组合机床与自动化加工技术

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曹勇, 王兆辉, 高琦, 甄丽红

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 1-4,8. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.001

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针对全局K-Medoids算法在处理大规模数据聚类分析时搜索效率低的问题，提出了基于竞争神经网络的全局K-Medoids聚类算法。由于神经网络算法对输入模式要求为数值向量，不适合处理文本序列数据的聚类问题，通过定义文本序列数据在聚类分析时的属性描述方式，利用竞争神经网络对数据进行初始分类，在此基础上运行全局K-Medoids算法进行详细的分类，使算法适合于处理文本序列数据聚类问题。文章分别利用UCI数据库中的8组实验数据和机械加工企业工艺数据中的工艺路线数据进行算法验证，结果证明该方法的效率和精度均高于K-Medoids算法和全局K-Medoids算法。

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微织构刀具对工件表面残余应力影响的有限元分析

李庆华, 潘晨, 胡恺星, 矫雨芯

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 5-8. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.002

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针对刀具对切削工件表面残余应力的影响，文章利用有限元仿真技术，模拟微凹坑PCBN刀具干式车削AISI 52100试验，通过对有限元结果进行处理分析，得到已加工表面残余应力分布情况，与无织构PCBN刀具对比，分析微凹坑对已加工表面残余应力的影响，并研究不同切削速度对微织构刀具切削后的残余应力产生的影响。有限元仿真结果表明：无织构刀具在较高的切削速度下，可以使工件表层获得残余压应力，从而提高工件的耐疲劳等性能；与无织构刀具相比，微凹坑刀具在较低的切削速度下，可以使工件表层获得残余压应力。有限元仿真得到的残余应力结果对微织构刀具在切削加工领域的应用有实际的推动作用。

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GMDH神经网络在电主轴热位移建模中的应用

万正海, 李锻能, 潘岳健

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 9-11,16. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.003

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针对机床电主轴在高速运转时内部发热造成的热误差问题，对比BP、RBF神经网络方法，采用一种基于GMDH神经网络的电主轴热误差建模方法。以某型号高速数控机床电主轴为研究对象进行热误差实验，通过利用温度传感器和电涡流位移传感器分别采集主轴温度和轴向热位移数据，运用数据处理群集方法（GMDH）建立主轴轴向热误差预测模型。经过数据对比表明：该方法较传统的神经网络方法具有学习速度快、获得全局最优解、泛化性能好、拟合预测精度高等优点。

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基于滑移流模型的微型箔片轴承倾斜性能研究

宋国强, 伍林

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 12-16. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.004

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针对传统连续模型未考虑气流滑移效应的影响，而无法准确描述微小间隙下气膜压力分布的问题，在一阶滑移和Wu滑移速度边界条件基础上建立微型气体止推箔片轴承在倾斜状态下的修正雷诺方程，并使用有限体积法求解获得在不同倾斜角度、不同箔片变形柔度系数、不同转速和不同最小气膜间隙条件下的微型止推箔片轴承的气膜压力分布和轴向承载力，同时分析各种模型在不同结构参数下的差异。计算结果表明：微小间隙倾斜条件下气流滑移对轴承承载力影响较大。一阶滑移修正及Wu新滑移修正模型获得的承载力明显低于连续模型。模型间的结果偏差随倾斜角度、轴承转速和轴承最小间隙的减小而逐渐增大。因此连续模型已不适用于此条件下的分析，为得到更精确的精密磨削机床设备的参量特性，应使用更贴合实际的滑移修正模型进行计算。

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基于等误差阿基米德螺线法的涡旋型线的拟合算法研究

刘涛, 李银萍

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 17-19. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.005

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为了实现涡旋型线的高精度和高效率加工，建立了三段基圆渐开线组合型线的数学模型，利用等误差阿基米德螺线方法对该组合型线进行逼近，并将此方法与等间距阿基米德螺线拟合方法进行了对比分析，结果表明：在保证误差合理范围内，采用等误差阿基米德螺线法拟合涡旋型线比等间距阿基米德螺线拟合方法计算的节点数少43.5%，可以快速准确地确定拟合节点，有效提高加工效率和加工精度，该方法具有一定的实用性。

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基于CNN的工业钉类识别研究及优化策略

高兴宇, 陈凯生, 黄寅, 张朋

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 20-22,26. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.006

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为了实现交换机外壳上钉类安装正确与否的精确检测，文章提出一种基于改进卷积神经网络的图像处理识别算法。首先对交换机外壳图像进行Canny算子提取边缘，用透视变换算法与模板形成统一尺寸，定位截取出样本，然后把不同环境下的样本输入Caffe框架下构建的深度卷积神经网络，CPU模式下训练识别模型，最后运用于实际工程中。测试分析结果表明，随着不同钉类样本数据量增加，网络结构不能完全满足检测需求，进而采用一种基于产品类型的不同模型训练优化策略。实验结果表明，改进的算法可以快速训练模型并且结合策略可使不同产品检测准确度达99%以上，有效提高了交换机外壳上钉类安装的检测精度。

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侧铣加工刀位轨迹优化算法研究

刘红军, 李斌

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 23-26. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.007

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针对非可展直纹面侧铣精加工刀轴矢量计算中存在的问题，侧铣加工误差几何模型分析圆柱铣刀加工非可展直纹面误差产生的原因。以两点偏置法和三点偏置法等基本算法为基础，提高非可展直纹面类零件的加工精度，文章提出一种定点旋转寻求最优刀轴矢量组的计算方法，并且采用密切法进一步优化。通过优化算法使加工误差趋于最小，最终得到整体最优的刀轴轨迹。此方法与已有方法进行加工实验对比，从仿真结果可以看出明显提高了加工精度，对非可展直纹面侧铣加工提供一定的参考意义。

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基于分解矩阵的废旧产品拆卸模型研究

聂应军, 江志刚, 王鹏

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 27-30. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.008

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废旧产品拆卸过程中存在许多不确定因素，在进行拆卸时需要综合考虑以获取最大拆卸收益。利用分解矩阵来表示可行的拆卸方案和每一步拆卸操作的先后顺序，再将废旧零部件的处理选择、拆卸类型、拆卸工具选择、拆卸时间等因素进行综合考虑，在满足拆卸回收率约束下，建立拆卸收益模型，确定优化拆卸方案。最后将此拆卸收益模型应用于铅酸蓄电池的拆卸回收过程中，其结果验证了理论分析的有效性和正确性。

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涂层刀具高速车削铁基高温合金磨损机理研究

张旭, 郑光明, 李源, 程祥, 杨先海

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 31-33. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.009

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针对铁基高温合金GH2132，采用新型纳米级TiAlN和AlCrN的PVD涂层刀具进行高速干车削试验，研究刀具磨损率、磨损形式及磨损机理。研究表明：副后刀面磨损率大于主后刀面磨损率，随着切削速度提高，磨损率逐渐升高，在v=60~150m/min条件下磨损率较小，v=180m/min时磨损率较大；涂层刀具主要的磨损形式为正常前、后刀面磨损和边界磨损，以及非正常的剥落和崩刃，表现为次生粘结层的产生，刀尖切削刃处排列较整齐的沟壑和划痕；主要磨损机理为粘结磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

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基于机器视觉的物料自动分拣系统研究

张卫芬, 汤文成

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 34-37. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.010

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为解决工业自动化生产中的自动分拣问题，以工业机器人与海康威视MV-CA013-20GM型工业智能相机为基础，设计了一个基于机器视觉的物料自动分拣系统。利用OpenCV完成了相机的标定，并基于物料位置坐标提出了图像去重复算法。对原始图像进行预处理后，以匹配子图和模板图像灰度值的相关函数、归一化相关匹配准则为基础，提出了多阈值模板匹配算法实现对分拣对象的快速识别。实验结果表明：该分拣系统稳定可行，能满足实际生产中对传送带上的物料进行自动分拣的需要，提高了生产线的自动化和智能化水平。

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基于人机交互改进A算法的路径规划研究

李思良, 袁庆霓, 胡涞, 黄鑫, 潘珠峰

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 38-41,44. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.011

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针对传统装配路径规划方法应用于复杂装配体时出现的组合爆炸问题，提出了一种基于人机交互的改进A^*算法。该算法通过人机交互路径规划方法对复杂装配体划分了层次，且对装配体各层次利用改进A^*算法通过并行输入的方式求解各层次零部件的最优装配路径，并最终获得了整个装配体的最优装配路径。通过算法对比与电主轴装配路径规划实验表明：基于人机交互的改进A^*算法较传统路径规划方法效率提升了33.6%，并可成功应用于复杂装配体的装配路径规划。

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终端盒体抛光装备控制系统设计

付宏文, 孔袁莉, 黄顺舟, 钱明明, 杨帅

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 42-44. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.012

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为了实现纵场磁体馈线系统终端盒体的自动化抛光打磨，设计了一套机器人抛光打磨装备。针对盒体表面粗糙、焊接后形变量大的特点，设计了三种表面加工工艺，并配备了与之对应的执行装置。三种执行器通过快换盘实现自动化快换，工艺流程依序进行。控制系统以PLC作为控制器，根据PLC的控制指令，机器人调用相应的加工程序，快换盘取放执行装置，实现不同工艺。打磨力是抛光打磨的主要工艺参数之一，该设备集成了自主研发的力调节装置。PLC通过数字I/O与力调节装置通信实现加工过程中对接触力的有效调整。工控机作为人机交互设备与PLC通过以太网进行通信，方便操作人员操控盒体抛光打磨装备。

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数控机床热误差的温度测点优化方法

谢飞, 王玲, 殷鸣, 谭峰, 殷国富

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 45-49. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.013

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为了减小机床热误差温度测点数的不确定性、测点之间的多重共线性对预测模型精度及稳健性的影响，提出了一种综合系统聚类（SC）与灰色关联（GC）的测点优化及误差建模方法。以数控机床热误差实验为依据，基于系统聚类、灰色关联分析原理和文中提出的测点筛选原则，将温度测点的数量由20个减少为4个，建立了热误差温度测点优化模型并进行了优化计算。结果显示，此方法能有效降低测点之间的多重共线性，有利于优化模型的预测精度及泛化性能的均衡。

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混合励磁同步电动机控制策略与仿真分析

夏永洪, 仪轩杏, 温子健, 张景明, 陈瑛

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 50-53. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.014

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混合励磁同步电动机保持了永磁同步电动机低速大转矩的优点，同时通过调节励磁电流又可实现宽范围的高速弱磁运行。针对一种混合磁极式的混合励磁同步电动机，推导了其数学模型。根据有限元计算结果和数学模型，提出了适用于该混合励磁同步电动机低速运行时的最大转矩电流比控制策略，以及高速运行时功率因数为1的控制策略。借助MATLAB/Simulink软件，建立了混合励磁同步电动机控制系统仿真模型，针对其低速运行和高速运行进行了仿真计算，仿真结果验证了控制策略的正确性。

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面向机油泵零件关键尺寸的机器视觉测量

杨建西, 林海波

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 54-57. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.015

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机油泵工作平面的检测精度直接影响其工作稳定性和寿命，针对利用微分算子进行边缘检测存在“提升噪声”缺陷，提出一种基于机器视觉的测量方法。在对背光数字图像进行边缘亚像素边缘提取的基础上，采用Ramer算法对获取的亚像素边缘坐标数据按几何特征进行分段，采用改进最小二乘法，提取有用边缘，迭代拟合零件轮廓，抑制离值点对边缘检测干扰。通过机油泵内外转子的检测结果表明：该方法能够精确提取具有清晰边缘的高精度复杂形状背光图像边缘信息，高效应用于中小机械零件的中心距、圆度等几何量的中高精度（IT5~IT7）测量。

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基于卷积降噪自编码器和CNN的滚动轴承故障诊断

张立智, 井陆阳, 徐卫晓, 谭继文

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 58-62. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.016

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针对滚动轴承故障诊断中，振动信号往往具有非线性与非平稳性、且振动信号一般含有噪声的问题，提出一种卷积降噪自编码器和深度卷积网络（CNN）相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先将滚动轴承时域信号输入到卷积降噪自编码器中，用无监督方式训练并在原始数据中加入噪声，提取自编码器隐含层数据作为特征实现降噪与降维，接着将提取的特征输入到CNN中进行模式识别。使用时域信号直接输入到CNN、人工特征输入到CNN两种方法作为对比，并对三种方法提取的特征进行主成分分析（PCA）。实验结果表明，基于卷积降噪自编码器和CNN的诊断方法在滚动轴承故障诊断中正确率较高、时间复杂度较低，验证了该方法的优越性。

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基于改进的FCM聚类算法对温度测点的优化和建模

赵家黎, 吴丽媛, 黄利康, 胡赤兵

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 63-66. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.017

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在分析了国内外热误差建模方法的基础上，提出了一种基于改进的模糊C均值聚类算法，从而基于多元线性回归理论建立教学型复合机床主轴热误差模型。使用温度传感器对机床主轴不同位置进行温度测量，并采用改进的模糊C均值聚类法对所测量数据进行分组，筛选出每组的最优温度值进行迭代。采用优选出的温度数据，采用多元线性回归建模法对机床主轴热误差进行预测建模。通过实验验证多元线性回归理论创建的预测建模分析可得：补偿后，教学型复合机床的主轴Y、Z方向受温度影响的热误差降低到了5.4μm以内，通过对改进的模糊C均值聚类法和多元线性回归模型相结合，使机床主轴在Y、Z方向误差有所降低，能更好的预测主轴热误差，从而提高机床加工精度。

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机载卫星双星天线运动碰撞检测算法

吴硕才, 徐雷, 张莉萍, 李大双

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 67-70. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.018

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针对机载卫星双星天线运动碰撞问题，提出一种碰撞检测算法。首先提出扫掠体包围盒对双星天线摆臂进行包络，从而简化了双星天线的弧形障碍物几何模型；其次，针对传统方法不方便求解空间直线与曲线之间的最短距离的问题，提出运用自适应遗传算法求解几何基元中心线段最短距离的运动碰撞检测算法。最后，对双星天线进行数学建模，运用MATLAB对双星天线运动碰撞检测算法进行数值计算，并用ADAMS对数值计算过程进行虚拟样机仿真，将二者结果进行对比，验证了所提算法的正确性，从而为双星天线运动路径规划奠定基础。

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粒子群算法在机械手臂B样条曲线轨迹规划中的应用

郭彤颖, 刘雍, 王海忱, 李峰

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 71-73,77. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.019

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为了提高机械手臂的运行效率，使机械手臂运行轨迹平滑连续，增强机械手臂的实用性，在以时间最优为目的情况下提出了一种运用粒子群算法以B样条曲线对机械手臂进行轨迹规划，对各段样条曲线时间间隔进行优化，考虑速度、加速度及其变化率三个约束条件。仿真研究表明，采用粒子群算法优化B样条曲线产生的轨迹，能够缩短各段曲线的时间间隔，提高机械手臂的运行效率。

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低压熔断器生产线集散控制系统研究

岳敏, 龙林

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 74-77. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.020

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为实现低压熔断器的自动化生产及检测，文章介绍了一种低压熔断器生产线控制系统，并详细阐述了系统的硬件结构、网络接口和控制系统设计。该控制系统采用PLC和上位工控机组成分布式控制系统，采用集散控制方式实现了整条生产线系统的自动化控制。通过多主站PPI通信、PROFIBUS DP和工业以太网构建三层通信网络，该控制系统实现对各个设备的实时监控和数据存储，大大提高了熔断器的生产和检测效率。该系统运行结果证明，低压熔断器控制系统运行稳定、可靠性高。

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基于二阶快速终端滑模的感应电机速度控制

杨晓辉, 付珍峰, 周斯易

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 78-80,85. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.021

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针对感应电机矢量控制系统转速控制易受到参数不确定性及负载扰动的影响，提出了一种二阶快速终端滑模控制策略。首先，通过理论分析了普通终端滑模的缺陷，其次构建兼具终端滑模项和线性滑模项的快速终端滑模面；最后根据等效控制原理分别设计速度环的等效控制和切换控制，并设计二阶滑模动态以削弱抖振。仿真结果表明了相较于PI控制和普通终端滑模控制，文中所设计的控制算法响应速度更快，对负载扰动鲁棒性更强。

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双焊接机器人协同路径规划研究

张瑞星, 李秀娟, 高唤

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 81-85. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.022

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针对白车身侧围双机器人协同焊接路径任务，对焊接路径规划算法进行研究，提出一种基于蚁群粒子群的融合算法。首先，建立单机器人焊接模型，将焊接任务转换为TSP问题，采用提出的融合算法优化TSP问题并与多种路径规划算法进行对比分析，证明所提出算法的优越性；其次，根据焊接任务将双机焊接转换为MTSP问题，依据约束条件，将MTSP转换为多个TSP问题，利用焊接路径之间的关系更新焊点，完成双机器人协同焊接模型建立，在MATLAB中得到路径规划的结果；最后，在ROBCAD中建立双机器人焊接工作站，对规划结果进行仿真验证。实验结果证明，所提出的融合算法对于双焊接机器人路径规划具有一定的指导作用。

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基于二阶滑模算法的永磁同步电机直接转矩控制研究

胡宇, 董绍江, 蔡巍巍, 江松秦

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 86-89. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.023

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针对传统永磁同步电机直接转矩控制中存在转矩以及磁链脉动较大，开关频率不恒定以及电机在处于低速时，电压磁链估算存在误差比较大等缺点，提出了一种基于二阶滑模的方法来对永磁同步电机的直接转矩控制进行优化。该方法利用SVPWM空间电压矢量脉宽调制技术取代滞环控制以及传统的开关表，同时在转矩以及磁链的调节中引入二阶滑模控制器代替传统直接转矩控制中的PI调节器来减少磁链以及转矩误差造成的影响，加强转矩和磁链在控制上的精度，抑制转矩以及磁链的脉动。仿真结果显示与传统的直接转矩相比较，新的控制方法可以有效的降低磁链和转矩脉动，提高系统的鲁棒性，改善系统动态性能。

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基于模型参考自适应的异步电机转速辨识新方法研究

江松秦, 董绍江, 蔡巍巍, 胡宇, 王燕, 张潇汀

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 90-93,97. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.024

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针对三相异步伺服电机无速度传感器矢量控制下转速辨识问题，提出一种基于无功功率模型参考自适应的异步电机转速辨识新方法。该方法采用了基于反电动势模型参考自适应的定子电阻辨识方法来实时追踪定子电阻参数值的变化情况，并将定子电阻估计值作用于转子磁链观测器，以消除定子电阻设定值和实际值的偏差对转子磁链的影响，最后把观测出的转子磁链传递至无功功率模型参考自适应的可调模型，解决了三相异步伺服电机无速度传感器转速辨识精度低问题，提高了系统转速动态辨识能力。仿真结果证明了该方法的有效性和可行性。

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滚珠丝杠副直驱加载位置精度测试研究

彭宝营, 杨庆东, 王红军, 童亮

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 94-97. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.025

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为实现滚珠丝杠副精度寿命测量，设计了直驱加载加速衰退测试系统。研究了滚珠丝杠副位置精度测量原理及计算方法；基于开放式数控系统，开发了测控一体系统。由直线电机模拟滚珠丝杠副动态载荷，进行了加速跑和测试实验，对测量结果进行了拟合分析。结果表明，文中采用的方法能够快速实现滚珠丝杠副的加速跑和测试，丝杠位置精度寿命退化符合偏移指数规律。

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改进粒子群算法的双电机转速同步控制

吴杰, 王华, 包伟刚

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 98-101. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.026

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为解决双电机同步控制系统在启动和有负载扰动时两电机产生同步误差的问题，提出了一种新的转速同步控制方法。在同步控制策略中引入交叉耦合控制的思想，对两电机的速度环采用不同数值的耦合参数分别进行补偿，以保证两电机的转速同步精度；采用粒子群算法对同步控制系统耦合参数进行选取，并且在粒子群算法中增加动态惯性权重和粒子变异来增强算法的寻优速度与精度；通过仿真及dSPACE实验显示了所提同步控制方法增强了系统的转速同步性和跟踪性，取得了优异的同步控制效果。

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主轴动态回转精度测试系统的研制

罗勇, 陈蔚芳, 苏川, 沈雨苏

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 102-105,112. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.027

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文章以高速电主轴为研究对象，从动态回转精度的定义、测试方法出发，对动态回转精度进行了深入分析。分析决定采用适合课题要求的双向测量法测量高速电主轴的动态回转精度，对测试过程中使用的数理统计误差分离技术进行了详细的公式推导，得到了动态回转精度在线测试的完整流程。在实验室现有电主轴的基础上，按需选择了必要的传感器、数据采集卡等组成了测试系统的硬件部分，基于Qt开发出测试软件，搭建出了一套稳定、可靠、高精度的电主轴动态回转精度测试系统，并进行了测试实验进行验证，得到的结果符合实际情况。该论文搭建的测试系统为电主轴性能分析提供了理论依据以及技术支撑。

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基于VMD_IWT近似熵与PSO_SVM的转子故障诊断

张雪英, 刘秀丽, 栾忠权

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 106-108,118. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.028

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针对转子故障振动信号的非平稳性、非线性特征，提出了基于变分模态分解_改进小波阈值（VMD_IWT）近似熵与粒子群优化支持向量机（PSO_SVM）的转子故障诊断方法。首先对振动信号进行VMD分解，对分解后的各分量进行改进小波阈值处理；然后，提取降噪后信号的近似熵作为特征值组成特征向量；最后，将特征向量输入PSO_SVM进行故障分类识别。将该方法用于实际转子实验数据，并通过对比分析，分别证明了VMD、IWT和PSO_SVM方法的有效性，且文中所提方法的故障诊断准确率高达95%，证明该方法具有一定的实际应用价值。

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压缩机回收拆解设备伺服进给机构设计

钟东, 刘冀, 陈子涵, 王玉琳

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 109-112. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.029

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针对大量废弃家电压缩机难以拆解回收或再制造的问题，研发了一种专用的压缩机智能回收拆解设备，控制刀具恒深切割，保证了压缩机内部零件的完好无损。分析了回收拆解设备的工作原理，建立了铣刀拆解的数学模型，计算求解了各个方向的切削负载。设计了压缩机水平移动和回转运动的伺服进给传动机构，并对伺服电机和滚珠丝杠等关键部件进行了计算、选型和校核。结果表明，该设备承受切削负荷的两个伺服进给机构均具有较好的伺服性能，启动速度快，空载速度高，定位精度和重复定位精度高，稳定性好，满足压缩机精密拆解的需要。

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结晶器铜管内腔加工数控机床结构与工艺研究

候磊, 魏兆成, 王敏杰, 马日光

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 113-118. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.030

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针对单件小批量的铜管内腔加工，设计了一种专用数控机床，分别进行了机床的结构设计和工艺研究。机床的加工方式和运动关系不仅可以满足不同截面形状铜管内腔的成型要求，还实现了在一次装夹下加工完整个内腔，提高了加工精度，简便的装夹和定位方式缩短了加工周期。星型测针可快速地完成对刀操作，对于不具备RPCP功能的数控系统，采用3点坐标定圆心原理可实现机床的C方向对刀。基于VERICUT对所设计机床进行加工仿真，设置碰撞和残余、过切检测，验证了机床运动关系与所编程序的正确性。

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不同刀具车削GH4169时的切削性能对比

王奔, 常康, 王碧玲, 张亚飞, 王明海

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 119-122. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.031

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为了选择合适的材料刀具，提高GH4169加工时的刀具寿命。分别使用PCD （聚晶金刚石）、CBN （立方氮化硼）、涂层硬质合金刀具车削GH4169，并从刀具磨损机理、切屑形态、表面加工质量三个方面进行了刀具切削性能研究。试验结果表明：CBN刀具磨损最严重，其磨损形式主要表现为前、后刀面的沟槽磨损，主切削刃的脆性断裂。PCD刀具磨损形式主要表现为微崩刃，涂层硬质合金刀具磨损形式主要表现为涂层脱落。三种刀具加工的切屑形态均为螺旋形，切屑外径大小为：PCD < 涂层硬质合金 < CBN。涂层硬质合金加工的表面粗糙度最小，PCD与CBN加工的表面粗糙度较大。因此涂层硬质合金的切削性能最好，PCD刀具次之，CBN刀具最差。

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TBM刀盘分体结构参数化优化设计方法

朱庆东

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 123-127. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.032

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为了寻找全断面岩石掘进机（TBM）刀盘分体最优的设计参数，文章采用了一种分体结构参数化优化设计方法。首先，考虑了分体在刀盘系统中的耦合关系，建立TBM刀盘系统多自由度耦合动力学模型，并对模型求解得到各分体的各向振动响应，通过对4个分体的响应进行分析比较得到振动稳定性最差的分体结构，并对其进行有限元分析，将仿真结果进行参数化，得到加载时分体相应的结构尺寸数据、总体变形数据。最后，进行Pearson相关分析提取主要影响参数，通过数值分析得到各主要参数的最优参数区间，由此得出结论：①当考虑刀盘各分体与中心体的耦合关系时，分体轴向振动位移幅度最大；②前后面板间距和筋板厚度对分体的变形和稳定性影响较大；③当前后面板间距与刀盘直径的比值在19.4%~19.7%范围内，且筋板厚度与刀盘直径比值在0.6%~0.79%范围内时，刀盘分体结构变形最小，稳定性最好，为刀盘分体的结构设计和优化提供了有效的理论依据。

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2D视觉系统在凸轮轴支撑件生产线中的应用

马华杰, 袁永军, 潘欢

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 128-130. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.033

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针对凸轮轴支撑件加工生产中，人工识别不同型号零件的差异化特征时存在的可靠性差，效率低等问题，提出了将康耐视In-Sight 7200 2D视觉系统应用于汽车凸轮轴支撑件加工自动化生产线。介绍了2D视觉系统和总控PLC之间的通讯连接，绘制了视觉系统在自动化生产线打标环节的工作逻辑流程图，编写了视觉系统联机控制PLC程序。实现了凸轮轴支撑件的特征识别和混线剔除功能，解决了以往自动化生产线中普遍存在的混线加工撞机问题。

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基于Witness的机载薄壁类光电组件装配生产线仿真与优化

何思奇, 徐雷, 任清川, 吴硕才

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 131-133. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.034

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传统的薄壁类光电组件产品由单名工人完成装配，生产效率低，产品质量不稳定，为了解决这一难题，建立一条离散型生产线。文章基于实际数据建立生产线模型，利用Witness对其进行仿真，分析结果发现装配线存在不平衡和整体利用率过低的问题，然后根据分叉法得到装配生产线的优化方案，最后根据该方案建立新的仿真模型，再次利用Witness来验证优化方案，结果表明优化后方案较最初方案装配生产线效率提高29.5%。说明采用分叉法对装配线进行优化是可行的，有效的提高了薄壁类光电组件的生产率。

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基于MES的汽车空调活塞自动化生产线设计

王军, 李想, 张萌, 倪忠进, 倪益华, 姚富强

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 134-137,144. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.035

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针对目前汽车空调活塞加工生产效率低、产品不合格率高以及人力成本过高等问题，在深入剖析汽车空调活塞加工工艺的基础上，对数控机床加工上下料系统进行了研究，设计出将上下料机械手与数控机床一体化的组合机床，构建了一条汽车空调活塞加工的自动化生产线，并以信息化为载体，设计开发了介于企业上层计划管理层与底层车间之间的制造执行系统。该自动化生产线在追求经济性、实用性、先进性等目标基础上，以组合机床为主体，依托AGV小车运输系统、自动检测系统和制造执行系统等相互协调，实现加工过程的自动上下料、检测以及产品加工信息共享等功能。该方案已在企业中进行初步试行，具有生产工序紧凑、效率高、成本低、加工合格率高等优点，为实现柔性化加工提供一定的实践基础。

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车圈圆形焊缝全自动焊接设备的设计

徐平凡, 肖文勋, 王哲

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 138-139,148. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.036

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为了解决车圈圆形焊缝焊接难度较大，人工焊接效率低且易焊偏等问题，设计了一种车圈全自动焊接装置，包括机架、工件夹紧装置和横向驱动装置，焊枪和车圈工件分别安装在各自夹紧装置上，驱动装置驱动焊枪纵向移动靠近工件进行焊接，同时驱动装置使工件夹紧装置转动，实现车圈圆形焊缝连续焊接，不仅提高了焊接效率且能防止焊接偏离，保证焊接质量，由于焊枪不需要转动，其电源线也不易出现卷绕问题。设备已应用到实际生产中，有效地降低了工人的劳动强度且操作安全，效果较好。

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面向再制造的金属切削机床设计方案评价研究

王鹏, 江志刚, 聂应军

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 140-144. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.037

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为了解决金属切削机床在使用报废后的再制造问题，在其设计方案形成的初始阶段就考虑再制造的影响因素，并形成不同的设计方案，针对方案的选择提出一种基于模糊程度分析的TOPSIS综合评价方法。首先通过模糊程度分析对评价指标构建模糊语言值，将模糊语言值转化处理为三角模糊数，建立评价决策矩阵，得到不同阶段的重要性权重，然后结合模糊TOPSIS方法来评价选出最优设计方案，进行案例研究来证明所提方法的适用性。

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改进模糊层次分析法在车间布局评价中的应用

周同新, 刘丹, 王保兴, 黄海涛

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 145-148. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.038

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针对传统模糊层次分析法中指标层基于专家主观评价来构造的两两判断矩阵的一致性问题，提出了一种改进模糊层次分析法应用于车间布局评价中。建立了用于车间布局评价的指标体系，通过分析各层次的指标确立了各层次指标权重的确定方法，在指标层权重确定中引入专家权重系数，降低了因专家水平不同带来的偏差，跟传统的模糊层次分析法相比更加科学。通过以某物流设备零件生产车间为研究对象，验证了文中方法的可行性。

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基于熵权可拓学的数控机床综合评价与应用研究

李波, 汪永超, 李强, 吴爱强

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 149-152,156. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.039

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数控机床的绿色性评价是涉及到多指标和多方案选择的多目标决策问题。为解决这一问题，考虑到决策者选择时的主观性和模糊性，应用熵权可拓学理论提出一种将可拓层次分析法与熵权理想点法集成的求解模型。该方法运用可拓层次分析法从加工时间T、生产成本C、加工质量Q、资源消耗R以及环境影响E五个方面建立数控机床评价体系，以MATLAB为计算工具，先用可拓层次分析法和熵权法分别对评价指标进行了主、客观权重组合赋权，再根据理想点法结合各指标主客观权重建立了加权规范化决策矩阵并得到各方案贴近度，依据贴近度的大小对方案的优劣进行排序，选择贴近度大的作为最佳方案。最后通过工厂加工实例分析证明该方法的合理性与可行性。

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基于可靠性分析的主动再制造时域决策

王贤琳, 陈乐, 苏梅月, 李卫飞, 王恺

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 153-156. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.040

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针对再制造毛坯件存在的不确定性问题，提出了用可靠度来表征机电产品在服役周期内性能衰退特征，阐述了机电产品在服役周期内可靠性对再制造价值的影响，确定其再制造最佳时机。通过收集的历史故障数据，运用最小二乘法以及平均秩次法对机电产品服役周期内的可靠度变化进行拟合，以构造机电产品在服役周期内可靠度趋势曲线。通过对机电产品服役周期内的可靠性分析，得到基于可靠性分析的机电产品最佳主动再制造时间。最后以某型号的发动机叶片为例，验证了所提出的基于可靠性分析的主动再制造时域选择方法的有效性和可行性。

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基于实例推理的机床产品实例检索及评价系统

王鹏家, 李林夕, 王红军, 刘永贤

组合机床与自动化加工技术. 2019, 0(6): 157-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2019.06.041

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为了高效的检索出满足客户需求的产品进行快速设计，研究开发有效的计算机辅助机床产品检索及评价系统，有利于厂家在市场竞争中取得优势。结合机床产品实例检索的实际，提出了模糊近似优先比方法对实例进行相似度度量，并利用加权平均法对实例进行综合评判。为使最后得到的实例具备最佳的综合性能，提出了基于灰色关联分析的相似实例评价方法。在所提出理论方法的基础上利用Matlab GUI开发了机床产品实例检索及评价系统。最后，以机床产品为对象进行了应用验证，实验结果表明使用该系统进行实例的检索及评价十分快捷、准确且有效。

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刊出日期：2019-06-25

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