2019年, 第0卷, 第5期　
刊出日期：2019-05-25

  

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设计与研究
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  形状因子对切削力和切削温度影响的仿真分析

  赵雪峰, 吴志鹏, 杜宇超, 郑鹏飞

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 1-3. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.001

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  形状因子是用来描述刀具刃口轮廓对称程度的重要参数。形状因子越大刀具刃口轮廓对称程度越小。文章首先通过建立单因素切削仿真方案研究了形状因子对切削力和切削温度的影响规律。进而通过正交切削仿真研究了主轴转速、每齿进给、轴向切深、径向切深和形状因子等影响因素对切削力的影响程度。研究结论可以为提高加工效率、降低研究成本提供理论支持。
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  基于响应面优化法的变速箱壳体结构优化设计

  李伟, 李焱哲, 金星

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 4-7,13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.002

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  针对某工程用变速箱壳体轻量化问题。基于Solidworks建立其三维模型并联立ANSYS对壳体进行静态分析，得到壳体的应力、变形云图，从而确定壳体危险点的位置及力学变化特性，同时通过第四强度理论对壳体进行强度校核，在保证强度的基础上利用响应面优化法对壳体进行优化设计，通过输入变量与输出变量的灵敏度关系，以壳体质量最小、总变形最小和应力最小为优化目标并建立变速箱壳体结构优化模型，对壳体进行尺寸优化设计，依据有限元响应面优化结果，确定了优化后变速箱壳体模型。优化结果表明，优化后壳体的应力和变形基本没有变化，重量减轻了6.03%，为变速箱壳体结构轻量化设计提供参考。
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  新型动静压转台螺旋油楔几何参数优化

  田再浩, 马金奎, 路长厚, 陈淑江, 聂玉龙

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 8-13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.003

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  为提高一种新型动静压回转工作台承载能力，对其动环上端面螺旋油楔几何参数进行优化设计。首先建立摩擦副物理模型并数值求解控制方程，理论计算液膜压力分布及动压承载力等部分润滑性能。以动压承载力作为目标函数，建立以螺旋角、楔深和楔数为设计变量的优化模型。使用布谷鸟搜索算法求解优化模型，分析不同工况下最优解分布规律，得到设计变量的最优组合。通过理论计算和CFD仿真比较优化前后的转台动力学性能，印证了文中优化方案的应用价值。
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  基于磁敏技术的机床精确隔振研究

  田于财, 李锐

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 14-18. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.004

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  文章讨论了如何优化机床隔振，针对目前机床隔振系统参数不可实时调整的问题，在机床隔振中引入磁敏技术，并对利用该技术如何在不同工况下调整刚度、阻尼参数更有利于隔振进行了详细的分析。与此同时，在ANSYS工作台中建立振动模型，对理论分析进行动力学分析验证。结果表明，通过这种磁敏技术实时调整机床隔振系统的刚度和阻尼值，能更多的耗散振动能量，有效的提高了隔振性能，达到精确的隔振效果。
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  码垛机器人小臂结构轻量化设计

  陈继文, 陈清朋, 胡秀龙, 郑忠才, 杨红娟

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 19-22,26. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.005

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  以码垛机器人小臂为研究对象，对其进行轻量化结构设计。首先，利用ANSYS Workbench对其进行静力分析和模态分析，得到机器人小臂在最危险工况下的静、动态特性；在此基础上，基于变密度优化方法进行结构拓扑优化，利用Rhino Grasshopper，设计了一种内部填充蜂窝骨架的小臂模型；根据设计后的模型结合经验法，对小臂原模型进行了模型的优化重构，并对优化后的模型进行了强度验证，在满足力学性能的条件下，重量减轻了48.048kg，达到了轻量化的目的。并通过增材制造对机器人小臂模型进行打印，证明了设计方案的可行性，为码垛机器人的设计和加工提供了理论依据。
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  切削温度对碳纤维复合材料剪切性能影响研究

  王奔, 杨博文

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 23-26. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.006

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  在碳纤维增强型环氧树脂基复合材料（CFRP）的加工过程中容易产生高切削温度，引起严重的加工损坏，例如加工过程中的分层。为了研究切削温度对CFRP加工后使用性能的影响。根据CFRP加工过程中产生的切削温度，将试样加热到设定的不同温度，保证加热时间相同，再将样品放入空气中进行冷却，安装应变片后进行剪切试验；通过试验得出：切削温度对CFRP的剪切强度有很大影响，随着温度升高，剪切强度降低。特别是当温度接近玻璃化转变温度时，剪切强度最低；在玻璃化温度下，加热温度越高，材料破坏情况越明显。可以得出结论，如果材料温度接近玻璃化转变温度并保持一段时间，则CFRP的剪切性能会严重受损。因此，切削温度应远离加工过程中的玻璃化转变温度。
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  基于修形的摆线针轮啮合加载接触分析

  张跃明, 杨青, 纪姝婷

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 27-30,35. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.007

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  利用有限元分析软件对修形后的摆线针轮进行齿间加载接触情况分析，建立摆线轮弹性转角模型。首先对RV减速器传动原理及摆线针轮啮合传动进行了分析；然后采用有限元及相关工程软件分析修形后的摆线轮与针轮的齿面接触状态；其次基于运动学和赫兹理论，进一步研究摆线轮齿间载荷分布情况；最后建立摆线轮接触变形弹性扭转角模型并采用有限元方法分析，为后续提高RV减速器的传动精度、稳定性能、延长使用寿命提供改进依据。
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  改进ABC算法的串联机械臂多目标优化

  周晟, 孔建益, 侯宇, 邹光明

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 31-35. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.008

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  针对串联机械臂工作时间最优、能耗最优、脉动最优的轨迹优化问题，提出一种基于改进人工蜂群算法的多目标轨迹优化方法。文中采用5次NURBS曲线插值法建立工作轨迹数学模型，构造高阶连续关节运行轨迹并对其进行合理规划。以串联机械臂运行时间、能量消耗和脉动冲击为目标建立目标函数，通过改进人工蜂群算法进行优化设计并获得Pareto最优解集，运用归一化权重目标函数获取期望解。选择PUMA560串联机械臂进行仿真分析，结果表明：5次NURBS曲线轨迹规划方法有效构造平滑轨迹，改进人工蜂群算法能够实现满足约束条件的多目标优化，验证了算法的有效性，为后续研究奠定基础。
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  车削表面的形貌特征及法向接触特性研究

  缪小梅, 乐晓东

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 36-38,42. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.009

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  对车削表面微观形貌进行测量和分析，验证了车削表面的分形特性。基于测量数据对车削表面的表面支承长度率进行了计算和分析。通过电子万能试验机和位移传感器对表面的法向接触载荷和位移量进行测量，并对接触载荷与支承长度率的关系及法向接触刚度进行了研究。结果表明：车削表面是各向异性且不完全分形的。表面接触载荷和支承长度率的变化趋势是近似的。表面的接触刚度是随着干涉量的增加而增加的，且增加速度由快到慢并最终趋向于恒定值。研究结果为预测车削结合面的动静态性能提供了理论基础。
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  轴向力随动下角接触球轴承的温度分析

  李小萍, 薛玉君, 司东宏, 姜韶峰, 马喜强

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 39-42. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.010

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  针对角接触球轴承的温度监控及测温滞后问题，首先，通过轴承的受载试验，测试了不同工况下角接触球轴承的内外圈温度，并用数值仿真验证试验测得数据的可靠性；其次，基于BP神经网络建立了轴向力随动下角接触球轴承的温度预测模型，并证明了该温度预测模型具有较强的泛化能力；温度预测结果表明预测值与试验所测值的绝对误差小。最后，研究分析了转速、润滑油的温度等因素对轴向力随动下角接触球轴承的温升影响。为掌握轴承运行状态，优化轴承结构，提高轴承的性能提供参考。
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  基于极简粒子群算法的机床主轴结构参数优化

  张鑫, 邹德旋, 李顺才, 喻秋

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 43-46. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.011

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  为了弥补传统优化方法在机床主轴结构参数优化问题中收敛速度慢、精度不高、需要设置初始值等缺点，提出一种基于极简粒子群优化算法的机床主轴结构参数优化方法。抽象并建立机床主轴结构数学模型，通过实例对fmincon函数法、基本粒子群优化算法和极简粒子群算法的搜索结果进行对比分析。结果显示该改进策略有效地避免了基本粒子群优化算法收敛精度低、后期收敛速度慢等缺点，寻优速度有了大幅度的提高，适合代码容量小，精度要求不高的环境。基于极简粒子群算法的机床主轴结构参数优化方法与fmincon函数法和基本粒子群算法相比，优化结果有了很大提升，且迭代时间分别降低了76.91%和7.31%。
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  平面含复铰杆组拓扑结构的同构判定方法

  张瑶, 孔建益, 孙亮波, 刘怀广, 刘源泂

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 47-50. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.012

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  分析杆组拓扑结构的特点，基于描述运动链的邻接矩阵，构造了针对杆组的拓展邻接矩阵。新的矩阵中添加了复铰和外接运动副对应的行列，它不仅能表示构件之间联接信息，也能表示杆组中构件、复铰、外接运动副三者之间的联接关系。拓展邻接矩阵中包含的构件、复铰、外接运动副自身信息以及它们的联接关系，联合杆组拓展的邻接矩阵的特征值特征向量法，进行含复合铰高级别杆组的同构判定，并找出同构杆组中各结构的对应关系来印证判定结果。该判定方法可由计算机实现，操作简便。
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  基于磁流变减摆器的修正Bouc-Wen模型参数辨识

  田静, 王恕浩

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 51-54,62. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.013

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  磁流变阻尼器现已应用于多个领域，但其低速下的动力学滞回特性是许多数学模型难以解决的问题。文章在磁流变减摆器阻尼力特性实验数据的基础上，基于修正Bouc-Wen模型，建立了含滞回环的非线性阻尼力计算模型。通过数学计算，分析模型参数对滞回环大小及旋转方向的影响，并对模型进行参数辨识。对比模型仿真数据与实验数据，结果表明：基于修正Bouc-Wen模型建立的非线性阻尼力计算模型，仿真结果与实验数据拟合程度高，模型能够准确地体现磁流变减摆器在低速下的动力学滞回特性。
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  旋转型行波超声电机定转子机电耦合有限元分析

  韩雪, 韩建超, 蔡毅, 李君, 张加波, 齐鑫哲, 田昀

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 55-58,67. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.014

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  以旋转型行波超声电机定转子为研究对象，运用动态子结构法和有限元法对定转子进行了机电耦合分析，构建了机电耦合模型，并通过建立定转子机电耦合有限元模型，对压电陶瓷逆压电效应进行研究，得到电信号激励下各阶响应振型和幅频特性；探讨了定子弹性体厚度、齿深，压电陶瓷片厚度、分区方式以及定子弹性体与压电陶瓷片粘接位置对超声电机谐振频率和振幅的影响，为该类型电机的结构优化设计提供了依据。
控制与检测
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  加工中心在机接触式检测传感器的标定

  李鹏, 于双和

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 59-62. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.015

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  针对当前应用于数控加工在机检测领域的接触式传感器标定效率低、成本高等问题，提出了一种面向加工中心在机检测的接触式传感器标定方法。该方法将数控加工与检测技术相结合，首先在分析加工中心在机接触式检测的基础上，通过建立传感器标定数学模型确定了标定参数；其次，通过对标准球的触测，基于最小二乘法拟合计算得到接触式测头的标定参数，最后通过标定实验和对标准件的接触式检测精度分析验证了该方法的可行性和有效性，可在机接触式检测提供一种新的传感器标定方法。
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  3-PPR并联对位平台运动控制分析与实验研究

  黄安贻, 张波涛, 张弓, 侯至丞, 王卫军, 蔡君义, 冯伟, 韩彰秀

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 63-67. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.016

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  针对目前高精密行业中对位精度不高的问题，提出一种3-PPR平面并联对位平台的运动控制系统。结合解析法和矢量法，建立了平面并联对位平台运动学正逆解方程，采用MATLAB分析计算了对位平台在不同位姿下的工作空间。设计了一套基于GUS Controller运动控制器的对位控制系统，使用PID方法整定了驱动电机的运动性能，并通过运动学分析及控制系统对其精度进行实验研究。结果表明，平面并联对位平台的重复定位精度可达到1.5μm，驱动精度可达到1μm，在5s定位时间内，其位置误差和偏角误差为±5μm和0.0025°，在10s定位时间内，其位置误差和偏角误差为±3μm和0.0025°，可适用于各种高精密对位场合。
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  基于遗传算法的光照自适应精密轴承尺寸检测系统

  徐佳露, 贺福强, 管琪明, 姚学练

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 68-72. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.017

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  机器视觉测量易受光照环境影响，针对车间实际工作环境灯光复杂，轴承表面光照不均，传统阈值分割算法无法精确分割图像，进而无法准确测量尺寸的情况，提出一种基于遗传算法的二维最大熵阈值分割算法，建立一套非接触式的轴承尺寸光照自适应检测系统。系统对内径公称值为21.0mm，外径公称值为31.0mm的轴承进行实验，在光照不均的情况下，该算法的图像分割效果明显，系统测量相对误差小于0.01%，最大误差不超过3μm，满足精度要求。
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  基于改进卷积受限玻尔兹曼机的滚动轴承故障诊断

  张俊玲, 陈志刚, 许旭, 张楠, 谢贻东

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 73-76. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.018

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  针对滚动轴承初期故障信号所存在的信息微弱，背景噪声复杂，早期故障易被覆盖，特征提取难以提取和识别的难题。结合卷积玻尔兹曼机的特性，文章提出了一种基于改进卷积玻尔兹曼机的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过对原始输入数据的边缘数据进行补零操作，得到重构模型，此外，在目标函数中引入了最大似然，在隐单元中，结合交叉熵的概念，利用稀疏惩罚的特性，进而抑制其激活概率。实验证明，改进后的卷积玻尔兹曼机误差更小，解决了传统的受限玻尔兹曼机不能够处理大量数据、诊断种类单一、用时较长、计算复杂以及灵活性差等问题，同时利用该方法能够有效提高滚动轴承的故障诊断的准确率。
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  基于神经网络算法电动助力自行车控制器设计

  谢良松, 赵磊, 冯治国

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 77-79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.019

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  针对电动助力自行车动力辅助系统调速控制精度低、反应迟钝等问题，建立了分析电动助力自行车动力学模型，基于神经网络算法，设计了一种基于STM单片机的电动助力车控制器，该控制方法经神经网络回归后的隶度函数由模糊控制实时调整PID三个参数，对电动助力自行车速度进行实时控制。通过骑行测试，其结果显示，该控制器控制下的电机输出对脚踏速度有很强的跟随特性，且控制器具有实时性、高精度、高稳定性等优点，提高了在复杂环境的速度控制能力。
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  基于分数阶自抗扰的直线电机点位控制研究

  施昕昕, 黄家才, 林健

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 80-83,89. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.020

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  为了解决直线电机点位运动控制系统易受干扰影响的问题，基于分数阶微积分原理和自抗扰技术，提出了基于分数阶自抗扰的直线电机点位运动控制算法，包括跟踪微分器、加速度前馈环节、扩张状态观测器和分数阶比例微分控制器。分析了新型直线电机的设计尺寸、结构特点和工作原理，并建立了直线电机的数学模型。与常规自抗扰控制器以及传统比例积分微分控制器加参考加速度前馈环节进行对比，分别研究了系统未加负载、增加负载以及存在外部扰动时的点位运动性能。对比仿真和实验结果表明，分数阶自抗扰控制器能有效地实现直线电机点位运动控制性能。
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  基于MPSO-BP对5A06铝合金薄壁件变形预测

  王峰, 徐雷, 贺云翔, 何思奇

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 84-89. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.021

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  为预测不同铣削参数下的5A06铝合金薄壁件的加工变形，文章基于BP神经网络和粒子群算法提出了一种新的方法，该方法对粒子群算法中的惯性权重和学习因子进行动态调整并提出了新的惯性权值自适应策略，之后对相关参数进行优化形成改进粒子群优化算法，最后用改进后的粒子群算法优化BP神经网络并将优化后的BP神经网络用于5A06铝合金薄壁件加工变形预测。仿真实验结果表明：MPSO-BP相对于PSO-BP和BP有较小的预测误差，现场加工实验结果进一步说明了MPSO-BP具有良好的预测精度。
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  基于同步挤压S变换和深度学习的轴承故障诊断

  杜小磊, 陈志刚, 张楠, 许旭

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 90-93,97. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.022

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  针对传统轴承故障诊断方法过度依赖专家经验和故障特征提取困难的问题，提出了一种基于同步挤压S变换（synchrosqueezed S transform，SSST）和深度曲线波卷积神经网络（deep curvelet convolutional neural network，DCCNN）的轴承故障诊断方法。首先，对采集到的轴承振动信号进行SSST变换，得到时频图像并进行灰度化和归一化操作；其次，在深度卷积神经网络基础上建立DCCNN，并引入类内距离和类间距离约束的能量函数；最后，将时频图像直接输入DCCNN进行自动特征提取和故障识别。轴承诊断实验结果表明，该方法能有效地对轴承进行多工况和多种故障程度的识别，特征提取能力和识别能力优于人工神经网络、深度信念网络、深度自编码器和标准卷积神经网络等方法。
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  车间多机床热误差补偿技术研究

  李波, 鲁壮, 张文, 姜涛

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 94-97. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.023

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  针对车间多机床热误差补偿问题，提出了一种温度分布式采集、集中式建模计算的方法。下位机终端以STM32F1为核心，实现机床敏感点温度采集、补偿值数控系统交换等；上位机服务系统采用.NET平台AForge框架开发，并基于机床特性构建相应的粒子群优化BP神经网络热误差模型，实现了异构机床的集中热误差补偿计算。通过无线路由器及WDS无线桥接功能模块，扩展无线网络空间范围，热误差补偿终端与上位机服务基于Modbus TCP协议通信。通过功能测试及性能验证，上下位机系统工作稳定，具有良好灵活性及扩展性，有效简化了车间多机床的热误差补偿过程。
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  基于改进A^*算法在AGV路径规划中的应用

  李强, 于振中, 樊启高, 郭龙

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 98-101. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.024

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  为了解决复杂环境下A^*寻路算法存在搜索节点多，搜索时间长，路径曲折的问题，提出了一种改进的A^*算法。首先，在具有障碍物的栅格地图中引入象限的概念，通过限制当前节点只朝目标节点所处的一个象限进行节点扩展，有效降低了寻路过程中搜索的节点数量。其次，在估价函数中考虑了AGV行驶和转向时间消耗成本，从而有效的搜索最短时间路径。通过仿真实验分析比较了文中算法与A^*算法以及另一种改进A^*算法的搜索性能。仿真结果表明，文中算法能有效减少寻路过程中的搜索节点数和转向次数，提高了路径搜索效率和平滑度。
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  滚珠丝杠螺母内滚道型面的检测方法

  陈贤高, 祖莉, 欧屹, 王瑞, 冯虎田

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 102-105,110. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.025

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  针对滚珠丝杠螺母内螺旋滚道型面参数较难测量的问题，展开对丝杠螺母内管道型面参数的自动化检测方法研究。在分析了测试要求后，提出了三种检测方案，分别是光谱共焦法、双频激光干涉法和改进型激光三角法。通过对三种检测方法的研究，分别进行验证性实验的设计，以及试验方案的验证，和误差的分析；最终从检测效果、可行性、经济性等方面对三种检测方法进行比较，结果表明最优秀的检测方案为激光三角法。
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  基于ROS的惯性和视觉里程计的机器人室内定位

  龚学锐, 闵华松

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 106-110. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.026

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  高精度定位是室内移动机器人的基础，针对视觉里程计在室内定位中存在的精度与累计误差的问题，提出基于ORB-SLAM2与IMU的VIORB-SLAM2视觉惯性组合定位方法，首先建立视觉里程计与机器人的坐标系联系。然后利用惯性传感器构建机器人运动预测模型，基于Kinect使用ORB-SLAM2输出视觉里程计作为机器人位姿更新，通过扩展卡尔曼滤波器对视觉里程计与IMU输出的位姿进行最优估计。设计了硬件和软件平台对提出的方法进行实验。实验表明该方法优于单独使用传统的轮式里程计与视觉里程计，有效提高了机器人移动过程中的定位精度，减少误差累积。
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  工业机器人语言及其解释器的研究与实现

  陈旭, 陈富林

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 111-113,118. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.027

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  为解决工业机器人解释器结构复杂，解释效率低的问题，以6自由度机器人为研究对象，提出了一种解释器分层架构的实现方法的和融合链表型的语法树结构。解释器分为两层，上层为前处理模块，工作在示教器，主要对机器人源程序进行词法分析、语法分析、语义分析和生成中间数据结构。下层为后处理模块，工作在控制器端，主要进行中间数据结构解析，调用控制函数。将链表结构融合进语法树，以优化语法树的结构。实验结果表明，设计的解释器能够正确地解释机器人源程序，并满足控制需求。
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  基于BP神经网络的异步电机转子磁链定向矢量复合控制

  李海侠, 林继灿, 符士宾, 张晖东

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 114-118. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.028

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  针对异步电机在传统PI控制策略中，参数固定且容易超调，IP控制策略跟踪响应慢的特点，提出神经网络矢量PI-IP复合控制策略。在转子磁链定向矢量控制中，转速环引入新型的PI-IP控制器，同时利用神经网络进行参数整定，综合PI-IP控制器，神经网络以及转子磁链定向矢量控制的优点，完成神经网络矢量PI-IP控制器对异步电机的优化控制，提高系统的动、静态性能。最后基于仿真效验，仿真结果表明，与常规控制方法相比，该方法能有效提高控制精准性，抑制扰动，神经网络矢量PI-IP复合控制器具有更强的稳态精度和应对负载扰动能力。
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  打磨抛光机器人控制系统设计与开发

  孔袁莉, 付宏文, 苏达, 梁世盛, 张秋华

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 119-121. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.029

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  为了解决传统手工打磨效率和打磨精度低等问题，文章采用PLC控制打磨机器人，实现对复杂曲面的打磨抛光，并基于Qt软件设计了人机交互界面，实现了机器人打磨系统的状态控制和监控。该控制系统可以实现复杂曲面的全自动化打磨抛光过程，并且可以实时监控设备运行参数，操作简单灵活，易于维护。对不锈钢回转体的打磨抛光实验结果表明：打磨抛光时间为2.5min，自动全流程时间为3 min，较人工打磨方式效率提高了60%。
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  基于深度学习的零件实例分割识别研究

  黄海松, 魏中雨, 姚立国

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 122-125. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.030

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  针对传统零件识别方法图像特征提取鲁棒性不足，零件识别准确率较低、不能对图像进行实例分割的问题，文章提出了一种基于Mask R-CNN的零件识别方法。该方法利用卷积神经网络对零件图像进行特征提取，选取数据集中标注好的图像微调Mask R-CNN网络，以保证零件识别的准确性，并生成Mask分割掩码，对零件进行实例分割。同时，对数据集进行数据增强和划分K折交叉验证来提高模型的鲁棒性。最后通过搭建实验平台对零件进行识别，证明了该方法的有效性。
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  装配生产线的视觉AGV跟踪检测算法研究

  陈琦, 吴黎明, 赵亚男

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 126-129,141. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.031

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  为实现AGV对产线高精度实时跟踪，提出了一种基于机器视觉的跟踪检测方法。首先设计了一种红色圆形前景蓝色矩形背景的标识物挂载于装配生产线上，通过RGB-D相机对图像进行深度搜索及HSV空间上的滤波初步检测标识物是否存在于图像中，将标识物所在区域选作图像ROI区域；其次，对二值化后的图像使用边界跟踪算法寻找出圆形边界并剔除孤立点，使用RANSAC算法拟合出圆心；最后，结合生产线控制信号与坐标转换模型，使用信息滤波对标识物中心坐标进行更新。实验结果表明，该算法速度可达到20~25帧/秒，检测精度达到±1.5mm。
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  基于FOA随机共振和LCD_FSK的轴承故障特征提取

  许梦颖, 王红军

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 130-133,137. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.032

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  针对滚动轴承故障振动信号的非平稳性、受噪声干扰和传统的共振解调不易确定滤波器参数的问题，提出了一种基于果蝇优化算法（Fruit Fly Optimization Algorithm，FOA）的自适应随机共振和快速谱峭度（FSK）的方法。该方法首先利用FOA优化共振参数，使信号达到最优共振，时频增强。再经过局部特征尺度分解（Local Characteristic Decomposition，LCD），选取合适ISC分量进行重构，然后对重构信号进行快速谱峭度和Hilbert包络解调分析，从包络谱中得到故障特征。最后，将该方法运用于仿真信号和美国凯斯西储大学轴承数据中心的轴承故障信号，并将利用该方法得到的包络谱信号和未经过随机共振、未经过谱峭度的两种处理结果进行对比，进一步证明了该方法可有效地提取轴承故障特征。
工艺与装备
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  CAPP系统中工艺知识推送方案的设计与研究

  王涌泉, 高琦

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 134-137. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.033

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  针对在CAPP系统中，如何改善工艺设计人员与CAPP系统的交互方式，提高工艺知识的利用效率等问题，基于以用户为中心的设计理论，综合应用上下文感知、知识推送技术，并设计了工艺知识有序推送的算法公式，最终实现了工艺制定过程中相关工艺知识的智能推送。为工艺设计人员编辑工艺卡片、制定工艺路线等提供切实有效的指导和帮助。最后，以某柴油机厂箱体工艺设计过程中工艺知识的应用为例，验证了工艺知识推送方案的有效性。
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  发动机活塞环自动化装配设备的研制

  李明记, 朱英辉, 刘玉启, 安静

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 138-141. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.034

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  为了改善发动机活塞环装配设备的自动化程度不高的现状，提高活塞环装配精度及效率，因而研发了此发动机活塞环自动化装配设备。此设备装环工位根据所装环的特点而设计，运用了四杆机构的演变形式；周转机械手和上下料机械手采用气缸形式来实现；活塞环检测工位采用的是视觉检测系统，视觉相机采用面扫描相机和线扫描相机两种。该设备在使用过程中操作人员只需要根据生产需要选择合适的装配模式，一键式启动，触摸屏式人机交互界面更加形象直观，方便操作者操作，同时该设备具有高柔性，能够适用于φ60 mm~φ100mm缸径的活塞环装配。
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  气固两相磨粒流对刀具刃口钝化的数值模拟

  杜宇超, 赵雪峰, 何林

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 142-145,151. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.035

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  刀具刃口钝化通过消除刃区结构的微观缺陷，改变切削刃的微观形貌，以得到延长刀具的使用寿命，提高刀具的切削性能，改善已加工零件的表面质量的目的。文章采用计算机流体动力学理论和冲蚀磨损理论相结合，采用流体软件Fluent和离散元EDEM，基于standard k-ε湍流模型和Hertz-Mindlin with Archard Wear磨损模型，建立了刀具在气固两相流内钝化的仿真模型，研究了刀具刃口钝化速度和钝化时间对磨粒速度、刀具磨损量和刀具累积能量的影响规律，为高速高效钝化奠定基础。
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  TC4盘铣开槽加工变质层实验研究

  朱德荣, 张莉洁, 辛红敏, 杨建军

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 146-151. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.036

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  设计三因素三水平TC4盘铣开槽正交实验，DEWESOFT独立多功能测试系统同时采集切削力和切削温度信号，为加工表面状态改变提供基本理论依据， 600 MRD数显洛式硬度计进行显微硬度测量，莱卡S6D显微镜进行金相组织分析，研究TC4盘铣表面变质层规律及工艺参数对变质层的影响规律。针对表面残余应力研究发现，盘铣TC4表面均为压应力，主要由铣削加工过程中后刀面与工件摩擦产生的挤光效应引起。针对表层显微硬度及显微组织研究发现，不同工艺参数加工表面发生了严重的拉伸变形，微观组织由初始等轴组织α相转变为α+β双态组织或魏氏组织，使材料硬度增大。试验结果表明：各因素对变质层的影响程度依次为铣削速度 > 切削深度 > 进给速度，变质层随着铣削速度的增大逐渐减小，随着切削深度和进给速度的增大逐渐增大。
先进管理技术
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  基于模糊逻辑的晶圆制造整体式AMHS动态调度方法

  吴立辉, 宋昊举, 张金星

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 152-155. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.037

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  为提高晶圆制造整体式自动化物料搬运系统和晶圆加工系统的综合性能，提出了一种基于模糊逻辑控制的动态调度方法。该方法实时采集系统中的晶圆卡交货期、晶圆卡等待时间和AMHS搬运负载情况等信息，通过模糊逻辑控制模型动态调整系统当前调度规则，从而实现OHT实时高效搬运晶圆。仿真实验表明：基于模糊逻辑控制的动态调度方法在OHT平均利用率、晶圆平均搬运时间、晶圆平均等待时间和晶圆平均交货期满意度等性能指标方面优于传统单一规则，验证了该方法的有效性。
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  废旧机床标准再制造服务建模方法研究

  吴冲, 潘莉, 苏梅月, 陈乐, 王丹妮, 王腾

  组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(5): 156-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.05.038

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  为了解决再制造服务选择问题，以废旧机床再制造服务为研究对象，提出了一种基于多色集合理论的再制造BOSS （Bill of standard manufacturing sercice）结构树构建方法，该方法可以通过建立围道矩阵来表示再制造服务各层集合之间的映射关系，以此更好地描述再制造服务BOSS复杂的层次结构。其次，利用关联规则对再制造服务平台上封装的众多集成再制造服务进行关联计算，挖掘出原子再制造服务之间的相关性，提出了一种基于关联规则的再制造服务标准化方法，解决了当前因再制造服务描述混乱、制造服务信息不完整而造成的再制造服务管理困难和再制造服务与项目任务匹配不准确等问题。