组合机床与自动化加工技术

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欧阳爱国, 卢晋夫, 刘燕德, 黄均刚

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 1-4,9. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.001

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为解决滚筒底盘测功机滚筒与汽车驱动轮间摩擦阻力难以直接测量而影响汽车性能检测的问题，根据能量守恒原理，通过有车和无车状态下的二次加载滑行和无加载滑行等试验获得相关测试数据，建立汽车驱动轮与底盘测功机滚筒间摩擦阻力的数学模型，以AVL Roadsim 48″单滚筒底盘测功机为试验机，12款宝典普通车型为试验车，实验测得其在速度20、40、60、80、100km/h下的道路行驶阻力值与数学模型计算值的误差较小，研究表明：利用滚筒底盘测功机对车辆进行二次加载和无加载滑行等试验获得的数据，可以建立滚筒底盘测功机滚筒与汽车驱动轮间摩擦阻力的数学模型，且汽车驱动轮与滚筒之间的滚滑摩阻力与车轮速度有直接关系。

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超高速磨削过程中磨削热分布率的研究

刘晓初, 赵传, 覃哲, 周佳华, 周文波, 代东波

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 5-9. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.002

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基于过去的磨削热分布率理论模型，提出了一种计算磨削热分布率的新方法，用超高速磨床对GCr15轴承钢进行了超高速磨削实验，得到了磨削过程中的磨削力与工件表面磨削温度数据，并对数据进行分析，探讨了磨削力、磨削温度与砂轮线速度、磨削深度的关系，计算出热量分配率R，实验证明R的值随着砂轮线速度的增加，变化规律比较明显，都是先大幅上升，然后缓慢下降，在相同砂轮线速度下，热量分布率R随着磨削深度的增加呈现下降的趋势，但是降幅不大。

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特性参数对进给系统工作台扭转-纵向振动的影响分析

刘念聪, 杨家锐, 曾浩然, 耿伟涛, 陈建龙

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 10-13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.003

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以数控机床进给系统为研究对象，运用第二类拉格朗日方程理论建立了系统扭转-纵向的耦合动力学模型，并利用四阶龙格-库塔法对方程进行了数值求解。采用等倍数法增加各参数值，进而求取了不同参数下的工作台速度最大振动幅值。在此基础上，分析了丝杠与螺母结合部轴向刚度、联轴器刚度、轴承刚度三个因素对进给系统工作台轴向振动的影响，并分析了在变导程下增加结合部等效扭转刚度对工作台扭转振动的影响。研究结果表明，随轴向刚度的增加工作台轴向振动幅值都呈减弱的趋势，螺母结合部轴向刚度是影响工作台轴向振动最大的因素，联轴器刚度是影响最小的因素。导程越大，工作台扭转振动幅值越大，等效扭转刚度对工作台扭转振动的影响率越明显。为进给系统的研究提供了理论参考，并为机床减振和结构优化提供理论依据。

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基于凸包域的三维公差分析模型研究

张庚楠, 杨志宏, 李其胜, 于奎刚, 黄贺福, 李娜

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 14-20. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.004

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为了更好地解决复杂装配体的公差分析问题，文章提出了基于凸包域的三维公差表达和公差分析方法。以凸包理论为基础，建立了尺寸公差和形位公差域模型；对公差域内的变动特征进行PDF的建模，构建偏差累积方程；根据公差域模型和PDF对蒙特卡罗仿真方法进行修正；运用修正的蒙特卡罗方法和HDMR对偏差累积方程进行敏感度和贡献因子分析。与传统的基于点的建模方法相比，基于凸包的建模方法能真实的体现几何特征的变动与公差标准的契合关系。最后通过实例验证了该方法的可行性和精确性。

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基于强定位与三点手眼标定的目标移载视觉引导算法

杜刚, 张善文

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 21-24,28. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.005

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为了解决当前定位算法受目标背景干扰影响大，且其采用的物理接触标定技术易损伤工件表面的不足，提出了基于强定位与三点手眼标定的视觉引导算法。首先，利用高斯滤波处理Hessian矩阵，采用非极大值抑制法来确定特征点和方向，从而构造了surf特征点描述子，完成目标位置边缘和中心点的强定位，达到去除背景和环境光干扰，精确定位目标中心点与角度。然后提出三点标定法，计算缩放旋转矩阵和平移矩阵参数，完成Robot世界坐标与相机图像坐标的绑定映射。最后，编程实现算法和系统，实验测试结果显示：与当前工件材料移载系统相比，文中系统拥有更高的目标定位与标定移载成功率。

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棉桶更换机器人前臂有限元分析及拓扑优化

单铭志, 杨前明, 邵长新, 刘启强

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 25-28. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.006

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由于复合机器人受AGV承载、锂电电源功耗与自重设计限制，4轴机器人设计轻量化是其关键。前臂是棉桶更换复合机器人关键部件之一，文章以此为研究对象，在考虑满足设计强度、刚度的条件下，以前臂结构轻量化为首要设计考虑因素，建立前臂实体三位模型，利用有限元分析软件ANSYS对前臂做静力学分析，获得危险工况下的应力和位移变化特性；采用OptiStruct软件对前臂进行拓扑优化，依据拓扑优化结果完成前臂结构的改进设计，并对优化后的模型做静力学分析。研究结果表明，优化后的设计方案最大应力、位移均有所减小；在满足强度、刚度设计要求的情况下，前臂重量减少18.4%，较好地实现了前臂轻量化目标，为课题后续产品研制提供了技术支持，也为同类技术产品设计提供了借鉴。

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数控机床主轴系统动力学建模与频率特征分析

冯吉路, 汪文津, 田越

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 29-32,36. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.007

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文章采用集中质量法对机床主轴-滚动轴承系统进行了简化，基于Hertz接触理论计算了轴承组的等效接触刚度，建立了考虑弹性主轴刚度、阻尼和滚动轴承非线性接触力的十自由度数控机床主轴非线性振动分析模型，分析了在非平衡力作用下主轴-滚动轴承系统的非线性动力学特征。研究结果表明：当转速低于1500r/min时，主轴系统会出现由VC频率引起的拟周期运动状态；当转速为1500~7100 r/min时，主轴系统呈现周期1运动状态，系统出现了不平衡力和不对中引起的频率成分；当转速大于7100r/min时，主轴系统会出现拟周期和混沌运动状态。

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考虑刀具螺旋角的薄壁件高速铣削稳定域预测

王志勇, 冯东海, 张珠峰

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 33-36. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.008

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针对薄壁件铣削时由于刀具螺旋角对颤振稳定域的影响而不能确保铣削稳定及材料去除率的问题，基于刀具螺旋角对刀具与工件接触状态的影响，建立了考虑刀具螺旋角的薄壁件高速铣削动力学模型；通过实验结合半离散法解析铣削动力学模型，得到了考虑刀具螺旋角的稳定域lobe图，新的稳定域不仅识别出原稳定域中不稳定的参数组合，而且还拓宽了稳定铣削的主轴转速范围，避免了参数优化后依然会发生颤振的可能，从而更好的提高切削效率。

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硬质合金微坑车刀切削304不锈钢残余应力有限元仿真

占刚, 何林, 蒋宏婉, 邹中妃

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 37-39. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.009

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为了研究硬质合金微坑车刀对304不锈钢表面残余应力的影响规律，采用有限元仿真平台建立二维切削模型，用不同切削参数车削304不锈钢，得到切削参数对切削力、切削温度及残余应力分布的影响规律。研究结果表明：表面残余拉应力和里层残余压应力随切削速度的增大均先增大后减小，而随着进给量的增大，表面残余拉应力逐渐减小，里层残余压应力逐渐增大。

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异步伺服电机安装平台的模态与谐响应分析

袁晓明, 高强

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 40-43,47. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.010

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以某可靠性试验台用异步伺服电机安装平台为研究对象，拟对其动态特性开展研究。利用ANSYS软件建立安装平台结构有限元模型，对结构在不同预应力状态下的模态进行仿真，确定不同状态下结构的固有频率和振型，分析系统隔振效率随工作频率的变化规律，确定系统在常用工作频率下的隔振效率。基于谐响应仿真，研究电机底座上表面的位移、应力及应变分布，分析最大响应点随激励频率的变化规律，进而确定工装平台的振动敏感区域。上述研究为其它安装平台机械结构的动态优化设计奠定了理论基础。

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双臂机器人协调搬运运动的运动学分析

曹彩霞, 赵明扬, 朱思俊, 关丽荣

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 44-47. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.011

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针对双臂机器人协调搬运运动模式，文章提出了一种新的坐标系变换方法。以双SCARA机器人组成的双臂机器人为研究对象，首先运用DH算法推导出单臂SCARA机器人的运动学方程。然后建立双臂机器人协调搬运坐标系，找出搬运工件与双臂机器人的约束关系，根据规划的搬运工件轨迹求出主机械臂末端的运动轨迹，根据主机械臂各个关节的实际关节角度求解出从臂的运动轨迹。最后采用Adams与MATLAB联合仿真实验平台进行仿真验证，实验结果表明双臂机器人可以完成定姿态与变姿态两种运动模式。

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基于D-H矩阵的3-URS并联机构位姿误差建模与分析

李春霞, 张彦斐, 宫金良

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 48-50,54. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.012

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针对3-URS并联机构进行了运动学分析，利用D-H变换矩阵对其进行位姿分析，推导得到其运动学正解模型，在此基础上利用矩阵微分理论结合D-H矩阵得到了单条支链的位姿误差模型，最终得到全面考虑各关节处的误差来源（制造误差、安装误差、磨损误差等）的动平台位姿误差模型。应用该数学模型进行计算，并对3-URS并联机构的误差进行分析，给出了动平台末端误差随驱动角α₁，β₁的变化规律，通过该规律可得到误差敏感点，在工作过程中应注意避免。该误差模型的建立对3-URS并联机构的制造，及位姿控制的精度补偿有参考价值。

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模糊神经网络在精密卧式加工中心热误差的预测

邬再新, 吴永伟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 51-54. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.013

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为了提高精密数控机床的加工精度，减少精密机床的热误差，文章提出了模糊神经网络径向热误差的建模方法。以数控加工中心关键点的温度和主轴径向的热变形量的关系为基础，应用模糊神经网络建模法，采用精密卧式加工中心主轴径向热误差的数据，对机床主轴热误差进行建模与预报。从数控机床主轴建模试验结果分析表明，模糊神经网络预测模型能够较为精准的对机床主轴径向热误差的做出预测，在实际应用中有利于提高机床的补偿精度，对数控机床热误差补偿提供参照。

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三自由度磁力驱动平台的实验研究

孙凤, 吴利平, 李东, 李强, 佟玲, 金嘉琦, 张明

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 55-58,63. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.014

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文章介绍了一种永磁弹簧自复位的三自由度磁力驱动平台，该平台由3对差动电磁铁组和永磁弹簧自复位结构组成。3对电磁铁组分别为X方向的两对电磁铁组和Y方向的一对电磁铁组，可以实现X、Y方向的平动和C轴的转动；永磁弹簧自复位结构由3对均布的永磁体组构成。建立三自由度磁力驱动平台的动力学模型，搭建控制器，并利用dSPACE1104系统为核心控制器进行X、Y平动方向和C轴转动的驱动实验。分析对比了阶跃输入时，X、Y方向平动和C轴转动的响应结果，分析了实验平台的结构对实验结果的影响，实现了三自由度磁力驱动平台的稳定驱动，结果说明该驱动平台响应特性较好。

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目标动态模拟器的五轴运动系统研究与设计

郭晓晓, 董登峰, 周维虎

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 59-63. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.015

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针对空间目标动态光学特性模拟器，设计并实现一套完整的多轴运动控制系统，满足模拟器对各轴低速运动下的平稳性与控制精度要求。采用5个电机分别与减速器相联驱动各输出轴以模拟太阳和空间目标的运动，基于运动控制器TurboPMAC2采用PID+陷波滤波器算法实现各轴独立运动和多轴联动控制，在实际构建的系统上通过最优参数配置验证算法的有效性和系统的可靠性。实验结果表明，五轴同步在1°/s的低速运行状态下速度控制精度均优于0.05°/s，角位置重复定位精度0.008°，充分满足各项运动功能和性能指标要求。为空间目标动态光学特性模拟器的研制提供了重要的技术支撑，促进空间目标探测的理论研究、技术认知和应用扩展。

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复杂生产过程故障修复紧迫性分级研究

谢旺, 袁逸萍, 李晓娟, 李华华

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 64-67,72. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.016

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复杂生产过程中受不确定性扰动因素的作用不可避免的会导致作业车间资源的退化、故障以及失效，针对故障资源修复顺序对多资源耦合的复杂生产系统性能（如交货期、生产成本等）的影响，引入复杂网络理论构建复杂生产作业车间网络模型，对生产特性和网络拓扑特性进行深入研究，对资源的故障修复进行紧迫性分级。综合考虑影响故障修复紧迫性的三个因素：是否发生在关键路径上、不可替代程度、故障节点的网络重要度，采用模糊综合评判的方法，将故障节点分为紧急、严重和一般三个层次，并计算出具体的紧迫度值。该模型为故障修复策略提供新的视角，为科学决策修复顺序提供理论依据。最后通过仿真实例验证了该方法的可行性。

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铣削表面粗糙度在线智能预测方法研究

唐向红, 刘国凯, 陆见光, 易向华, 耿晓强

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 68-72. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.017

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为了提高表面粗糙度在线预测模型的精度，研究并提出了一种融合传感器统计学数据的表面粗糙度在线智能预测方法。该方法对加速度的统计学特征进行PCA主成分提取，保留了85%的数据信息。通过改进的PO-GRNN广义神经网络对训练集数据进行分配，确定光滑因子σ的近似最优值。随后结合铣削加工参数集与PCA主成分，通过PO-GRNN构建了一套在线粗糙度预测模型。纵向与横向对比实验结果表明：该模型可提供较高的粗糙度在线预测精度，能适用于当前智能制造过程中粗糙度的在线预测。

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基于3F技术的数控机床进给系统可靠性分析

罗静, 陈一凡, 李宇龙, 何甫, 张根保

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 73-76. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.018

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以提高数控机床可靠性为目的，选取数控成形砂轮磨齿机（YK7332A）为研究对象，收集故障维修数据并分析整理，发现进给系统为整机的薄弱系统，因此对该系统进行了FMEA和FTA可靠性分析，寻找关键故障因素，并提出有针对性的可靠性改善措施。再结合FRACAS分析，形成一套规范化的故障“闭环”控制流程，及时发现、处理及纠正故障，很大程度上降低故障发生率，该技术也可以应用于其它类型的数控机床，有利于实现机床的可靠性增长，对提高国内机床可靠性有着重要意义。

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模糊故障树在齿轮加工误差诊断中的应用

梁斌

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 77-79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.019

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针对齿轮加工误差源复杂，经验诊断准确性低的问题，提出了基于故障树和模糊理论的齿轮加工误差诊断方法，构建了模糊故障树分析方法流程。以滚齿加工中的齿形误差为研究对象，建立了齿形误差故障树和模糊综合评价数学模型，得到了齿形加工的各种失效模式，采用经验数据与专家评价相结合的方法，对故障树进行定量分析，获得齿形加工误差主要原因。结果表明该方法准确性高，在齿轮加工误差诊断中具有实用性。

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300mm硅片高精度真空传输系统设计

李学威, 何书龙, 赵治国

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 80-84. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.020

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文章设计一种300mm硅片真空传输系统，满足市场对硅片传输过程高精度，高洁净度，高效率的需求。其中硅片传输腔室采用真空设计，并优化了真空腔室的结构以适应300mm硅片传输，真空度可达2×10^-7Torr。真空机械手采用对称连杆直驱机械手，大气机械手采用R-θ型机械手，其重复精度均为±0.1mm。设计了AWC纠偏检测系统，利用光电对射传感器，实现对硅片的实时检测及位置纠正。通过验证性试验数据分析，得到整个系统的整体精度、洁净度、真空度和真空变化值满足工作要求，验证了设计的合理性。

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钻杆管螺纹型面信息在机测量方法研究

孙兴伟, 于欣玉, 董祉序

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 85-88. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.021

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为解决因实际因素限制所导致的钻杆管螺纹无法应用现代测量方法检测的问题，设计并实现了钻杆管螺纹型面信息在机测量系统。基于激光三角原理采集螺纹型面原始数据，提出了一种将自适应莱依特准则与基于改进小波自适应阈值相结合的点云数据去噪方法，并应用该方法对扫描数据降噪处理；通过抗差最小二乘法对降噪后数据进行拟合，再根据拟合廓形导数情况对进行分段并提取特征点；最后通过提取的特征点计算螺纹廓形参数。该系统可以实现螺纹的在机非接触测量，操作简单且可以实时检测螺纹加工质量，提高了检测精度和效率。

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电动直线加载系统多闭环复合控制

徐志伟, 范元勋

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 89-92,96. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.022

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为实现对某型航天用直线运动伺服系统的半物理实物加载测试，设计了一种模拟其实际受载的电动直线加载系统。针对电动直线加载系统多余力矩强扰动及其他非线性因素影响力矩跟踪精度的问题，提出一种引入前馈补偿，以力矩闭环作为外环、转速闭环为内环的多闭环复合控制策略，并在力矩外环采用模糊自适应PID控制器。给定阶跃信号和正弦载荷进行直线加载跟踪性能对比仿真分析，结果表明在不同频率下有效满足跟踪性能要求；在不同扰动频率和幅值情况下进行多余力矩抑制对比仿真分析，与传统闭环相比，多闭环复合控制策略有效地抑制了加载系统的多余力矩，提高了直线加载跟踪精度和系统动态响应性能。

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基于多重自相关与包络谱分析的滚动轴承故障诊断方法研究

张良, 杨涛

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 93-96. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.023

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滚动轴承在故障状态运行时，传感器测得的振动信号为非平稳、多分量的调制信号。在故障出现早期，由于调制信号微弱且含有噪声，导致故障特征难以识别，采用多重自相关消除噪声干扰，提取信号中的周期调制成分，然后利用Hilbert变换的包络解调方法获取故障特征频率，从而判断出轴承故障类型。实验结果表明，采用多重自相关与包络谱解调相结合的方法，能较准确的提取滚动轴承故障特征频率，具有一定的工程应用价值。

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S曲线加减速控制在3D打印中的实现

李哲, 党开放, 黄矫燕, 赵弘

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 97-99,104. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.024

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桌面级3D打印机步进电机通常采用梯形加减速控制，在高速打印时加减速过程易受到柔性冲击，影响打印质量。为解决上述问题，采用ARM架构的STM32F103微处理器，设计出一种基于该处理器的S曲线加减速控制方法，并与梯形加减速进行了对比实验。实验结果表明，采用设计的S曲线加减速控制方法后，3D打印机在高速打印时，加减速过程柔性冲击减小，打印质量提高。

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基于电流的力控制技术与安全保护研究

邹风山, 赵彬

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 100-104. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.025

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文章解决了电机电流进行机器人主动柔顺控制的问题，同时对七自由度关节一体机器人进行拖曳式示教实验。首先针对关节一体化机器人进行运动学分析，采用多层前向神经网络解决机器人运动学冗余轴反解问题，将复杂的非线性优化问题转化为简单的代数方程组求解问题。然后由于机器人特殊的构型及关节耦合复杂，采用牛顿—欧拉动力学建模。将永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型结合，得到基于电流模型的力检测。最后实现基于电机电流的机器人主动柔顺控制，并在七自由度关节一体机器人上进行拖曳式示教实验，实际运行结果验证了算法的有效性。

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基于稳定性分析的起落架型腔加工参数优化

李志栋, 唐小卫, 张成, 张帆, 徐嘉伟, 闫蓉

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 105-107,111. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.026

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颤振是影响加工效率的重要因素，文章针对型腔加工中刀具端的动态特性，研究了稳定性加工边界预测，进而得到稳定加工的优化参数，实现加工效率的提高。针对型腔加工中刀具端的多阶模态动态特性，建立了模态坐标下的考虑多阶模态的稳定性预测模型。考虑型腔环切加工过程中的不同刀具轨迹方向，利用稳定性预测模型对不同方向上的轨迹进行了稳定加工边界预测，计算得到了相应的稳定性lobe图。根据稳定性lobe图，分析了经验加工参数的合理性，并给出了利用稳定性加工边界优化的加工参数，提高了型腔的加工效率。

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航天用SiC反射镜超声振动辅助磨削工艺研究

戚泽海, 关佳亮, 路文文, 孙晓楠, 胡志远, 张妤

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 108-111. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.027

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针对航天用SiC反射镜的低加工效率、表面质量差等难题，采用超声振动辅助磨削技术对其进行工艺实验研究。首先，通过选用树脂结合剂金刚石杯型砂轮并采取栅线式磨削研究不同工艺参数对磨削效率的影响关系。然后采取螺旋式磨削进行正交实验探究超声振幅、进给速度、砂轮转速、磨削深度对表面粗糙度的影响，并采用极差法分析探究各因素对工件磨削质量影响程度的大小。研究结果表明：当超声振幅5μm，进给速度80mm/min，砂轮转速6000r/min，磨削深度2μm时可获得表面粗糙度Ra97nm的已加工表面。

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五轴联动磁流变抛光中双摆轴角度计算

郑永成, 黄文, 陈华, 唐小会, 张云飞

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 112-113. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.028

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在光栅线轨迹模式下，曲面工件的磁流变抛光需通过五轴联动来实现，基于自研的PKC-600Q磁流变抛光机床运动轴配置的几何模型，给出了由曲面解析式得到的被加工点的方向余弦，并详细推导两个摆动轴角度的计算方法。该方法易于理解，不依赖CAD/CAM软件，便于集成到磁流变抛光专用工艺软件中，同时也可以在曲面工件其他方法加工中参考应用。

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基于软PLC控制的摆动式夹紧反力臂装置设计

于洪增, 耿华

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 114-116. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.029

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针对传统拧紧机构在拧紧过程中自动化程度低，拧紧不可靠等问题，设计了一种摆动式气动夹紧反力臂装置。详细描述了该装置的机械结构、工作原理及控制系统的开发与实施。该装置的控制方式应用了一种基于西门子PC677工控机的软PLC模块，对在该装置中进行拧紧的工件的状态进行实时检测和反馈，同时对工件的动作进行校正和控制。整个系统可以在软PLC的控制下，快速、准确地完成工件的夹紧、螺栓拧紧等操作，较好地替代了传统PLC。目前该装置已用于装配线上试运行，运行状态良好，控制系统稳定。

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曲面加工数控系统分析与研究

邓中华

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 117-118. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.030

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计算机数控技术是通过数字信息技术及工作过程控制技术对机械运动进行控制，其关键技术为逆向数字处理工程，该工程对后续模型重建的难易程度及准确性具有决定性作用。为了提高机械加工速度及加工精度，文中分析了目前计算机数控装置可加工的复杂曲面，并对自动控制系统进行分析研究，该研究在一定程度上提高了计算机数控系统的加工速度、加工精度及加工效率，对优化机械加工控制系统具有一定指导意义。

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三维数控雕刻机CAD/CAM多功能研究及其应用

张兴武, 赵庆志, 刘纪凯, 王宏甲

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 119-121,126. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.031

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为克服传统数控雕刻机加工复杂二次曲线时用大量直线或圆弧拟合所导致的拟合误差，研究设计了基于PC+PCI-1750控制卡的开放式三维雕刻机数控系统，开发了能直接进行直线、圆弧、椭圆、抛物线、双曲线插补的差分插补控制程序，并用MasterCAM和差分插补理论研究开发了汉字、复杂三维图形的三维数控雕刻机控制系统，使得加工任意二次曲线、汉字和复杂三维图形的插补程序简捷统一，加工二次曲线的程序段极大减少，有利于提高加工质量，试验加工效果很好。

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小直径钢球表面缺陷检测机设计

郭建, 谢鑫

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 122-126. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.032

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钢球是滚动轴承的重要零部件，表面缺陷会影响工作精度。国内钢球表面缺陷的检测主要依靠人工目测，人工检测容易受到人为因素影响，检测效率低。该课题研究设计了一款钢球表面缺陷检测设备，完成了辊式筛选装置、图像获取装置、钢球不良品筛选装置的机构设计，并对辊式筛选装置进行了运动分析和计算。该设备能够实现钢球的自动上料，分级，检测，筛选不良品等功能，完成钢球表面缺陷的检测。

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刀具导热特性对淬硬钢车削性能的影响

林勇传, 韦珏宇, 黄健友, 王凯

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 127-130,133. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.033

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针对高速硬切削淬硬钢表面白层的问题，使用不同的热传导特性刀具对SCM415淬硬钢进行了高速硬切削试验和表面白层测试。使用二色温度计和光学显微镜（Axio Scope A1）对切削温度和白层厚度进行测量。研究了刀具热传导特性与高速硬切削热的关系，分析了后刀面温度对白层特征的影响规律。分析结果表明，后刀面温度随着刀具热传导率的增加而降低，采用热传导率大的刀具切削可以降低切削温度，从而减少白层厚度。刀具热传导率越大，温升率越小，在v=100m/min时，CBN1刀具随着后刀面磨损由0~0.1mm的温升率为7.6%，而CBN4刀具温升率仅为2.6%；在一定切削速度和切削热范围内，白层厚度随着切削速度和切削温度的增加而增加，超过临界切削速度值和切削温度值后，白层厚度随着切削速度和切削温度的增加而减少；少量的的后刀面磨损（VB=0.05mm）有利于降低白层厚度从而提高表面质量。

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基于3D打印机的装配关键技术与精度测试的研究

陈金英, 史利娟, 牛小铁

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 131-133. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.034

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针对3D打印机在装配过程中的一些关键技术与精度测试的问题，对其核心部件组装方式进行详细具体的阐述。采用实验研究方式对打印产品进行质量分析，提出了解决3D打印技术在提高精度层面的一些建议，为相关操作技术人员提供了技术参考。

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一种碳纤维层压板铣削变形仿真分析方法

李勇, 余杭卓, 江磊, 肖海, 方丁, 蒋昊雨

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 134-137,141. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.035

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研究了碳纤维层压板有限元模型的构建方法，并以某典型碳纤维层压板为例，通过试验获得了其材料性能参数和加工时的三向铣削力，并应用该方法和试验所得数据在ANSYS中建立了精确的碳纤维层压板仿真模型。以此为基础提出了碳纤维层压板铣削变形的有限元仿真分析方法，并进行了验证试验。试验结果表明，仿真值与实际加工中的变形量吻合较好，平均相对误差为4.1%。因此可以通过该方法对碳纤维层压板铣削变形进行预测，从而为加工工艺的合理性及优化提供一定的参考。

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卧式加工中心立柱的轻量化设计研究

郑文标, 彭晋民

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 138-141. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.036

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针对传统机床立柱设计中存在材料浪费、刚度不足与设计周期长等缺陷，以某卧式加工中心立柱为研究对象，运用有限元法对立柱进行静力学和模态分析，研究立柱的薄弱环节；然后利用Hyper Mesh软件，在保证立柱性能的前提下，以质量最小化为目标对立柱进行拓扑优化，根据拓扑优化的材料分布结果设计了新的立柱结构，通过对新立柱进行有限元分析，结果表明，立柱的质量减轻了7.88%，刚度和固有频率均有不同程度的提高，达到了立柱轻量化设计的目标。

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任意空间角度平面铣削加工宏程序编程设计

吴金会

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 142-143,147. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.037

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任意空间角度平面在复杂类零件中应用较广，通过运用数学知识对刀位点进行数值计算和对数控宏程序编程设计，开拓了普通数控铣床加工应用范围，减少了工件定位、装夹次数。借助通用的FANUC 0i mate-MC数控系统平台，编写了应用型特别强的任意空间角度平面数控加工程序，并对程序核心部分的宏程序进行数控仿真和编程设计。已优化的宏程序起始段中的全部变量被赋予正确的数据后，数控程序能够准确地控制球刀刀位点的运行轨迹，确保任意空间角度平面加工精度达到要求。

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基于任务可用度的设备维修建模与优化研究

张帆, 王纯贤

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 144-147. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.038

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设备故障停机导致的总损失成本包括设备维修成本和生产任务损失成本。为减少多设备混联生产系统中设备故障停机带来的总损失成本，以设备停机总损失成本最小化为目标，综合考虑设备失效率和修复率两方面因素，建立了基于设备任务可用度的维修成本模型。探讨了利用遗传蚁群算法对模型进行优化求解的方法。最后以发动机凸轮机加工线设备为例，验证了所建模型的有效性。

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改进SLP和遗传算法结合的车间设备布局优化

邓兵, 林光春

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 148-151,156. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.039

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针对加工多种类产品，且具有固定入口和出口的生产车间，运用改进的SLP和遗传算法相结合的方法进行车间设备布局的优化，从而减少人员、物料的移动成本，提高车间利用率和企业的核心竞争力。首先，在对生产车间的物流进行详细分析的基础上，利用改进的SLP理论确定生产车间设备布局的初步方案。然后，把SLP形成的初步方案作为遗传算法的初始种群的部分染色体，利用改进的遗传算法实现对案例车间设备布局的优化。运用改进的SLP和遗传算法相结合的方法进行车间设备布局的优化，弥补了SLP过于依赖经验、约束过多的缺点，同时，提高了遗传算法的选优能力，减少了随机性所引起的误差，在选出最好个体的同时保证了种群的多样性，使最终的布局方案更具实用价值。

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基于功能需求的产品服务系统模块化聚类研究

张在房, 孙建, 尚钰量

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 152-156. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.040

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为了实现产品和服务的集成化分析，达到质量、品种和效益的有机统一，需对产品服务系统进行模块划分。以功能需求为基点，分析产品和服务之间存在的相关性。首先利用U/C矩阵来刻画产品和服务之间的关联，通过领域映射矩阵的方法对其潜在响应联系进行辨识。由汉明距离公式获取产品服务耦合的模糊相似矩阵。进而运用动态聚类算法将产品和服务的耦合关系反映于分类树图，并以模块内最大适应度值来获取产品服务系统最优集成模块。最后以数控机床为例对上述结论进行验证

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改进的初始种群的遗传算法在柔性车间调度中的应用

牛琳

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(8): 157-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.08.041

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针对柔性作业车间调度中单纯的遗传算法容易陷入局部陷阱问题，结合柔性作业车间调度的特点，采用模拟退火算法融合遗传算法对调度领域进行了研究。应用模拟退火算法能跳出局部陷阱的能力及克服了遗传算法过早熟的现象，很大程度上降低算法的收敛速度，同时提高了全局的收敛性。基于Matlab2012b软件编程实现混合调度算法，文中仿真实例用混合调度算法，将结果与单纯的遗传算法得到的结果进行比较，证明了混合算法的优势。

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2017年, 第0卷, 第8期　
刊出日期：2017-08-25

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