和主振型。根据有限元分析结果，基于拓扑优化原理，以最小应变能为目标函数，立柱质量为约束条件，对微型铣床立柱进行了优化设计；采用正交试验的方法，以工作台自重下最大位移为优化目标，T形槽大小、槽间距、工作台厚度和工作台支撑面积为设计变量，对工作台进行了优化设计。最后对优化后整机结构进行了有限元仿真，结果表明优化后整机静动态性能有了明显提高。

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微波烧结Al₂O₃/TiC陶瓷刀具切削淬硬钢40Cr的试验研究

张勇, 程寓, 孙士帅, 殷增斌

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 137-139. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.035

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利用微波烧结技术制备了Al₂O₃/TiC陶瓷刀具AT33，通过连续干车削淬硬钢40Cr（50±2HRC）研究了刀具的切削性能和磨损机理，同时与热压烧结而成的Al₂O₃/TiC陶瓷刀具LT55和硬质合金刀具YS8作切削性能上的对比。体视显微镜，扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）被分别用来测量刀具后刀面磨损量，刀具形貌的观察以及成分分析。实验结果表明，在切削淬硬钢40Cr时，AT33刀具在三种切削速度（173/260/350m/min）下的刀具寿命都要高于LT55和YS8。刀具的磨损机理主要是磨粒磨损和粘结磨损。微波烧结制备的陶瓷刀具展现了良好的抗磨损能力。

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Al/SiC材料螺旋铣孔铣削力实验研究

吕希建, 唐德文, 邹树梁

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 140-143,147. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.036

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螺旋铣孔具有铣削力小、加工质量好、加工效率高的优点。Al/SiC是典型难加工材料，铣削过程中铣削力和转矩大。铣削力和转矩大会造成刀具及其工件严重变形，铣削力和转矩在很大程度上也会影响零件表面质量和使用性能。应用螺旋铣孔技术加工Al/SiC材料孔，研究了切削速度和进给率对铣削力和转矩的影响规律。实验结果表明切削速度和进给率对铣削力和转矩有重要影响。铣削力和转矩随切削速度增大先增大后减小。铣削力和转矩随进给率增加而增加。并从切屑几何形状、加工硬化、热软化、材料微观结构方面分析了铣削力随切削参数的变化规律。从铣削力和加工效率方面考虑实际生产中可以增加切削速度，适当降低进给率，为实际生产过程提供指导。

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航天阀门壳体零件的切削参数优化与仿真验证

郑智贞, 袁少飞, 董芳凯, 白云鑫, 张余升

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 144-147. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.037

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针对航天零件结构复杂，孔、腔繁多，复杂曲面较多，加工周期长，调试程序时间长等问题，选取一种新型典型航天阀门壳体零件为研究对象，研究了工件仿真加工和切削参数优化的的全过程，利用VERICUT软件强大的仿真功能，实现了刀轨仿真和机床加工仿真的同步显示。接着对加工程序的走刀速度进行动态优化，在实际加工中工件粗加工采用恒体积去除优化方式，精加工阶段采用等切削厚的优化方式，在软件模块进行设置，完成程序的优化。最后经过实验验证，表明优化后的程序完全可以满足加工的要求，加工效率较之以前提高了29.53%。实际生产过程中采用该优化方法和仿真可以提高加工效率。

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基于MVVM模式的滚珠丝杠副工艺卡输出设计

宋杰, 王科社, 陈婉, 董青霞

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 148-150,157. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.038

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滚珠丝杠副工艺卡是CAPP系统最重要的输出成果。为优化CAPP系统源程序模块，完善工艺卡输出效果，针对CAPP系统作模块化设计。运用MVVM（Model-View-ViewModel）设计模式，将CAPP系统分为模型（Model）、视图（View）及视图模型（ViewModel）三个层次。采用模块化程序设计方式，按功能将CAPP系统划分为不同子模块，规定每个模块的输入输出方式，降低了模块的复杂度以及模块之间的耦合性。在该模式的应用下，对工艺卡输出模块着重进行优化，用Visual Studio下的第三方动态链接NPOI库，将生成的CAPP工艺卡导入Excel文档，克服原来通用性不强的缺点，提高了打印的灵活性。

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基于RFID技术的虚拟现实协同装配研究

郭桓宇, 侯悦民, 李康

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 151-153. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.039

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为与用户进行实时互动，提出一种基于RFID定位技术的虚拟现实协同装配构想。详细介绍了虚拟现实协同装配的关键技术。通过用RFID标签对零部件进行标记，CAD软件建立零部件的三维模型及零件装配信息。借助RFID技术建立装配模型与实物的关联与触发机制，实现在演示客户端实时显示实际产品装配过程。最后通过实验验证了该研究的可行性。

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精益生产的发动机装配线看板管理研究与应用

李月, 李明颖, 王德权, 钟成生

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 154-157. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.040

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看板管理是精益生产中一种重要管理方式，主要以准时化生产为目标对生产过程中各工序生产活动进行管理控制。文章从看板管理概念出发，结合发动机装配线实际需求，提出基于精益生产方式的物联网技术的看板管理研究方案，介绍对物流看板模块、设备看板模块、安灯看板模块的设计和分析，实际应用中改善了发动机装配线的存在的拉动生产配料不及时，故障信息反馈慢、追溯数据不完善等问题。有效建立起准时生产方式，大大提升了生产的柔性，提高了企业运行的透明度，从而提高企业的竞争力。

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基于混合遗传算法的车间动态调度研究

刘燚, 刘长安

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(3): 158-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.03.041

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针对扰动事件影响下的车间调度问题，基于事件驱动策略和滚动窗口技术，综合考虑完工时间与交货期，建立了作业车间动态调度模型。为了求解该模型，设计出模拟退火遗传算法，对算法的编码解码、遗传算子等方面进行改造。通过仿真得到初始调度方案，然后在此基础上，采用动态调度策略对交货期提前、机器故障、部件残品扰动事件进行了研究。通过对某公司产品进行实例验证，结果表明上述研究能够得到满意的调度方案。此模型和算法是可行且有效的，可以较好地应用到企业实际生产中。

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刊出日期：2019-12-16

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