2020年, 第0卷, 第2期　
刊出日期：2020-12-05

  

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设计与研究
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  基于时间序列汽车轮毂尺寸偏差趋势预测

  向华, 席海涛, 周浩

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 1-5. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.001

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  文章选用指数平滑法和ARIMA法两种典型的时间序列算法作为预测模型，对流水线生产的汽车轮毂倒锥大尺寸值偏差趋势进行预测。以MATLAB作为工具进行实验计算，依据预测数据和实际观察值的RMSE和期望误差的对比来比较这两种模型的预测效果，得出在预测汽车轮毂倒锥大尺寸值偏差趋势时，二次指数平滑法的预测效果更好，所以最终采用此模型，从而为宏观调控刀具补偿值提供有力的依据。
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  基于磁屏蔽原理改善LVDT静态性能的结构研究

  闫飞, 尹明富, 孙会来, 赵镇宏

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 6-10. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.002

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  线性差动变压器式位移传感器（LVDT）广泛应用各种直线测量系统中，针对其存在的线性度差、灵敏度不高的问题，首次基于磁屏蔽原理提出一种三层端盖的新结构，其中外侧端盖是磁屏蔽端盖。利用有限元的方法在ANSYS Maxwell建立LVDT仿真模型，在Maxwell Circuit Editor设计外部激励电路，进行联合仿真，通过静态和瞬态磁场的仿真研究。结果分析表明该新结构能将最大线性度从1.45%降低到0.13%，灵敏度提升20mv/mm。证明该结构能有效减少远离初级线圈两端的漏磁通，可以有效改善LVDT的线性度，同时灵敏度也有相应的提升。
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  6自由度工业机器人运动轨迹优化方法研究

  刘贝贝, 袁亮, 孔庆博, 吴金强

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 11-15. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.003

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  针对工业机器人利用5次多项式规划出的轨迹连续但不光滑，导致其工作中产生机械冲击和振动的问题，提出一种5次多项式融合均匀5次B样条的轨迹规划方法。以埃夫特ER3A-C60型工业机器人为研究对象，基于标准D-H参数法建立其数学模型，利用Matlab Robotics Toolbox进行正逆运动学求解并验证了建立模型的正确性。在避开障碍物的前提下，分别在5次多项式的基础上融合均匀3次B样条和均匀5次B样条对机器人轨迹进行规划仿真，得出5次多项式融合均匀5次B样条规划后得到的关节角度、角速度、角加速度关于时间的变化曲线更为光滑，最终融合均匀5次B样条进行轨迹规划，并绘制出末端轨迹图，有效减少了各关节在工作中产生的机械冲击和振动，保证了运行的平稳性。
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  基于归一化8点算法的相机径向畸变中心校正方法

  薛亮, 曾志强, 杜文华, 王俊元, 党长营

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 16-18. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.004

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  针对相机径向畸变中心定位误差的问题，提出一种方法对相机径向畸变中心校正，以实现相机径向畸变中心高精度定位。首先介绍了针孔相机和镜头畸变结合模型，其次提出了基于归一化8点算法和最小二乘法的相机径向畸变中心校正方法，得到校正精度为0.2915个像素（32.2562μm），最后通过实验验证了该校正方法的可行性。
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  码垛机器人运动学分析及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. 2020, 0(2): 19-21,25. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.005

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  以IRB-460工业机器人为研究对象，针对其运动学建模及在笛卡尔空间和关节空间下的轨迹规划方法展开研究并进行对比。对机器人本体进行了机器人运动学分析，利用多项式轨迹插值算法进行了关键点间的轨迹规划，完成了重叠型码垛的作业流程。利用Robotics Toolbox完成了轨迹规划算法仿真，并进行了结果分析。仿真结果表明在关节空间下进行轨迹插补所得的路径点更为优化，所得的轨迹更为满足作业任务，具备合理性。
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  BOM多视图的结构映射方法研究

  燕瑾瑾, 杨志贤, 顾寄南

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 22-25. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.006

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  为解决BOM视图多样性与数据一致性的冲突问题，对BOM多视图的结构映射方法进行了研究。在分析如何分类管理BOM视图与如何描述视图间关联关系的基础上，初步构建了面向域的映射关系模型和转换空间模型。定义了关联关系七元组及其基本函数运算，分析了BOM的构成及视图转换时的实际映射对象，提出了基于单一数据源的产品BOM多视图结构映射方法。利用函数的映射实现了EBOM、PBOM及MBOM三个核心视图的结构转换，提高了该复杂过程的易理解性，并通过实例验证了该方法的有效性与可行性。
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  新型微坑车刀切削AISI_4140残余应力影响因素分析研究

  吴锦行, 何林, 蒋宏婉, 吴艳英, 张秀华

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 26-28,33. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.007

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  为了探究切削用量对新型微坑车刀切削工件表面残余应力的影响规律，应用AdvantEdge切削仿真软件，结合单因素和正交实验，通过微坑车刀和原车刀切削AISI_4140仿真及实验验证。结果表明，原车刀和微坑车刀残余拉应力随切削速度增大，先增大后减小，随进给量的增大而减小，总体上，微坑车刀切削工件残余拉应力更小。残余压应力随切削速度增大，微坑车刀切削工件先增大后减小，随进给量增大先增大后减小。原车刀几乎不变。切削用量对微坑车刀切削工件残余应力影响，进给量最大，切削速度次之，切削深度最小。通过实验验证，相同切削条件下，微坑车刀降低了加工工件表面残余拉应力，提高了加工工件表面质量，一定程度提高了工件的服役寿命。
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  钛合金铣削加工表面残余应力有限元仿真

  黄尧, 牛雪梅, 闫献国, 陈峙, 郭宏, 苏杭, 白旭

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 29-33. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.008

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  为了分析铣削工艺参数对钛合金已加工表面残余应力的影响，根据金属切削有限元分析的相关理论，以钛合金Ti6Al4V为工件材料，建立了铣削加工的有限元模型。采用正交试验设计法对钛合金Ti6Al4V铣削仿真的工艺参数进行优化，并用极差法分析不同的铣削速度、铣削深度、铣削路径对钛合金Ti6Al4V工已加工表面残余应力的影响。研究表明：在钛合金Ti6Al4V铣削过程中，对工件已加工表面残余应力影响因素由小到大依次为：铣削深度 < 铣削路径 < 铣削速度，切削深度对已加工表面残余应力影响较小，铣削速度对已加工表面残余应力影响最大；在研究范围内，随着铣削速度的增大，已加工表面残余应力逐渐增加。
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  基于模糊数和AHP的数控机床可靠性分配方法

  程强, 孙东洋, 刘志峰, 初红艳

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 34-37,42. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.009

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  针对层次分析法（AHP）处理可靠性分配问题时存在的局限性，将直觉梯形模糊数与层次分析法相结合，提出了一种新的数控机床可靠性分配方法。在确定影响机床可靠性分配的重要因素种类及分配原则后，利用层次分析法确定数控机床可靠性分配问题的层次模型和可靠性分配中影响因素的重要性权重。运用直觉梯形模糊数准确表达出模糊信息和专家意见，最终确定子系统在可靠性分配中的分配比例。以一数控机床为例，通过和层次分析法进行对比，证明了该方法的有效性。
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  空气静压主轴有限元建模及动态特性研究

  唐璐阳, 张小龙, 郭文军, 李涵

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 38-42. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.010

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  为提高空气静压轴承支撑的空气静压主轴的动态工作性能，文章利用Fluent计算出了空气静压轴承在不同供气压力下气膜刚度，利用Ansys Workbench中的轴承单元和弹簧-阻尼单元模拟轴承支承，对主轴系统进行了模态分析和动态响应分析，得到不同供气压力下主轴系统的固有频率、振型以及激振力作用下的位移幅频动态响应曲线。结果表明，随着供气压力的增加，轴承气膜刚度增加，且对主轴系统的低阶模态和高阶模态影响不同。另外随着气膜刚度增加，谐振频率逐渐增大、振幅减小，系统抵抗受迫振动能力逐渐增强。研究结果为提高空气静压主轴的动态性能提供了一定的理论依据。
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  基于视觉技术的连接器孔位识别与定位装配

  黄炜, 刘超

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 43-46. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.011

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  针对圆形连接器生产过程中撑簧圈难以自动装入的难题，提出一种基于机器视觉技术的连接器基座孔位识别与定位的撑簧圈自动装配方法。通过CCD工业相机采集基座图像，利用中值滤波、二值化等图像处理技术实现图像去噪抗干扰处理以准确提取特征数据。进一步，通过连接器基座主键角度计算模块和孔位坐标定位算法实现任意规格的基座主键旋转角度的计算和孔位坐标定位，并最终完成撑簧圈的自动装配任务。采用13芯基座进行现场测试，结果显示主键旋转角度不超过1.35°、装配合格率达到100%，验证了系统的有效性。
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  粒子群-蚁群融合算法的机器人路径规划

  韩颜, 许燕, 周建平

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 47-50. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.012

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  为了提升移动机器人在全局静态环境下搜寻到达指定目标点的最优路径的能力，提出一种粒子群算法和蚁群算法改进求解路径规划问题的融合算法。改进算法针对粒子群算法易陷入局部极值，利用蚁群算法获得全局最优路径；设置标识栅格，提升路径安全度；同时引入活跃因子增加粒子速度的多样性，根据粒子群算法最优解调整路径上信息素分布，解决蚁群算法中初始信息素缺乏的问题。融入简化算子，对路径做进一步处理，优化路径长度。仿真结果表明，融合算法具有较强的安全性以及改善了算法寻找最优解的能力。
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  熔融沉积(FDM)3D打印零部件抗压强度的可靠性分析

  刘凯乐, 王贤琳, 陈传雨, 陈乐, 李卫飞

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 51-54,59. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.013

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  抗压强度是影响3D打印零件可靠性的重要因素之一，为了确定影响抗压强度的主要工艺参数，利用田口法，设计出一组L8正交试验，并进行压力试验，采用方差分析对工艺参数进行研究，初步得出打印方向和打印温度是影响抗压强度的主要因素；通过实验数据，结合双参数威布尔分布模型，完成3D打印零部件抗压强度的可靠性分析，通过优化工艺参数，达到改善3D打印零部件质量的目的。
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  CuZn30微铣削表面完整性影响规律试验研究

  李一全, 袁帅帅, 许金凯, 刘启蒙, 侯永刚, 翟昌太

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 55-59. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.014

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  采用直径ϕ1的硬质合金铣刀对CuZn30合金进行单因素槽铣试验，研究加工表面完整性、顶毛刺和切屑随铣削参数的变化规律。通过试验得到以下结论：切削参数对加工表面完整性影响比较显著，其中表面粗糙度随主轴转速的增大而减小，随每齿进给量增大而增大，切削深度对粗糙度影响不太显著。残余应力随着每齿进给量的增大有明显增大趋势，而主轴转速与切削深度对残余应力的影响不太显著。显微硬度随铣削参数变化没有显著的变化。顶毛刺主要受每齿进给量的影响，毛刺尺寸随着每齿进给量的增加先急速减小后趋于平稳，切屑形态主要受切削深度的影响，随着切削深度的增加，切屑由短小的碎屑逐渐变为平滑的连续卷曲切屑。
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  产品配置及其冲突问题联合优化研究

  秦萍, 李志颖, 王汉力, 杨宏兵

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 60-64,69. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.015

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  为了解决在产品配置过程中，客户给出违反产品配置约束的需求，导致系统不能给出满足客户需求的配置而发生的产品配置冲突问题。文章提出一种产品配置及其冲突问题联合优化方法，将客户的原始需求作为配置条件输入，构建以最大化满足客户原始需求与性能、最小化成本及交货期为目标，并将客户的个性化需求以及产品配置规则作为约束条件的多目标产品配置冲突模型。采用解决多目标问题的差分进化-分布估计混合算法来求解满足客户要求的最优配置。最后通过实例，验证了改进模型的有效性。
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  基于龙伯透镜双星跟踪天线伺服平台的稳定性研究

  杨键, 徐雷, 吴硕才, 张莉萍

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 65-69. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.016

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  针对龙伯透镜双星跟踪天线伺服平台稳定性问题，文章从平台结构和控制两个方面进行研究。结构方面，基于平台三维模型和坐标变换公式得到的位置闭环所用的甲板角提升了平台的外部稳定性；控制方面，提出一种结合前馈系统及补偿装置的补偿式PID控制算法将平台的非线性扰动转换为线性输入来提升了平台的稳定性。经Simulink仿真结果表明：所提出的补偿式PID控制算法更为有效的补偿转矩扰动，平台稳定精度提高20%左右。
控制与检测
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  基于数字化车间的改进图像识别系统

  徐崇良, 胡毅

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 70-73. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.017

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  数字化车间的主要特点是对于普通车间的重新定义，是通过虚拟的方式将传统车间构建到虚拟环境中，对整个生产过程进行虚拟仿真推进生产。针对数字化车间虚拟信息化的识别精度问题，传统的图像识别系统对于数字化车间中精密仪器的识别准确率偏低，文章中的图像识别系统是通过针对数字化车间与卷积神经网络^[1]的特点进行改进，通过将卷积神经网络与支持向量机相结合，将分类模型加入到图像识别中，最终提高识别准确率，稳定高效的帮助用户进行仿真从而推进生产。
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  基于VMD瞬时能量与GA-RBF的滚动轴承故障诊断

  徐统, 王红军

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 74-78,83. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.018

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  针对滚动轴承早期故障的有效识别，提出了一种基于VMD瞬时能量与GA优化的RBF神经网络的滚动轴承故障诊断方法，可以有效对滚动故障做出诊断。首先，VMD将滚动轴承振动信号进行分解成合适数目的本证模态函数；其次，计算本证模态函数分量的瞬时能量并组成特征向量；最后，将特征向量输入到GA优化的RBF神经网络实现轴承故障识别。通过滚动轴承故障诊断实验对该方法进行验证。结果表明，该方法识别滚动轴承故障的准确率为96.43%，较默认参数的RBF神经网络和EEMD瞬时能量与GA-RBF神经网络有明显的提高，证明了所提方法的可行性。
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  基于改进卷积神经网络的滚动轴承故障诊断

  蒙志强, 董绍江, 潘雪娇, 吴文亮, 贺坤, 梁天, 赵兴新

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 79-83. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.019

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  针对滚动轴承故障诊断过程中，难以提取细微故障特征的问题，文章提出一种基于改进卷积神经网络的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先在特征值提取过程中，采用了多尺度卷积核并联的方式，对滚动轴承振动信号提取了更多的故障特征细节；然后在特征值降维、去噪处理过程中，采用了leaky_relu激活函数，解决了部分神经元处于抑制状态的问题；最后在分类识别过程中，针对多层全连接计算复杂的问题，采用了全局平均池化代替部分全连接。通过滚动轴承不同损伤程度、不同故障位置的诊断实验，证明了所提方法能够提高故障识别率、降低训练时间、具有较好的可行性。
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  基于激光位移传感器在机测量砂轮直径

  张桥杰, 朱祥龙, 董志刚, 康仁科, 卢成, 张小民

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 84-88,92. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.020

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  针对坐标磨床的不同截面处自转且公转的砂轮直径实现精密在机测量的难题，提出了一种基于激光位移传感器的非接触式在机测量砂轮直径的方法，设计了砂轮直径在机测量装置。对测量装置进行标定，在检测并定位砂轮旋转轴线的基础上，以电镀金刚石砂轮为研究对象，进行了双激光位移传感器在机测量砂轮直径的试验，研究了2000 r/min~8000 r/min的砂轮转速和0.5 mm~1.5 mm的公转偏心量对砂轮直径测量结果的影响规律。试验表明，该测量方法可以高精度在机测量砂轮直径，重复测量精度可稳定在1 μm以内。
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  基于间歇性车削加工过程中刀具状态实时检测的研究

  耿冬妮, 陈晋市

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 89-92. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.021

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  针对间歇性切削过程中刀具受间歇性冲击导致的损坏，基于一种新的信号处理方法提出一种用于在线预测刀具切削过程中刀具状态监测方法。该方法基于希尔伯特黄变换（HHT）和Taer-Kaiser能量算符（TKEO），不依赖于切削参数和工件材料对预失效阶段的非稳定裂纹拓展特性进行识别。对刀具状态与切削参数和工件材料参数之间的相关性加以分析并用于保护加工表面。通过实验对监测系统的有效性进行验证，能够保证在刀具损坏之前停止机床操作，验证了该系统的准确性。
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  全自动影像测量仪中双相机精确定位方法研究

  徐有春, 杜文华, 曾志强, 赵晓帅, 段宇秀

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 93-95,100. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.022

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  为了实现影像测量仪双相机的精确定位，以满足批量多种类零件自动化测量需求。在现有的影像测量仪上引入由大视野相机构成的视觉引导模块，文中以改进后的影像测量仪为平台，利用大视野相机得到标定板的角点位置信息，结合小视野相机获得的实际位置信息，通过仿射变换建立两者之间的坐标转换关系，确定双相机之间的位置关系，实现双相机之间的相互精确定位。定位实验结果表明了文章所提方法的有效性，相对于传统定位方法其定位精度提高了16%，能够满足批量多种类零件自动化测量的需求，为后续的自动测量工作奠定了基础。
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  基于优化粒子数和分段权值的粒子群直线电机PID整定

  黄知超, 罗从杰

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 96-100. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.023

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  以工程中直线电机伺服系统为研究对象，提出一种优化粒子数量加分段式惯性权重递减的粒子群PID控制器参数优化算法。优化粒子数量的方法可降低函数调用次数，通过对近两代的全局最优值进行比较，得到的误差值如果大于设定值，认为是在初始寻优阶段，保持粒子数量，否则在最终优化阶段，减少粒子数量，所减少的粒子特征是最接近最佳粒子的粒子，以保证在欧氏距离内实现粒子的分散性。最后再结合指数衰减曲线加线性递减曲线构成的分段式惯性权重递减策略提升算法的全局寻优和局部寻优能力。经数值验证分析，该优化算法在保证遍历性的同时，在一定程度上提高了算法的运行速度和寻优精度。实验仿真结果表明，该算法对PID控制器进行参数优化，直线电机系统响应速度快，超调量小，调节时间短。
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  基于视觉与激光结合的堆叠工件快速定位方法

  周伟亮, 王红军, 邹湘军

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 101-104,110. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.024

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  针对机械手对复杂工况下的工件进行自动抓取时精度较低的问题，提出一种采用改进SSD卷积神经网络算法配合多激光传感的方法，对堆叠情况下的工件进行快速精确定位。采用SSD算法融合多视窗检测方法，对视觉获取的RGB图片进行检测，获取工件水平位置信息；结合主动跟踪激光传感系统，获取工件表面的法向量，确定工件的空间位姿。搭建了硬件实验平台，在此平台上开发了一套视觉与激光融合的工件定位抓取系统，并以非标零件为实验对象在堆叠情况下进行多组实验，在模拟车间自然光照环境下，工件识别率95.4%，平均耗时为40ms，工件识别的平均坐标偏差1.86mm，法向量平均偏差为1.39°，机器人抓取率为98.2%，实验结果表明，该方法定位准确，速度快，在自动化生产线上具有可行性。
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  直线电机迭代学习控制非重复性扰动抑制研究

  丁鲁川, 高慧斌, 曹明生, 薄雨蒙

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 105-110. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.025

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  针对直线电机迭代学习控制过程中非重复性扰动积累问题，提出了将干扰观测器和小波变换相结合的抑制非重复性扰动的算法。首先分析了扰动对迭代学习控制跟踪误差的影响，包括负载扰动和测量噪声，给出了干扰观测器和小波滤波抑制迭代学习控制中非重复性扰动的理论依据。干扰观测器直接对干扰估计并进行补偿，在时间域上抑制非重复性扰动，小波变换可分离出非重复性扰动，重构出不含非重复性扰动的误差信号，在迭代域上抑制了非重复性扰动的积累。利用辨识出的直线电机平台模型进行仿真，仿真结果证明提出的策略能够减少前馈控制信号中非重复性扰动积累，减小迭代学习控制收敛误差。
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  面向自动化精密装配的视觉定位引导系统

  卢军, 孙姝丽, 宋岳秦

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 111-114. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.026

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  针对总装生产线精密装配现状，项目设计开发了一种机器视觉定位引导系统，主要实现工业机器人在运动过程中完成在线采集不规则工件图像、视觉定位、角度补偿及精密装配作业。该系统首先采集实时工件图像，利用改进优化的九点标定算法对机器人进行视觉标定可以提高算法的精度；通过预处理操作获取质量较好的图像，按顺序创建卡尺工具，采用加权最小二乘法拟合工件亚像素边缘，再根据相关二维测量算法获取工件中心坐标。最终将得到的位姿数据传送给6轴机器人进行精密装配任务。实验结果表明，该视觉定位引导系统具有现场环境下的高精度定位检测功能，自动化装配定位精度在X方向最大定位误差为0.0281mm、Y方向最大定位误差为0.026mm，足以达到自动化装配生产线的技术要求，具有较好的应用前景和参考价值。
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  基于CEEMDAN-EFICA去噪的风电齿轮箱故障诊断

  杨保俊, 洪荣晶, 潘裕斌

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 115-118,122. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.027

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  针对风电齿轮箱实验样本较少，以及振动信号具有非平稳、非线性的特点，提出了基于完备集合经验模态分解（CEEMDAN）-高效快速独立分量分析（EFICA）的去噪方法。首先应用CEEMDAN与峭度-相关系数准则完成信号重构，对重构信号和原信号进行EFICA分离来获得去噪信号；然后提取去噪信号的时域特征、频域特征构建特征向量，使用核主分量分析（KPCA）对向量降维处理实现特征信息融合；最后采用复合神经网络对信号特征集进行分类完成故障诊断。通过实验数据对比，证明了该方法消噪效果更好且复合神经网络的诊断准确率最高，所提方法具有可行性和优越性。
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  基于机器视觉的线缆表面缺陷快速检测算法研究

  王海芳, 焦龙, 乔湘洋, 祁超飞

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 119-122. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.028

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  利用机器视觉技术检测线缆表面缺陷时，检测时间长、漏检率高。为此，提出一种基于机器视觉的线缆表面缺陷快速检测算法。通过引入CV-Kmeans区域分类算法建立自适应滤波窗口改进高斯滤波算法，在此基础上建立自适应模板，然后计算原图像与模板的Pearson（皮尔逊）相关系数快速判断图像是否含有缺陷。对含有缺陷的图像进行模板与原图差分，最后对差分所得到的图像用自适应阈值分割法提取缺陷。实验表明，算法可有效识别缺陷并减少检测时间，漏检率为3.22%，满足线缆生产需求。
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  铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测系统设计

  郝孟娟, 董桂西, 高立鹏, 秦志英

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 123-127,131. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.029

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  针对目前铁塔构件制孔尺寸检测采用人工样板比对的方法而导致的误检和漏检现象，依据不同的铁塔构件有不同的制孔形位尺寸的特性和铁塔构件制孔加工的过程，设计了铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测系统。通过对固定好的工业相机进行标定，确定铁塔构件制孔尺寸图像像素坐标和世界坐标的关系，并利用行程开关控制工业相机自动采集铁塔构件图像后，用LabVIEW软件对采集到的铁塔构件图像依次进行数字图像预处理、目标图像轮廓特征及区域特征的提取、铁塔构件制孔尺寸图像目标识别操作，从而实现铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测。结果表明该检测系统能够检测出铁塔构件制孔的数目、位置并且检测直径为24mm的孔的误差在±0.1mm范围内，即可以完成铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测工作。
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  用于嵌入系统的超声电机驱动设计

  郑伟, 王粲, 余罗兼, 阮玉镇

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 128-131. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.030

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  为了在嵌入式控制系统中充分利用超声电机特有功能，对超声电机的驱动原理进行了研究，在分析了超声电机的驱动控制原理的基础上，提出了一种基于单片机控制超声电机的软硬件控制实现方法。利用单片机输出数字量作为控制信号，通过串行输入并行输出芯片扩展后，输出到超声电机驱动器，实现超声电机启动/停止/正反转的功能；通过扩展单片机数模转换，将单片机控制超声电机速度的数字信号转换为电压信号，实现超声电机的速度控制功能；利用运行脉冲宽度控制实现超声电机的位置控制功能，并将光电编码器实现超声电机的反馈，最后通过试验验证了单片机系统实现超声电机驱动设计。
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  面向生产车间的实时监控系统设计

  时运来, 付少蕾, 春辉, 徐洪波

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 132-135,139. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.031

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  针对离散车间的生产特点及柴油发动机数字化车间在实时监控方面比较落后的问题，对离散车间实时监控现状及某离散企业车间数据采集类型的分析，并对面向柴油机生产的实时监控系统进行了设计。通过设计柴油机车间实时监控系统的总体架构、数据采集方案、数据采集网络及软件管理系统，实现了柴油机生产车间整体实时通讯及人员、设备、物料、测量等生产要素的实时监控，有助于企业管理层实时、准确、可视化的监控生产车间。经过某柴油机企业项目实践，验证了设计的合理性与有效性。
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  多孔结构高粘性材料力位协同灌注控制

  崔学文, 李特, 梁馨, 刘海波, 王永青

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 136-139. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.032

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  针对以蜂窝为代表的多孔结构高粘性材料灌注质量差、效率低的问题，提出了一种灌注力位可控的高粘性材料自动灌注控制方法，设计了一种多孔结构高粘性材料自动灌注装置。通过不规则芯孔高粘性材料灌注过程分析，建立了力位协同灌注控制模型，设计了基于力实时反馈的灌注位置补偿算法，并定制了灌注过程期望运动轨迹。最后，通过SIMULINK仿真实例验证，所提出的控制方法能够有效跟踪控制力-位关系，保证灌注质量。
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  基于XGBoost和自回归模型的轴承故障诊断和预警方法研究

  郝俊虎, 胡毅

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 140-142,157. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.033

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  针对轴承在数控车间生产中易发生故障且对轴承故障预警困难的问题，提出了一种基于XGBoost算法和AR（I）MA自回归模型的数据驱动的故障诊断和预警方法。首先使用XGBoost算法将轴承的历史数据划分为正常、滚珠故障、外圈故障和内圈故障4种状态，然后使用AR（I）MA模型来预测轴承在未来一段时间内的振动信号变化，再将预测出的振动信号进行降噪和特征提取后输入到训练好的XGBoost中进行故障诊断。使用PRONOSTIA平台采集的轴承工作数据进行实验，结果表明，文章方法可以准确预测出轴承短期内的振动信号并诊断出可能发生的故障，证明了该方法在轴承的故障诊断和预警中的可行性与正确性。
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  基于双目视觉的钻杆接头定位系统设计

  陈彦宇, 田东庄, 许翠华, 黄煌, 周春

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 143-144,160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.034

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  文章针对某地质钻杆摩擦焊接工作站钻杆接头自动上下料需求，在不改变原有工件存料方式的基础上，设计基于双目视觉的钻杆接头定位系统。利用大恒MER-500系列摄像机采集图像信息，并将其上传到工控机进行图像预处理及边缘检测；然后采用最小二乘法拟合椭圆，确定工件圆心坐标位置，并对圆心点进行排序；最终将工件坐标信息传给ABB机器人，实现工件的视觉定位及抓取。结果表明，利用最小二乘法拟合椭圆能够满足工件定位精度的要求。该定位系统可为类似工件的机器视觉定位提供借鉴。
工艺与装备
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  基于串联弹性驱动器的柔顺机械臂设计与仿真

  梁涛, 梁延德, 何福本

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 145-148,153. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.035

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  基于串联弹性驱动器（SEA）提出了一种三自由度柔顺机械臂的设计方案，用来模拟人手臂的运动，提高其对环境的适应力，实现良好的柔顺性。利用三维造型软件Inventor建立了三自由度柔顺机械臂的三维模型；针对柔顺机械臂关节提出了一种具有拮抗形式的弹性驱动方法，采用主动驱动弹簧和被动约束弹簧构成柔性张拉弹簧组合，以模拟肌肉-肌腱组织的收缩运动；通过动力学仿真软件Adams进行了驱动仿真分析和静动态冲击实验，结果表明在受到冲击时，柔性关节可以产生较大的柔性转角并快速衰减到稳定的运动状态，证明了该机械臂可以有效减小冲击，具有良好的柔顺性。
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  基于改进遗传算法的模块化工艺重组研究

  张启启, 范波, 宋晓明, 霍华

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 149-153. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.036

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  针对不可逆模块化工艺库全流程加工工艺路线的规划问题，设计了一种基于改进遗传算法的模块化工艺智能重组方法。首先，基于产品多工艺路线规划问题的数学模型，将产品属性转化为产品可行性模块化工艺重组策略的问题；其次，利用目标特征匹配和特征属性匹配的两级模块化工艺检索方法，结合改进遗传进化算法获得待加工产品的可行性模块化工艺，并引入中心距理论得到产品模块化工艺重组策略的最优工艺路线；最后，通过铝/铜板带材专项应用实例，进行仿真实验分析，验证所提方法对板带材全流程工艺重组的可行性和收敛性。
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  非摆线型采油螺杆泵转子复合加工机床研制

  祖海英, 贯策, 叶卫东, 韩道权

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 154-157. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.037

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  针对现有双头螺杆泵转子线型存在的问题以及加工方法的局限性，通过研究非摆线螺杆泵转子线型形成原理，设计了非摆线型采油螺杆泵转子复合加工机床，利用立铣刀对做行星运动的工件进行包络，加工出非摆线型螺杆泵转子。根据机床的机械结构以及转子加工表面的形成运动，对转子加工机床进行了运动分析，确定了机床各轴之间的运动关系。并分析立铣刀在加工转子时所产生的截面轮廓误差，确定了误差随工件自转转速变化的关系，对非摆线型螺杆泵转子的加工提供了参考。
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  三轴超精密单点金刚石车床SGDT350研制

  阳红, 刘有海, 张敏, 陈东生, 戴晓静, 宋颖慧, 肖虹

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 158-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.038

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  文章介绍了基于静压支承技术自主研制的三轴超精密单点金刚石车床SGDT350。机床采用模块化设计，构建了开放式控制体系，成功实现了机床的高精度运动。经实测机床主轴回转跳动≤ 50nm，导轨直线度允差≤ 0.3μm/250mm，加工ϕ75mm口径SR250mm铝合金凸球面面形PV值达0.24μm，表面粗糙度Sa值达3.5nm，表明了机床具有较好的运动精度和加工性能。
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  基于力控传感器的自动打磨误差补偿方法

  田亮, 吴超群, 胡士靖, 陈翱

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 161-163,168. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.039

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  针对钛合金机匣某部位打磨过程中装夹与加工轨迹存在误差导致欠打磨或过打磨的问题，文章提出了一种基于该系统的在线误差补偿方法。该方法首先通过力控传感器测量加工位置轮廓，然后计算误差大小并控制旋转工作台转动，调整工件的角度，最后对加工轨迹进行修改，以实现打磨过程中对误差的补偿。通过实验发现补偿后的打磨表面质量明显提高，因此该方法对提高钛合金机匣的自动化打磨质量有重要的指导和参考意义。
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  基于ProModel仿真的连杆再制造生产线优化方法

  孟伟, 张秀芬

  组合机床与自动化加工技术. 2020, 0(2): 164-168. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2020.02.040

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  为了提高连杆再制造效率，克服已有再制造生产线存在的计算复杂、再制造毛坯质量不确定的问题，基于离散事件系统仿真原理构建了一种新的连杆再制造生产线仿真优化方法。通过仿真分析已有连杆再制造生产线确定堵塞现象严重的工位，提出增设检验工序和平衡生产线的新方案，制定了以时间为基准的轮班制度以模拟实际工况下的轮班制度。最后，运用ProModel软件进行仿真验证，结果显示优化后的连杆再制造生产线工位、堵塞工位处缓冲区状态性能指标有了较大提升，验证了所提方法合理可行。