组合机床与自动化加工技术

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李俊帅, 马春生, 李瑞琴, 曹磊

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 1-4,8. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.001

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以一种新型3UPS+1RPU混联机床作为研究对象，对该混联机床在不同位姿下的刚度和动态特性进行研究。首先运用SolidWorks对该混联机床建立三维实体模型，然后导入到有限元分析软件ANSYS Workbench进行刚度分析，找出了机床刚度的薄弱部位，通过比较得知位姿α下机床的刚度好于位姿β，并得出刚度随位姿变化的规律。然后进行模态分析，得到不同位姿下机床的1~6阶固有频率和振型，找出机床运动过程中易发生共振的位置；在模态分析的基础上，对该混联机床进行谐响应分析，得出动平台在X，Y，Z轴方向的位移响应曲线，找出该机床应该避开的敏感频率，并通过比较得知位姿α下的混联机床动态特性好于位姿β。因此得出结论：机床在加工零件的过程当中，应尽量避免达到极限位置（位姿β），从而使机床保持较高的刚度和较好的动态特性。

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基于修正矩阵的刚柔混合模型公差分析方法

黄贺福, 杨志宏, 李娜, 张庚楠

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 5-8. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.002

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为了在设计阶段进行公差分析、结构优化，文中讨论了刚柔混合模型的装配偏差，提出了一种基于修正矩阵的公差分析方法。将刚柔混合模型的理想位姿、公差域表示为矩阵形式，借助齐次变换进行公差累积。使用有限元模拟装配变形，将仿真结果表示为修正矩阵，对原有的偏差累积路径进行修正，从而实现了对刚柔混合模型关键尺寸的精确预测，为设计优化奠定了基础。以汽车车灯装配为例，验证了该方法的可行性。

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一种改进的多机器人角色变换方法研究

丁成波, 蔡家斌, 刘文

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 9-13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.003

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以多机器人足球比赛为研究背景，针对多机器人之间的通信和角色变换问题，首先对多机器人之间的通信进行研究，并通过广播形式实现机器人之间的信息共享；接着对机器人足球比赛时各种角色以及决策策略进行了分析和研究，在实施决策过程中提出了一种计算主攻、助攻以及后卫等角色分配的计算方法；最后通过仿真实验验证了该计算方法的正确性，并得出基于通信进行角色变换的多机器人踢球效率优于无通信进行信息共享和角色变换的多机器人以及单个机器人踢球效率的结论。

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一种五轴工具磨床通用后置求解方法

李乐, 程雪锋, 尹福兰, 杨欣雨, 江磊, 丁国富

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 14-17,21. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.004

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针对五轴数控工具磨床砂轮初始轴向、工件坐标系方向相对于机床坐标系不统一导致的后置求解问题，通过研究砂轮初始轴向与磨床拓扑结构之间的关系，提出一种基于磨床类型变换的求解方法。该方法将其他类型磨床的后置求解以坐标系旋转的方式变换到6种砂轮初始轴向为Z轴的磨床上进行，从而减少了求解类型。通过定义工件坐标系方向角，提出一种刀位数据预处理的求解方法，实现工件坐标系不同的情况下机床运动量的统一求解，提高了数控程序在不同磨床上的可移植性。基于该算法，以C#为工具开发了一套五轴磨床通用后置处理软件，并进行了仿真试验，验证了算法的可行性和高效性。

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三自由度并联机构的位置及工作空间分析

黄亚太, 林光春, 黄亮

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 18-21. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.005

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提出了一种面向重工业的三自由度并联机构（3RPS-3UPS）。对其机构进行分析，基于符号法建立了机构位置分析的数学模型。利用齐次位姿变换建立机构运动约束方程并应用结式消元法求得位置正解的封闭解。通过分析求得工作空间的边界条件，并结合位置分析进行工作空间分析的推导。最后应用MATLAB软件编程，结合实例进行位置正解以及工作空间计算，验证了该机构的位置正解方法与工作空间分析方法的有效性，为该机构的速度、加速度分析与动力学分析奠定了基础，并为机构的参数优化提供了理论依据。

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基于kano模型的用户需求因子表征及提取方法研究

金颖磊, 吕健, 潘伟杰, 刘征宏

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 22-26,31. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.006

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对产品设计前期用户需求提取不易被计算机识别，而与数字化设计制造技术脱节的问题进行了研究，分析了用户需求因子的情感维度属性，提出了一种借助可拓基元理论（Extension element）建立可拓kano模型的用户需求因子表征及提取方法，首先通过对用户需求的聚类分析（cluster analysis）选取优质需求因子，然后建立需求因子的可拓表征模型，使计算机可以简洁的表示用户需求因子所蕴含的需求对象、对象特征、特征量值等内容。并通过语义差分法实验获取用户对需求因子的情感认知，定义用户满意度位移（λ）和用户满意度（better-worse）系数，达到量化表示用户需求与用户满意度映射关系的目的。论文通过MK8420概念机床设计过程中用户需求的提取分析验证了该方法的可行性。

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多工况下数控机床主轴热误差建模

郑素娟, 黄美发, 张奎奎, 张蕾, 吴芬

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 27-31. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.007

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单一工况条件下数控机床主轴热误差模型无法准确预测其它工况下的热误差。通过研究分析支持向量机回归的算法和参数的关系，提出一种经过遗传算法（GA）在多工况条件下优化的支持向量机（SVM）的建模方法。以一台数控车床为研究对象，进行热误差测量实验，利用电涡流位移传感器和温度传感器同步测量机床主轴两个方向热误差和温度变化数值，获取两种工况的建模数据。运用遗传算法对SVM的惩罚函数、核函数参数和不敏感损失函数进行多工况条件下的优化选择，建立机床主轴热误差补偿模型。通过热误差建模实验验证，该方法在工况一的残差为0.838μm，工况二的残差为0.653μm，在保持较高预测精度的同时，能在两种工况下进行有效的热误差预测，使热误差补偿更适合实际加工环境。

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大型滚动轴承承载特性与滑差演变规律研究

李军宁, 陈渭, 马志涛, 杜虎兵

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 32-36. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.008

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以往打滑分析大多侧重对超高转速极轻载荷工况中的滚动轴承进行分析，此处重点针对相对转速较低而载荷较高的大型滚动轴承打滑机理进行研究。以风电轴承为例，构建了轴承承载特性与滑差分析理论模型，研究了径向游隙、滚子有效长度、滚子数对滚动轴承内部接触载荷分布的影响规律，结果表明径向游隙和滚子数对滚动轴承最大承载滚子接触载荷的影响相比滚子有效长度而言更为显著。在载荷分布特性研究的基础上，基于正交试验法系统研究了径向载荷、内圈转速、滚子直径、径向游隙、润滑油黏度等不同因素对轴承滑差演变的影响权重及其影响机理，研究发现各种滑差组合参数对轴承滑差生成与演变影响权重不同，其中径向载荷对滑差影响最为显著。

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基于圆弧走刀的尖角加工铣削力建模

王保升, 郝洪艳, 潘超, 左健民

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 37-40. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.009

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为实现尖角加工过程中铣削力的精确预测，给出了工件轮廓与刀具路径的参数化统一表示方法，分析了两种情况下的铣削工艺过程，依据铣削特征化分为五个阶段，推导出每个铣削阶段的实际径向切深算式。基于实际径向切深，给出了切入/切出角的计算方法，建立了尖角加工的瞬时铣削力模型。利用直线铣削完成了切削力系数辨识，对尖角加工的瞬时铣削力进行预测，并进行试验验证，结果表明预测铣削力与实测铣削力具有良好的一致性，证实了铣削力模型的有效性和精确性，从而为工艺参数优化和颤振抑制提供了理论基础。

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风电增速齿轮系非线性建模与动态激励分析

涂雪滢, 袁亮

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 41-45. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.010

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针对风电斜齿行星轮系传动过程中存在较大误差问题，考虑了多间隙和摩擦对齿轮啮合的影响，研究了风力机增速齿轮箱的螺旋行星齿轮系统。建立了基于接触碰撞动力学理论的有限元模型，利用显式算法求解行星齿轮系统在不同载荷作用下的太阳齿轮的冲击应力。文章还研究了集成行星齿轮啮合刚度和系统动态传递误差发生时，齿轮啮合时行星齿轮或太阳齿轮的情况。此外，它证明了负载对冲击应力的太阳齿轮的影响较小，同时在时变变刚度不同的情况下，行星齿轮啮合的太阳齿轮和齿圈区别。行星齿轮系统与行星齿轮之间存在着差异，随着负荷的增加，行星齿轮的传动误差逐渐减小。

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3-PRR柔性微动平台的运动建模与工作空间分析

马少博, 贺磊

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 46-50. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.011

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基于3-PRR型柔性并联微动平台较3-RRR型更适合直线驱动，提出了一种含不同类型柔铰的3-PRR柔性微动平台最简型式，整体结构形式由3组呈120°对称均布的柔性运动支链构成。针对伪刚体模型法的不足，运用卡氏第二定理，根据不同柔铰的刚度模型和力传递关系建立柔性支链的刚度模型，基于刚度叠加原理得到以柔铰刚度为自变量的系统刚度模型，建立了微动平台封闭型整体运动模型。通过分析结构参数对雅克比矩阵的影响，选取了最佳结构参数。通过建立约束条件，将原平台的工作空间与最佳结构参数时的工作空间进行对比，验证了最佳结构参数选取的正确性。通过有限元法与理论模型计算结果之间的分析比较，模型的运动误差在可控范围之内，说明了该模型的正确性。

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三维物体的准最小包围盒快速求解方法

尹逊刚, 孙殿柱, 李延瑞, 徐昭

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 51-54. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.012

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针对现有求解精确三维物体最小包围盒算法的时间复杂度过高这一问题，提出一种基于物体表面采样点集的准最小包围盒快速求解方法。该方法首先提出一种增量式聚类简化算法对物体表面采样点集的非特征区域进行大幅简化，并将简化后点集的精确最小包围盒作为求解原始采样点集准最小包围盒的定位空间，以该空间下的最小轴向包围盒作为原始三维物体的准最小包围盒。试验结果表明，在满足求解精度要求的前提下，该方法与采样点集的精确最小包围盒求解方法相比，其计算效率提高90%左右，与基于遗传算法的求解方法相比，其计算效率最大可提高30%。

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基于梯度矢量流的柔顺机构拓扑图轮廓提取方法

付永清, 张宪民

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 55-59,63. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.013

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提出一种基于梯度矢量流模型的柔顺机构拓扑图的轮廓提取方法。该方法首先通过密度再分配求出单元节点密度，然后，利用差分方法计算出单元节点密度的梯度，之后，相继求出节点的外能、传统外力和梯度矢量流。在模型演化过程中，利用双线性插值算法求出任意点的GVF，同时，针对拓扑图的孔所处的不同位置，给出了不同的初始模型及相应的模型演化方法，实现了柔顺机构拓扑图轮廓的自动提取。最后，数值算例表明了文中算法的可行性。

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直角坐标机器人悬臂结构优化设计与分析

朱福康, 刘毅, 董航, 孟凡杰, 丛明

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 60-63. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.014

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提出了一种针对工程实际问题的拓扑优化设计方法，对直角坐标机器人悬臂结构进行了拓扑优化设计和力学性能分析。先对整机进行了有限元分析，找出了影响整机精度的关键结构即Y轴悬臂梁。后采用变密度法对悬臂梁横截面进行了拓扑优化，重构筋肋分布，根据优化后的截面形状重建三维模型并进行了力学性能有限元分析。优化前后对比分析结果表明：优化后的悬臂结构的变形减小，最大应力明显降低，结构的质量也显著减轻。该方法对以后机械结构分析和拓扑优化设计具有一定的指导意义。

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柔性自动化生产线设备动态负荷率分析及优化

陆远, 尹建定

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 64-67,72. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.015

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生产制造的高效性、灵活性以及缩短生产投产的准备时间等是柔性化自动生产的特性。为了适应柔性自动化生产的特点，解决瓶颈设备负荷率过高并使设备负载均衡的问题，提出了一种面向柔性自动化生产线的设备动态负荷率的分析方法。在构建关键设备负荷率的模型基础上，给出了设备的动态负荷率的评估方法。在生产任务数据动态性的基础上以及小批量和多品种的生产模式下，通过结合蚁群遗传混合算法，优化了设备的利用率，同时降低了瓶颈设备的负载，使生产线各设备负载均衡，通过与实际生产情况相对比，验证了该分析方法的实用性和有效性。

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基于FCM改进遗传算法的工字梁多目标优化设计

张屹, 李子木, 余振, 杨宇琪

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 68-72. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.016

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为了对工字梁结构进行优化设计，建立了以工字梁横截面积最小和给定负载条件下的最小化静挠度最小为目标函数，以满足梁的弯曲强度条件及截面尺寸限制条件为约束条件的多目标优化模型，并提出了一种基于模糊C均值聚类改进的多目标优化算法来对其进行求解。该算法利用FCM的模糊划分和最大隶属度来对交配选择过程进行交配约束限制。将该算法与其他典型的多目标优化算法在GLT系列测试函数上进行对比测试，结果表明所提出的算法性能更好，能得到具有更好收敛性且分布更均匀的Pareto前端。工字梁实例的求解也证明了该算法的优良性及实用性。

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五轴联动铣削复杂曲面表面粗糙度研究

陈冲, 尹韶辉, 杨婷, 周飞轮

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 73-76,81. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.017

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为了提高五轴联动铣削复杂曲面的加工质量，分析多切削工艺参数对表面粗糙度的影响至关重要。首先，通过单因素实验分析了各切削工艺参数对表面粗糙度的影响规律，基于模拟退火算法理论，分别建立了各切削工艺参数与表面粗糙度的一元关系模型；其次，通过对单因素实验数据进行归一化处理，为正交实验优选切削工艺参数区间；最后，通过正交实验，分别建立了基于模拟退火及传统最小二乘原理的表面粗糙度多元复合预测模型并通过实验进行验证。验证结果表明，所建立的预测模型能够为复杂曲面铣削加工优选加工参数提供更准确的指导。

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基于欧拉法和消元法的平面六杆机构分支识别

王君, 龚雅静, 汪泉, 任军, 杨智勇

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 77-81. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.018

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平面单自由度六杆机构分支和奇异点是研究连杆机构运动连续性的重要指标，针对Stephenson型单自由度平面六杆机构，提出一种识别机构所有分支的方法。基于欧拉环方程，结合三角换元、多项式判别法，首先提出一种分析平面六杆机构分支的理论方法，识别了机构所有分支并得到抑制机构运动的所有奇异点。其次联合Sylvester消元法，得到输入输出角同时在四杆链或不同时在四杆链条件下的输入输出关系曲线。最后通过实例分析与验证，结果表明此理论方法可准确迅速地得到平面六杆机构的可行运动域以及奇异点位置处机构的所有构型，为Stephenson型平面六杆机构的设计提供了一个简单有效的途径。

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基于SFS的三维粗糙度特征提取

闵莉, 李典, 董帅

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 82-85. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.019

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为了更准确地表征粗糙度，实现对表面粗糙度的三维检测，基于计算机视觉理论，运用明暗恢复形状（SFS）方法，以端铣工件表面图像的灰度值E（x，y）为输入量，对应的表面高度值z（x，y）为期望输出，构建了三维重建模型，实现了对端铣工件表面微观形貌的三维重建。运用最小二乘法原理确立最小二乘基准面，结合三维重建模型所求得的端铣工件表面三维形貌高度值，得到表面粗糙度三维特征参数的计算公式，提取出了4个能够表征表面粗糙度的三维特征参数。通过对所求得实验数据的研究，分析得出工件表面粗糙度三维特征参数与粗糙度R_a之间的关系曲线。实验结果表明，该方法可以有效地评估铣削表面粗糙度。

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数控铣床加工过程能耗计算预测方法

侯春宏, 赵国勇, 乔建芳

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 86-88. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.020

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文章分析了数控机床的多源能耗系统，将数控加工过程的能耗分为固定能耗、空载能耗、铣削能耗三个部分，推导构建这类加工过程的能耗估算模型，提出了一种基于MasterCAM和VB的数控机床能耗在线检测方法。利用MasterCAM软件建模并模拟加工生成数控加工程序，运用能耗模型和自行编写VB程序读取数控程序代码，设定不同的铣削参数自动进行能耗计算，并对能耗结果进行比对分析。实验结果表明，上述模型可预测出数控铣床加工过程能量消耗，并能为后续的工艺参数优化和节能等实际问题提供一种理论支持，具有广阔的应用前景。

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冷却方式对车削45钢结果影响的有限元分析

文怀兴, 马朝阳

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 89-91. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.021

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为了研究不同的冷却方式对车削45钢的结果影响，利用专用的金属切削有限元分析软件AdvantEdge模拟二维车削加工过程。在仿真切屑的形成过程中，分析了常规冷却和高压冷却车削方式下对刀具的温度、应力以及形成的切屑大小的影响。仿真结果表明：采用高压冷却车削可以降低刀具切削刃的温度、等效应力和最大剪应力，不仅能够快速冷却，而且可以减少刀具的磨损；高压冷却车削还可使切屑易于折断，从而改善切屑的长度，有效的避免了加工过程中的缠屑现象。

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机械臂轨迹规划中的奇异规避及位置补偿研究

储一萌, 樊留群

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 92-96. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.022

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为了保证机械臂高精度的奇异规避轨迹规划，提出一种对于球形腕部机械臂的避奇异方法——阻尼倒数+非奇异方向补偿算法（damped reciprocal plus compensations in non-singular directions，DRPCIND）。首先针对实验机械臂提出阻尼倒数原理；然后分析机械臂的三种奇异方向；最后在奇异区将非奇异方向补偿与阻尼倒数算法相结合，为了回归至理想轨迹，在非奇异区应用平滑补偿算法。通过与原阻尼倒数法进行实验对比，不仅证明该算法在奇异规避中的有效性，而且在平移和/或转动运动中具有更高的轨迹规划精度。

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基于差分插补原理的平面三次多项式曲线插补

乔磊, 王宏甲, 杨召彬, 赵庆志, 张林华

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 97-100. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.023

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针对经济型数控系统中平面三次多项式曲线的插补，提出采用差分插补原理对其进行直接插补。该方法插补精度较高，插补误差不会超过1/2个脉冲当量。通过定义三次多项式曲线的ISO代码，以及对差分插补原理中相关概念的分析，得到了三次多项式曲线的差分插补代码，简化了加工程序的编制，降低了数控系统的译码负担。针对两种类型的三次多项式差分插补代码的计算，进行了详细的译码分析。结合VC++6.0开发了数控仿真程序，并在教学用三坐标数控实验台上进行了插补测试，验证了针对差分插补代码译码方法的正确性，实现了三次多项式曲线的直接插补。

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面向加工效率的曲面刀具路径优化方法

邓兴国, 李丽, 何其林

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 101-106. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.024

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针对曲面数控加工中加工效率低的问题，提出了一种提高曲面类零件加工效率的刀具路径优化方法。首先对刀具路径优化问题进行描述，提出了刀具路径与加工效率的关系模型；再建立了以机床加工效率为优化目标，以主轴转速、进给量、切削功率、主轴力矩、加工行距为约束的优化模型；并根据曲面加工行距和加工质量的影响，对曲面离散化而生成合理的刀触点；利用蚁群算法对刀触点的连接顺序及无重复走刀方式进行优化求解。最后通过案例验证了该方法的有效性。

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基于变论域自适应模糊PID的注塑机温控系统研究

张鹏, 冯显英, 霍睿, 陈进伟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 107-109,115. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.025

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在塑料注塑过程中，机筒温度作为关键因素直接影响着产品的品质。文章根据机筒加热系统的特点，将变论域思想与自适应模糊PID控制方法相结合，设计了变论域自适应模糊PID温控系统。用Matlab对变论域自适应模糊PID、自适应模糊PID和传统PID三种控制系统进行了仿真对比分析，并对温度实时数据进行了分析，结果表明变论域自适应模糊PID控制系统的动态和稳态性能最优，实际温控精度最高，可达±0.2℃。

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一种基于Unity3d的工业机器人示教系统设计方法

潘俊浩, 卓勇, 侯亮, 卜祥建

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 110-115. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.026

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提出一种基于虚拟现实技术的工业机器人示教系统设计方案。系统分为示教场景及虚拟示教器两个部分。以目前广泛使用的ABB IRB4600-60/2.05机器人为例，首先利用D-H参数法建立运动学模型，求解正逆运动学方程，并进行机器人的运动轨迹规划；按照真实的机器人车间，在Unity3d中进行虚拟示教场景的搭建。参照ABB IRC5-FlexPendent示教器，结合具体的工程应用需求，开发Windows平板上的示教器软件。应用RPC（Remote Procedure Call Protocol）协议，实现示教场景和示教器间的通信。实验结果表明，使用该系统用户可以方便地进行机器人的简单示教。

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基于AutoCAD二次开发的图元识别及数控程序生成技术的研究

李成华, 周盼盼, 张文光, 苏旭斌, 马思亮

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 116-118,122. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.027

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在开发AutoCAD自动编程系统中，解决图元识别问题以及程序输出问题是实现自动编程的两大核心问题。在图元识别方面文章提出了基于优化多线段的图元识别技术。依靠线型的凸度实现了对顺逆圆弧以及直线的判断；同时，利用优化多线段的线型数据结构实现图元的排序，避免人为对图元进行排序的操作，简化了编程，提高了图元识别的效率。在程序输出方面，采取基于模板的程序输出方式，为每一台机床定制程序模板实现程序的规范输出，柔性解决了现场机床多样性带来的工作繁复问题。利用上述技术开发的自动编程系统，不仅识图效率高，而且程序输出样式灵活，提高了编程系统的适应能力。

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300mm IC的自动物料搬运系统电气控制系统设计与实现

刘丽, 李学威, 陈睿, 李静

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 119-122. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.028

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在集成电路（Integrated Circuit，IC）制造行业中，自动物料搬运系统（Automatic Material Handling System，AMHS）有效地提高了生产速度、缩短了生产周期，因此设计AMHS具有重要意义。文章分析了AMHS控制功能要求，确定了电气控制总体方案，进行了系统供配电方案设计，尤其是非接触供电，设计了关键设备的电气控制系统方案。通过分析实际装置的技术指标，表明所设计的300mm AMHS满足要求。

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基于向量空间的专利设计知识创新性评估算法

于丽娅, 王自勤, 璩晶磊, 姚雪梅

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 123-125,129. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.029

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为利用专利中的设计知识辅助创新设计，通过分析专利设计知识的特点，以专利文献中的动名词短语进行创新层次特征抽取。通过引入向量空间的余弦相似度原理，设计了基于向量空间的专利设计知识创新性评估算法，实现专利设计知识的量化评估辅助设计者创新设计。以自锁功能创新设计为例，验证了提出的专利创新性评估方法的有效性以及实用性。

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基于滑模观测器的PMSM无位置传感器矢量控制

姜建国, 韩康

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 126-129. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.030

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设计了一款基于滑模观测器的无位置传感器来估算永磁同步电机的转子位置和速度。针对传统滑模观测器控制系统的不足，用sigmoid函数作为开关函数，有效抑制了系统抖振；采用基于高精度的相位跟踪原理的锁相环技术估算转子位置，省去了滤波环节，避免了滤波器引起的延时效应。经Matlab仿真，表明所设计的滑模观测器能够使控制系统可靠运行，并且准确地估算了转子位置和速度。

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数控割字机轮廓误差的预测补偿控制

滕福林, 刘娣, 许有熊

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 130-132,136. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.031

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为降低高速高精度数控机床的加工轮廓误差，文章提出一种轮廓误差预测补偿方法，不仅在直线和曲线切割中进行轮廓半径误差补偿，还在尖角处进行刀半径补偿和位置跟踪误差补偿。以数控割字机为平台进行补偿方法验证，补偿后轮廓误差大幅度降低，充分证明该补偿方法对提高数控机床加工精度和加工效率的实用价值。

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微型自动循迹搬运车控制系统的开发

张军, 赵玉刚, 杨强, 王显达, 张晋烨, 张海云

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 133-136. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.032

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为了探究复杂路径多点搬运的问题，开发了基于Arduino控制器的微型循迹搬运车控制系统。对系统硬件和系统软件进行了研究，系统硬件包含控制器、驱动元件和检测元件等，系统软件按功能将其分成循迹模块、颜色识别模块和串口通信模块等。提出了采用Arduino Nano和串口通信对小车进行控制，以实现循迹校正、红外寻标、自动搬运等功能。通过现场调试，该系统能控制自动搬运小车在铺设的轨迹上对不同颜色的物体进行循迹搬运，并根据颜色的不同将其放置在指定位置。

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基于路径优化策略的物联网感知层数据收集研究

唐玲, 曹莉, 乐英高, 熊鹏文

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 137-141,145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.033

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针对物联网感知层移动无线传感器网络在数据收集过程中节点能量有限、能耗不均衡和存在不可靠性、时延较长等问题，经过数学推导和理论证明这是一个典型多目标优化问题。文章将优化目标规约为时延受限下的能耗最小化和可靠性最大化问题，提出基于改进萤火虫算法优化移动无线传感器网络移动Sink路径优化机制，该算法充分利用移动Sink的存储空间充裕、能量充足和计算能力强的优势，保证网络的连通性，提高网络通信效率。通过仿真对比分析，与随机移动方法、蚁群算法和粒子群算法对比，簇头节点能耗均衡性减少了40%、52%和56%，可靠性提高了13%、8%和7%，时延减低了92.9%、82.8%和56.4%，提出的算法均衡了节点能耗，满足网络服务质量，提高网络可靠性。

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等损失SVM在机床主轴轴心轨迹偏心预测中的应用

李振雨, 王好臣, 王功亮, 孙茉婧, 李家鹏

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 142-145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.034

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针对机床运行过程中主轴轴心轨迹由于热变形、应力集中等原因而发生平移、旋转、压缩、伸展等，提出一种基于等损失SVM算法和误差标定拟合对机床轴心轨迹误差预测的方法。该方法首先通过实验测量出机床主轴轴心轨迹偏心数据提取样本，运用等损失SVM算法对最优分类线进行设计，然后将获得的最优分类线与标定分类线比对拟合计算出拟合度，最后通过分析拟合度，得出机床运转状态。此方法对于生产过程中机床的定期维修保养具有重要的指导意义。

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切削参数对切削能影响实验研究

占刚, 何林, 蒋宏婉, 邹中妃

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 146-148,151. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.035

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切削能绝大部分会转化为切削热，进而直接影响切削温度，因此研究切削参数对切削能的影响规律对切削温度的研究有重要意义。文章以新型硬质合金微坑车刀切削304不锈钢为例，通过理论计算结合切削实验，研究新型硬质合金微坑车刀在切削过程中切削参数对切削能的影响。结果表明，对剪切能影响最大的是切削深度，其次是切削速度，最后是进给量；对摩擦能影响最大的是切削速度，其次是进给量，最后是切削深度。

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石墨机械加工工艺研究

罗和平, 汲军, 闵立

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 149-151. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.036

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石墨进行机械加工时，容易出现刀具磨损严重，工件产生裂纹或折断、边角崩碎等现象。目前，国内对石墨机械加工的研究尚不够深入。文章从石墨加工性能、切削工艺措施、切削刀具、切削参数及石墨加工机床等方面，研究石墨的机械加工工艺，用以指导石墨机械加工以及国产石墨加工中心的设计与制造，提高石墨机械加工的技术水平。

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针对柴油发电机上箱体振动问题的改进设计

刘乐平, 邹欢, 曾昭韦, 严亚骏

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 152-154. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.037

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提出一种对上箱体壳体薄弱部分进行加固，提高其固有频率，避开柴油机低阶点火频率以达到减震目的的上箱体改进设计。选用ANSYS有限元分析软件，对在UG中简化过的FEM上箱体模型进行数值模态分析。用三维软件UG简化模型后利用数值模态分析法得到发电机上箱体的薄弱点对其进行加固，提高上箱体的固有频率。进行刚体模态测试法确定发电机上箱体固有频率，将测试数据与数值模态分析的数据进行对比，验证设计合理性。结合有限元数值模态分析软件和LMS实验模态测试设备分析上箱体的固有频率，并采集了优化后的上箱体额定载荷下的振动数据。该数据表明：上箱体进行此改进设计能有效减小上箱体振动。

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筒形钣金件铣削加工夹具设计

张智森

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 155-156,160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.038

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针对筒体钣金类零件，在铣削加工中出现的定位误差大、装夹不稳定易变形等问题。专门设计了一种内涨式定位夹紧夹具，以此来解决零件制作公差较大而引起的定位夹紧问题。通过实际加工改进，最终设计出通用性强的筒形钣金件机械加工夹具，为同类型零件加工夹具的设计提供了探索。

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汽车转向器摇臂轴非圆齿扇加工工艺改进方法

丁国龙, 余金舫, 张雅丽

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(7): 157-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.07.039

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针对变传动比非圆齿扇齿条副在加工过程中存在非圆齿扇加工工艺复杂的问题，提出了两种工艺改进方法：①齿扇齿廓设计为标准渐开线，齿条齿廓为非直线齿廓；②采用特殊刀具按照定传动比加工非圆齿扇。依据非圆齿轮啮合原理，推导了方法①1的齿条齿廓坐标方程和方法②的齿条刀具齿廓坐标方程。通过实例分析，分别计算了两种改进方法的齿条齿廓和齿条刀具形状，对比分析了两种方法的优缺点，指出了两种改进方法的适用情形。

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刊出日期：2017-07-25

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