组合机床与自动化加工技术

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宫赤坤, 张吉祥, 袁立鹏

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 1-4. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.001

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为了提高四足机器人的设计效率和设计的可靠性，缩短四足机器人研发周期，文章采用虚拟仿真技术对四足机器人进行仿真研究。文章对虚拟样机进行机构运动学与动力学分析，建立仿生四足机器人的运动学方程及拉格朗日动力学方程，利用三维建模软件pro/E建立实体模型导入到ADAMS中进行系统仿真，采用对角小跑步态，通过仿真结果验证了运动学和动力学数学建模的正确性，分析了影响机器人动态稳定性因素，为物理样机的设计提供了理论依据。

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强化研磨轴承套圈残余应力的分析

刘晓初, 赵传, 李凡, 覃哲, 周文波, 陈凡

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 5-8. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.002

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为了得到残余应力在深度方向的分布关系，对6组不同强化研磨加工时间下的试样进行了金相分析，推导出了强化研磨时间对强化层厚度的影响规律。经过SEM分析，对强化层进行了分区，解释了强化研磨产生残余应力的实质原因。然后对强化研磨残余应力场进行检测，并对应力释放造成的影响通过弹性理论计算并加以修正。结果表明强化研磨工艺喷射比较均匀，随着测量深度地增加，残余应力值随之增加。在30μm深度以上，残余压应力衰减很快，在120μm深度左右，基本上没有残余应力，在150μm~180μm之间，残余应力会由压应力转变为拉应力。

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基于特征频率自动识别的机床振动分析

张智, 刘成颖, 刘辛军, 张洁

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 9-11,15. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.003

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在精密超精密加工中微小的振动都会影响机床的加工精度。为了有效减小或抑制振动，在线提取、分析和辨识振动是十分必要的。文章基于傅立叶变换，提出了频域自动识别的方法。该方法首先获取由转速引起的振动频率，再利用该频率分析振动信号中是否含有其他振动源，从而实现振动的在线辨识，并通过机床空转实验和加工实验进行验证。实验结果表明：该方法提取出的振动频率准确，可应用于加工的振动在线辨识与分析。

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基于差分插补原理的多维线性空间插补与仿真

王宏甲, 赵庆志, 乔磊, 杨召彬, 吴俊杰

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 12-15. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.004

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为了实现采用差分插补原理的数控系统能够进行多维线性空间插补，以平面直线插补为基础，对差分插补原理进行了再研究。从差分插补原理的基准轴与非基准轴进给判定中，找到了实现基于差分插补原理的多维线性空间插补的关键点。通过对多维线性插补的分析，给出了多维线性插补的具体流程及其差分代码的初始化，实现了基于差分插补原理的多维线性空间插补。该插补方法简单可行，易于实现多轴控制。通过空间直线插补实例分析以及刀具路径的插补仿真，进一步说明了基于差分插补原理的多维线性空间插补方法能够满足空间多维数控加工的要求。

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光学条码位移传感器系统的设计

那启跃, 冯波, 王志兴

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 16-18,22. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.005

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在分析了数控机床线位移反馈装置的基础上，提出了一种光学条码位移传感器。由于单轨绝对编码技术的制约，光栅尺的编码长度难以扩展。为了实现大量程编码，基于光学条码定位技术的研究，设计了一种新型的高精度大量程绝对条码尺。介绍了多周期等间隔条码的编码方案和解码方法，对条码尺的量程扩展进行了可行性分析。利用专用嵌入式系统和相关器件实现了条码位移传感器系统的设计，并给出了实际测量结果。实验数据表明，该传感器系统的分辨率可以达到1μm，精度为±5μm，最大测量长度可达2m。

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基于金字塔图像结构与Hu高阶矩的螺丝目标匹配算法

齐美星, 孙伟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 19-22. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.006

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为了解决当前目标匹配算法存在计算耗时高，以及对旋转缩放目标定位不准的问题，文章提出了基于金字塔图像结构与Hu矩的螺丝目标匹配算法。首先，建立图像金字塔模型，成比例降低测试图像和模板图像的分辨率，减小模板遍历的计算量。然后，在测试图像中逐像素移动模板图像，计算平方差归一化匹配度函数，得到匹配坐标。最后，基于Canny边缘检测得到模板目标轮廓与测试图像中疑似螺丝目标边缘轮廓，并计算两个轮廓的Hu矩，利用Hu矩抗缩放旋转干扰的特性，完成形状度匹配。实验测试结果显示：与当前匹配算法相比，文中算法对螺丝匹配定位拥有更高的实时性和精准度。

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5-DOF仿人型机械臂关节空间轨迹规划研究

张程, 张卓

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 23-26,30. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.007

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文章以5-DOF仿人型机械臂为研究对象，讨论了工业机器人轨迹规划方法及相关问题。对该机械臂进行了运动学分析，建立了机械臂运动学方程，并针对典型搬运作业方式，以距离最优为目标选取空间梯形路径关键点，设计了基于关节空间五项多项式插值算法的轨迹规划方法，利用Robotics Toolbox工具箱进行机械臂虚拟建模及关节空间轨迹规划仿真。经验证，相对于传统矩形路径作业方式，该方法可以更好完成工业机器人搬运作业的轨迹规划问题，对进一步结合工艺参数研究工业机器人控制系统具有必要的理论及实践意义。

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Akima刀位轨迹的递推式拟合算法研究

周鹏, 吴继春, 周会成, 杨世平, 李明富, 刘金刚

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 27-30. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.008

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在数控加工中，通常用小线段表达刀位轨迹，会导致刀位点庞大且轨迹不平滑。基于Akima曲线具有光顺连接且端点连接处保证G1以上连续，将刀位点拟合成Akima样条曲线，提出了Akima刀位轨迹的递推式拟合算法。该算法可概述为：在刀位点数大于三个的前提下拟合首段Akima样条曲线，保留并延用段末刀位点的切线矢量以保证拟合曲线的凸凹性，然后以该段段末点为下一段的起点，在相邻刀位点间利用弧长参数化计算下一个刀位点的切线矢量，进而生成一段Akima样条。同样延用该段段末刀位点的切线矢量并作为下一段的起点，在相邻刀位点间以递推式拟合生成Akima样条曲线，以此循环至终点。利用UG软件生成了内含388个刀位点的文字模型，通过Matlab编程和仿真实验，以拟合曲线总弧长为评价参数，验证了算法的有效性。

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空间3-RPC柔顺并联机构拓扑优化设计

杜海堂, 张荣兴

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 31-34,39. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.009

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为了获得空间柔顺并联机构构型，基于传统并联机构的设计原型，采用拓扑优化理论对空间并联机构进行拓扑优化设计。首先，以空间3-RPC并联机构为研究对象，建立机构的微运动学矢量连续映射Jacobian矩阵。然后，建立空间3-RPC柔顺并联机构的拓扑优化SIMP模型，运用优化准则算法（Optimization Criterion）对所建立的SIMP模型求解。最后，运用曲线拟合方法对拓扑后的构型轮廓进行拟合修正，采用SolidWorks软件建立其拟合修正后的模型，进而通过HyperWorks有限元软件对机构进行静力学分析。仿真结果表明：与同构型的传统并联机构相比，拓扑优化后的空间柔顺并联机构具有相同的微动特性，因而验证了空间并联机构的拓扑优化设计方法的有效性。

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改进支持向量机在SLA 3D打印模型尺寸误差预测的应用

董雪, 江鹏, 陈晓波, 习俊通

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 35-39. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.010

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采用SLA 3D打印机打印不同参数的同一模型，测量成型件模型尺寸参数，并利用改进的LS-SVM模型对不同参数的成型件尺寸误差进行预测。首先分析主要影响SLA 3D打印模型质量的原因，确定四个主要因素：叠层厚度，模型摆放角度和支撑密度，接触点大小。设计试验，采用SLA 3D打印机在此参数下打印，再对打印成型件进行测量确定成型件尺寸信息及尺寸误差，基于已有数据建立改进的LS-SVM模型对不同打印参数下的成型件的尺寸误差进行预测。结果表明模型预测正确率达到92.6471%，改进的LS-SVM相较于原寻优方法及BP神经网络对SLA 3D打印尺寸误差预测有良好的效果。

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光栅投影测量中结果可视化显示方法

陈松林, 夏仁波, 赵吉宾, 胡茂邦, 夏中原

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 40-44,49. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.011

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光栅投影测量技术作为一种重要的三维测量方法，已在许多领域得到广泛应用，但是均存在测量结果显示不够直观的问题。针对这个问题，提出了一种直接利用光栅投影测量系统中的投影仪将测量结果投影到被测件表面的可视化显示方法，通过对投影仪内参数及其与相机位置关系的标定，可实现投影的测量结果直接和检测区域相对应，因此可大大提高可视化显示的直观性。针对该方法中的核心问题——投影仪标定问题，提出了一种简便的标定方法，可快速完成投影仪参数及其位置关系的标定。实验结果表明，所提标定方法简单有效，标定的平均反投影误差是0.63像素，具有较高的标定精度，采用该标定结果可准确将测量结果投影显示到被测区域，满足可视化显示的要求。

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废旧零部件可再制造质量评价与分类研究

李丽, 金嘉琦, 姜兴宇, 宋博学

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 45-49. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.012

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围绕再制造机床质量不稳定的问题，建立了废旧机床再制造全过程的质量模型，反映了质量特性的传递与映射，并识别出导致质量不稳定的关键过程。并针对废旧零部件回收质量不确定的问题，提出了一种基于多指标区间数的可拓综合评价与分类方法：将回收质量分为三个等级，从经济可行性、质量可行性和绿色可行性三方面建立可再制造质量评价指标体系；采用区间数物元描述废旧零部件；改进序关系分析法，将区间数与群组判断结合，确定客观合理的指标权重；构建综合关联函数，确定废旧零部件的质量等级与可再制造度。最后，通过某废旧机床导轨的再制造实例，验证了该方法的可行性和有效性。该方法能够科学合理地对废旧零部件进行质量评价与分类，并为后续的再制造工艺决策提供理论依据。

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3D打印中一种快速分层处理算法的研究

刘大伟, 王苏洲

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 50-54,58. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.013

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通过对3D打印中STL数据模型分层规则的分析建立有向加权图数据结构，该数据结构在找到邻接三角形的同时也记录了其权值信息，运用图的深度优先遍历法，建立递归搜索函数，针对递归切片中出现的三角形“点切”问题，提出了一种基于STL模型的快速分层算法即分组排序的有向加权递归算法。此算法通过对三角形面片分组排序后，进行有向加权图递归搜素，获得三角形面片之间有序排列的交点，在OpenGL环境中实现了截面轮廓的自动生成，根据每个轮廓环切割的第一个三角形面片数据，确定截面轮廓的走向。实验结果证明该算法可以减少面片之间建立拓扑关系的时间，实现简单，稳定可靠。

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平面四杆机构运动轨迹多目标综合优化及误差仿真研究

王琦, 何仁

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 55-58. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.014

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针对平面四杆机构运动轨迹所产生的误差较大问题，引用改进差分进化算法对平面四杆机构运动轨迹误差进行优化。构造平面四杆机构运动简图，分析四杆机构变量参数。通过欧几里得距离误差函数推导出优化目标函数，采用改进差分进化算法对四杆机构约束条件进行多目标综合优化。结合具体实例，将优化后结果输入到Matlab软件进行误差仿真，并且与优化前误差仿真结果进行对比和分析。仿真结果表明：优化前，四杆机构运动轨迹所产生的横向和纵向误差峰值分别为0.25cm和0.19cm，优化后，四杆机构运动轨迹所产生的横向和纵向误差峰值分别为0.17cm和0.13cm，横向和纵向误差峰值分别降低了32.0%和31.6%。采用改进差分进化算法优化四杆机构运动轨迹，可以降低四杆机构运动轨迹产生的误差。

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PVD涂层刀具切削砂岩的磨损面积研究

杨小军, 周慧

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 59-61,65. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.015

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研究切削参数对PVD涂层刀具磨损面积的影响。利用正交试验进行切削试验，采用网格划分方法计算刀具磨损面积，分析刀具磨损面积与主轴转速、进给速度和切削深度之间的关系，根据试验结果得到：提高主轴转速能够降低刀具磨损面积，增加进给速度与切削深度将使刀具磨损面积增大。根据经验公式，利用最小二乘法建立刀具磨损面积预测模型，通过F检验可知模型具有较高的显著性，并得到切削参数中影响刀具磨损面积的主次关系为切削深度、主轴转速、进给速度。

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开放式加工设备整机静动态特性分析及其优化

冀敏, 张进生, 王书达, 孙芹

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 62-65. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.016

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以开放式铝材构件加工设备为研究对象，对整机结构进行了静动态特性分析及其优化设计。分析了考虑切削力情况下整机静力变形情况与各部件变形量占系统总变形量的百分比、找出了系统静刚度的薄弱环节；通过整机模态分析获得了前6阶固有频率及振型，找出了整机动态特性薄弱环节；对薄弱环节——横梁及滑枕进行了优化。为研究此类加工设备静动态特性及其结构优化设计提供理论基础，有助于提升窄长铝材构件加工质量，促进相关行业发展。

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基于BP神经网络的拉夹逆向车削细长轴切削力预测

王南, 白意东, 王丽, 王瑞强

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 66-68. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.017

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为减小细长轴的弯曲变形，提高加工精度，对拉夹逆向车削进行理论分析和切削力预测。首先介绍拉夹逆向车削模型，根据受力情况建立力平衡方程，求解振动频率函数，然后用Deform仿真软件对车削进行仿真，得到不同切削参数下的切削力，最后建立BP神经网络模型，对切削力进行预测。结果表明采用拉夹逆向车削细长轴可以提高工件在装夹状态下的固有频率，取得很好的减振效果，并且使用BP神经网络模型可以精确预测车削力的大小。

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自卸车举升机构的显式统一模型研究

訾银停, 刚宪约, 刘德超, 刘珍珍

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 69-72. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.018

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举升机构的分析计算是自卸车设计的关键内容，传统的分析方法主要有以铰接点坐标为变量的二元二次方程组方法和以杆件角度为变量的三角代数方程方法，这两种方法往往存在判根取舍的麻烦，而且不同类型举升机构的方程和判根准则也存在很大差异。基于线性变换与向量代数理论，提出一种无需判根的举升机构分析新方法，用统一的显式线性模型描述四种典型举升机构，只需要进行简单的线性代数运算即可得到任意状态下各铰接点的位置，仅需要求解二阶方程组即可得到各杆件受力，特别适合于编程实现。通过不同举升机构的分析实例，验证了所提出的模型和分析方法的有效性。

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通过电流反馈运放模拟电感实现压电分流阻尼系统

柳维玮, 毛崎波

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 73-75,79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.019

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传统的压电分流阻尼系统控制振动一般采用电压反馈运算放大器来实现。为了提高压电分流阻尼系统的控制效果，提出新的基于电流反馈运算放大器的压电分流阻尼系统设计方法。以根部对位粘贴压电陶瓷片的两端固支梁结构为例，根据电流模理论设计了相应的分流电路。针对该结构的第三阶固有频率进行实验研究和分析，通过改变分流电路中的等效电感和等效电阻大小使其获得最佳控制效果，并与传统的基于电压运算放大器的压电分流阻尼系统进行对比。实验结果表明：采用新设计的控制系统抑制振动的效果比传统的控制系统抑制振动的效果提高了约8%。

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电火花加工用复杂电极形状精度检测研究

黄海鹏, 李茂盛, 费翔, 迟关心, 王振龙

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 76-79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.020

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针对电火花加工复杂电极形状精度检测成本高，场地受限的问题，研究出了一种接触式测量方法，开发出了一种精度检测设备，提出了一种精度检测方法。研究了特征点数据的提取方法，并开发出了提取软件。确定了目标点计算矩阵。提出了电极形状精度的评定方法，并进行了仿真验证。进行了实际的精度检测试验，结果表明文中的研究成果可以在生产现场高效的完成复杂电极的形状精度检测，具有较强的实际应用价值。

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多地域数控系统可靠性数据远程传输方案的设计与实现

张立新, 郑飂默, 李锁

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 80-83. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.021

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数控系统作为各类数控机床的控制中枢，被称为机床的灵魂和大脑，它的可靠性已成为制约我国高档数控机床发展的重要因素，装备制造行业发展迫切要求准确客观地测定国产数控系统可靠性并找出差距。为了实现国产数控系统可靠性测试，针对多地域数控系统的可靠性数据的远程传输方案进行了设计，提出了本地存储转发系统、可靠传输链路、中央数据处理中心相结合的完整传输体系。其中本地存储转发系统利用WebService通信实现了实时性数据的高效传输，利用socket通讯技术实现了视频数据的高效传输；设计的可靠传输链路采用宽带与无线网络相结合的形式并配置VPN设备保证了可靠性数据传输的安全性；中央数据处理中心采用数据总线、数据接入、实时处理、数据访问四个子系统相结合的设计形式实现了数控系统的运行状态的监控与运行数据的分析处理。

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基于EEMD和ELM的齿轮故障状态识别

魏永合, 魏超, 冯睿智, 王晶晶

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 84-87. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.022

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由于传统智能故障诊断方法所需调整参数多且难以确定、训练速度慢，致使齿轮轴承故障分类精度、效率差的问题，提出一种基于集合经验模态分解与极限学习机结合的齿轮诊断方法。首先将采集的信号经EEMD后，提取与原信号相关较大的IMF能量指标，建立齿轮的极限学习机故障分类模型；最后，将能量指标组成的特征向量作为模型输入进行齿轮不同故障状态的分类识别。把ELM识别的结果与SVM识别结果作对比，结果表明ELM的齿轮故障诊断方法具有较快的运行速度、较高的分类精度。

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基于变频调节的泵阀联合系统节能性控制研究

刘鹏, 木合塔尔·克力木, 胡成龙, 张光武

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 88-92. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.023

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为了电液伺服系统解决泵控高效节能性与阀控快速响应性及控制精度高不兼容的特性，搭建基于变频调速的泵阀联合系统。首先对泵阀联合控制系统做模型分析，为了改善系统的节能性，建立基于变频调速的泵控回路。同时运用模糊PID控制算法设计压力控制器，实时监控泵口压力，平稳快速的调节电机转速。为了提高液压缸位置精度，阀控回路设计前馈补偿PID控制，对液压缸位移实时追踪。通过AMEsim与Simulink的联合仿真，表明泵阀联合控制系统相比传统的电液比例伺服系统响应速度更快，控制精度更高，节能性明显得到提升。

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基于提升小波变换与EEMD的神经网络齿轮故障诊断方法

宋萌萌, 肖顺根, 陈肇祥

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 93-98. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.024

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针对单一的信号处理诊断方法难以实现齿轮故障准确诊断的局限性，文章将提升小波变换、集成经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition，EEMD）与相关系数相结合，提出一种新的信号消噪方法，并在此方法的基础上，分别利用BP、Elman和RBF神经网络完成了齿轮故障诊断。首先采用提升小波变换对故障信号进行初步消噪，然后对其作EEMD分解，得到一组固有模态函数（intrinsic mode function，IMF）分量；然后计算各分量的相关系数，剔除相关性较小的伪分量后进行重构，完成二次消噪；最后计算剩余分量的能量特征，并将其作为神经网络的输入向量，进而完成齿轮断齿、裂纹和磨损状况下的故障诊断。仿真分析和应用实例表明：基于提升小波变换与EEMD分解并结合相关系数筛选的消噪方法，比仅用提升小波方法消噪的效果更好。三种神经网络均成功辨别出了齿轮的故障类型，但不同方法各有优劣之处；就诊断效率和准确性而言，BP神经网络的诊断效果最好。

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基于机器视觉的机床对刀自动测量系统

刘自然, 程晓辉, 颜丙生, 陈仁权

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 99-102. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.025

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针对机床加工制造业中传统人工测量作业进行对刀操作中具有的不足，设计了一套基于机器视觉的机床对刀自动测量系统。该系统借助于LabVIEW视觉开发函数库完成相机标定工作、图像采集、图像处理以及边缘检测，针对Hough变换的不足进行优化计算处理完成对刀点坐标的提取。利用实际待加工工件进行自动测量试验，试验结果表明自动测量系统具有比人工测量更高的精度和速度，证明了自动测量的有效性和可行性，为机床工业自动化的进一步发展提出了更多的技术思路。

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利用DSP实现工业机器人关节电机绝对位置测量

强艳辉, 杨侃

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 103-106. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.026

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文章提出了一种机器人关节伺服电机绝对位置获取方法，适用于关节伺服系统由电机与相配套伺服驱动器组成的结构。采用以DSP芯片TMS320F1812为核心的运动控制卡实现并运用如下位置获取策略：系统初始化阶段，运动控制卡接收伺服驱动器传送的初始绝对位置串行数据；运行阶段，TMS320F1812内嵌QEP解码电路计数增量脉冲获取增量位置，并利用初始绝对位置，计算当前实时绝对位置。针对通过脉冲计数方向标志字判别电机转向存在的缺陷，提出新型转向判别方法及其适用条件，给出了以该判别方法为基础的绝对位置计算方法。文中对运动控制卡位置获取模块的软硬件设计进行了详细介绍，并通过实验证明该位置测量系统能够满足工业机器人的绝对位置的测量需求。

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刀具自动补偿在复杂轮廓中应用技巧研究

苟建峰, 侯忠坤

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 107-109,113. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.027

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文章针对数控铣削中复杂轮廓零件，编程困难（往往需要自动编程，程序复杂）的问题。在分析复杂轮廓零件与刀具半径之间的成型特点基础上，采用建立刀具半径数学模型并推导出相关参数表达式，提出利用刀具自动补偿功能及宏程序中全局变量，开发出具有较高实用价值的复杂轮廓加工的参数程序。通过验证，该方法大大简化了程序，节省了加工时间，提高了生产效率和加工精度。同时也彻底改变了以往手工编程中需要人工修改刀补的问题，有效地提高了机床利用率及自动化程度。在实际生产中有一定的推广应用价值。

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基于ELID磨削机理的GCr15轴承钢内圆工艺试验研究

关佳亮, 戚泽海, 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(9): 110-113. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.028

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针对GCr15轴承钢内圆传统磨削加工方式存在的精度低、烧伤及裂纹等缺陷，文章采用ELID精密镜面磨削技术对其进行工艺试验研究。在ELID精密镜面磨削机理及钝化膜数学模型的理论指导下，进行正交试验探究磨削深度、砂轮线速度、电解电压及占空比对表面粗糙度的影响及其最优参数组合，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。研究结果表明在磨削深度0.5μm，砂轮线速度30m/s，电解电压50V，占空比50%的最佳工艺参数下可获得表面粗糙度为13nm的已加工表面。

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基于FDM的3D打印参数优化实验研究

吕福顺, 刘肖肖, 程祥, 郑光明, 杨先海

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 114-117,121. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.029

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以熔融沉积制造技术中常用的基体材料PLA作为对象，通过3D打印实验，对打印过程中的因素参数进行优化实验研究。利用单因素实验法和正交实验法，以打印时间和打印尺寸误差为实验指标，选取层厚、打印速度和喷嘴温度三个主要因素展开实验。实验结果表明，层厚为0.3mm，打印速度为20mm/s，喷嘴温度为200℃时，可以在保证打印质量的情况下获得最短打印时间。对打印效率影响程度由大到小依次是层厚，打印速度，喷嘴温度，并进一步通过实验验证。

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旋转磁极在SUS304管内表面精密抛光中的应用

杨海吉, 韩冰, 陈燕, 应骏

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 118-121. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.030

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用传统磁力研磨方法对管内表面进行抛光处理时，加工效率低且加工后表面质量差。针对该问题，文章采用旋转磁极辅助磁力研磨装置，对SUS304管内表面进行抛光试验研究。分析了3种不同加工方式下工件内表面的表面质量、表面微观形貌以及材料去除量的变化。结果表明：添加旋转辅助磁极后管内表面上无“彗尾”划痕现象，经过40min的加工，工件内表面质量得到明显改善，表面粗糙度值由R_a1.3μm降至R_a 0.2μm，加工效率显著提升，材料去除量可达到100mg。

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硅片真空传输平台前端真空室的研制

李学威, 鲍君善, 路平, 何书龙

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 122-124,128. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.031

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文章设计并研制了8英寸硅片真空传输平台，介绍了该传输平台的整体结构，并对关键模块前端传输腔室VCE中的CTA传输手托盘系统进行了选型设计、机构分析。垂直升降系统采用丝杠传动，CTA传输手采用平面四连杆机构增大刚度。对传输手主动杆强度和变形量进行了有限元仿真分析。经过重复运行精度实验测试，整个平台达到了硅片制造要求。

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管道对接焊缝超声检测扫查器机械设计

邬再新, 阮星翔, 赵泓, 宋成

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 125-128. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.032

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管道对接焊缝在役使用过程中容易产生各种缺陷，影响管道使用寿命。手动超声检测是目前在役管线对接焊缝检测最常用的方法，为了提高检测效率、增强检测的自动化程度，设计一款可自动扫查的扫查器，搭载超声探头，沿着管道对接焊缝方向进行自动扫描。通过CCD识别贴在管壁上的白色识别条进行运动轨迹的矫正；无线遥控器控制扫查器的运动状态，最终扫查结果在超声检测仪中实时显示、并记录。

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ABAQUS二次开发及在曲面薄壁件加工变形模拟中的应用

于金, 王胤棋

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 129-131,135. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.033

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针对目前有限元软件无法对大型曲面薄壁件铣削过程进行连续模拟的问题，采用Python脚本语言对ABAQUS前处理模块进行了二次开发，通过Python脚本程序将切削力动态加载到工件的加工区域，近似模拟了四坐标铣削过程，解决了大尺寸曲面薄壁件加工变形的模拟问题。实例模拟计算表明，所开发的程序界面友好，实用性强，仿真结果符合实际规律，证明利用有限元二次开发技术可以较好地预测大型曲面薄壁件的加工变形，为其在其他领域的应用提供了重要的借鉴和指导。

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基于ANSYS Workbench的数控折弯机的优化设计

毛曙宇, 陈林

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 132-135. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.034

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文章利用有限元方法，借助Ansys workbench 14.0，以减重为优化目标，在保证结构具有足够强度和刚度的基础上，对原有某折弯机结构分别进行了尺寸优化和拓扑优化，给出了结构的优化模型。同时，对结构中不满足强度和刚度要求的部位进行了改进。尺寸优化后，滑块的最大位移降低19%，最大等效应力降低44%；机架的危险部位最大等效应力降低56%，机架的质量降低了12.7%。拓扑优化后，机架的质量减轻了19.1%。折弯机的综合性能得到大幅提升。

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瓷砖打包生产线中翻转机的整体结构设计和模态分析

刘波, 赵玉刚

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 136-138. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.035

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针对AES瓷砖打包生产线中翻转机的整体结构进行设计，并在SolidWorks中进行三维实体建模，然后利用SolidWorks与Ansys Workbench之间的无缝连接，将模型数据输入到Ansys Workbench中对翻转机的简化模型进行无约束条件下的有限元自由模态分析，求解得出翻转机的多阶固有频率和振型特征，根据求解结果对翻转机的整体结构进行分析，找到了翻转机动态性能的敏感区域，得出翻转机的整体结构设计满足基本设计要求，同时为进一步对翻转机整体结构的改进和优化设计提供了良好的技术支持。

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基于Geomagic studio的3D草图提取与混合建模

徐永昌, 成思源, 丛海宸, 张湘伟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 139-141,145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.036

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目前，逆向工程技术已广泛应用于产品的复制、仿制、改进和创新设计，是消化吸收先进技术和缩短产品设计开发周期的重要技术手段。对逆向工程中现有的曲面重建方法进行了研究，提出一种基于3D草图提取与混合建模的曲面重建新思路。3D草图由截面曲线、边界曲线和特征曲线组成，包含了原始设计意图和详细的曲面重建信息。以Geomagic studio软件为平台，提取了3D草图，然后将3D草图交换至SolidWorks中进行正向的参数化曲面重建，为基于逆向工程的复杂曲面重建和再设计提供了一种新的途径。

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基于线结构光的曲线焊缝焊接技术

范明洋, 嵇保健, 洪磊

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 142-145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.037

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在实际焊接过程中，曲线焊接是工业生产中的一项重要内容，其焊接方法目前以示教焊接以及建立数学模型为主，这些方法的过程过于机械和繁杂。文中提出一种新的基于线结构光的曲线焊缝焊接技术。在实验中，首先对采集的图像进行降噪等图像处理，通过焊缝的特征点提取算法，得到焊缝的特征点坐标，最后，利用B样条曲线插值算法，将各特征点坐标进行曲线拟合。在此基础上使用一种新的算法能够实时的根据工件侧面的角度自动调节焊枪的角度，极大地提高了焊接工艺。经实验表明其实际误差约为0.1mm，具有良好的检测精度，能够满足实际焊接的精度和需求。

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汽轮机阀门装配过程管控技术研究与应用

崔马驰宇, 胡小锋, 张亚辉

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 146-149. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.038

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汽轮机阀门属于面向订单装配的项目型产品，装配周期长，容易出现工艺道序错乱、零件配送不到位、质检记录不规范的问题，严重影响装配质量。针对该问题，首先，在分析汽轮机阀门工艺信息组成的基础上，建立了阀门装配工艺信息模型；然后，建立阀门装配PBOM（工艺物料清单），关联物料、工艺、工装和质检信息，规范装配流程；最后，开发了基于PBOM的装配过程管控系统，增加物料完备性检查，确保按照装配工艺执行装配作业，依靠工艺、流程和过程管理提高装配质量。

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业务主线约束型作业车间网络瓶颈分析

李明, 袁逸萍, 李晓娟, 冯欢欢

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 150-153. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.039

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瓶颈识别是制造单元生产管理与控制研究的基础和关键，直接影响系统的有效产出和企业的整体效益。针对复杂制造环境下瓶颈辨识困难这一问题，从制造系统复杂性与复杂网络相结合这一视角出发，提出一种基于网络分析法的车间网络瓶颈识别方法。根据设备工装、工艺路线、物流路径以及产品配置等多层次生产数据，建立业务主线约束型作业车间网络模型；采用以资源节点与连边、加工数量、资源负载等为参数的数据结构实现对资源的网络化映射；在考虑网络节点对待评估节点综合影响矩阵的基础上，结合待评估节点本身的局域重要性定义节点的瓶颈指数，克服了其他算法中瓶颈节点识别只依赖于邻接节点的不足。以某制造企业的装配车间的产品总装线为例，通过对比分析验证了该方法的可行性和有效性。

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面向机械产品绿色设计的材料选择研究

周立新, 袁彪, 汪永超

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 154-156,160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.040

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为解决机械产品绿色设计中材料选择的多目标决策问题，提出了一种将模糊层次分析法与熵权理想点法集成的求解模型。该模型利用层次分析法将材料的机械性能、工艺性能、经济属性和环境属性四个方面作为评价指标，分别利用模糊层次分析法和熵权法对各指标进行主观权重和客观权重求解，并运用乘法合成归一法求得综合权重，进而利用理想点法求得各备选材料方案的贴近度。选择贴近度最大的方案作为最佳方案。该模型可为面向绿色设计的材料选择研究中选择方法提供一定的参考价值。

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基于混合遗传算法的多目标柔性作业车间调度问题研究

余鹏飞, 袁逸萍, 李晓娟

组合机床与自动化加工技术. 2017, 0(9): 157-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.041

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针对柔性作业车间调度问题，提出一种改进的遗传算法，该算法考虑车间生产实际，使交货期短、成本降低、生产效率提高、资源利用率提高等建立多目标优化模型。对传统遗传算法进行一系列改进，在遗传算法的基础上，改进编码方式和遗传算子，结合精英保留策略和小生境技术，使算法的收敛性和多样性进一步优化，采用权重系数变化法计算染色体的适应度。仿真分析表明，提出改进后的混合遗传算法能有效解决柔性作业车间多目标调度优化问题。

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2017年, 第0卷, 第9期　
刊出日期：2017-09-25

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