2021年, 第0卷, 第2期 
刊出日期:2021-02-20

  • 全选
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    设计与研究
  • 王宪伟, 丛明, 刘冬, 杜宇, 邹强
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 1-5. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.001
    摘要 ( 187 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏
    针对目前人到机器人的物体传递过程中,机器人难以像人类一样理解给予者的意图并配合完成传递任务的问题,提出了一种人类行为模式启发的人机物体传递方法。通过观察人类物体传递过程总结了人类的物体传递行为模式,使用骨骼信息与RGB-D信息融合构建传递意图判别模型;控制机器人在识别到传递意图后迅速配合完成传递任务;通过相关实验验证了该方法在人机传递效率上的改善,并基于机器人社会属性量表(RoSAS)面向使用者开展了问卷调查。实验表明,文章提出的传递意图识别准确率为96.2%,且有效的区分了相同姿态表达的不同意图,人机传递系统成功率为91.1%,平均传递时间3.3 s,能够满足人机物体传递中准确性与流畅性的需求。
  • 孙岩, 彭高亮
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 6-8,13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.002
    摘要 ( 200 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏
    为提高噪声工况下轴承故障诊断的准确性,结合振动信号时频域特征规律,提出了一种时频域改进型胶囊网络的诊断方法,采用振动信号低频段短时傅立叶变换实现时频域特征构建,搭建具有直线性感受野的胶囊网络LR-Capsulenet模型,模型前端采用直线性卷积核实现时频域特征识别,再通过三次动态路由方法构建数字胶囊层,动态路由过程采用向量乘法体现线与线空间位置关系,实现故障类型区分。为验证方法的可行性和有效性,选用西储大学轴承数据集验证,与常见卷积神经网络进行对比,结果表明文中提出的方法,具有更高的准确性和稳定性,诊断准确率97%左右。
  • 孙奇, 吕宏展
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 9-13. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.003
    摘要 ( 129 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏
    为了能够较精确地拟合磁流变阻尼器在低速区的非线性及滞回特性,提出一种基于NARX神经网络的磁流变阻尼器动力学模型。以力学性能实验数据为前提,利用LMBP算法训练NARX神经网络的串-并行结构,然后将串-并行结构转化为并行结构,使得NARX神经网络模型能够在不同电流值下得到与实验结果相吻合的输出值。最后将实验结果和模型结果进行对比,通过比较两者所得的结果发现NARX神经网络模型的计算结果与实验结果的最大相对误差仅为3.77%,而且该模型能够表征磁流变阻尼器在低速区的非线性及滞回特性,证明NARX神经网络模型在处理磁流变阻尼器的非线性及滞回特性力学行为具有较高的拟合精度。
  • 陈强, 蒋春容
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 14-17,21. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.004
    摘要 ( 136 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏
    利用Hamilton能量变分原理对圆柱定子直线超声波电机定子进行建模。根据电机定子的振动模态,推导出电机定子的机电能量系统,并通过对能量的变分,导出电机定子的运动方程,建立圆柱定子直线超声波电机定子机电能量转换模型。利用Matlab/Simulink仿真模块对机电能量转换模型进行求解,分析振幅和驱动频率的关系以及启动过程中定子振幅从零升至稳定值的变化过程。最后通过实验对样机进行验证分析。建立的机电能量转换模型较为精确地给出电机定子的机电耦合特性,对电机设计以及电机控制有一定的指导意义。
  • 欧阳会东, 吴文江, 胡毅
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 18-21. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.005
    摘要 ( 157 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏
    为了提高虚拟现实场景中三维模型的渲染速度,通过对三维模型的结构特征的研究,在分析了三维模型各个子结构对模型整体的真实性的影响权重大小不同,提出了基于结构权重的三维模型结构的动态约简方法。该方法可以通过计算三维模型每个子结构的权重系数,针对不同硬件水平的计算机,根据视点与三维模型结构的距离,动态调节模型子结构的渲染效果,实现模型的快速渲染。通过对该方法进行的测试实验,表明该方法显著提高了三维模型的渲染效率,减少了模型三角面片的渲染数量,降低了系统的内存占有率,保证了模型的真实性。同时经过对比实验,相同距离下,该方法显著提高了虚拟现实场景渲染时的FPS (画面每秒传输帧数)。
  • 李金良, 舒翰儒, 刘德建, 徐磊
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 22-24,29. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.006
    摘要 ( 539 ) PDF全文 ( 66 )   可视化   收藏
    针对基本RRT算法路径规划特点:树的扩展具有随机性,路径中存在冗余的节点,规划出的路径拐角多。因此,提出一种改进的RRT算法。改进后的算法首先采用目标偏向策略,以一定的概率P把目标点作为采样点进行随机树扩展,提高随机树向目标点的扩展的概率;其次,改变度量函数,添加了角度约束,减少了路径规划中搜索的范围,以减少搜索时间;最后,通过贪心算法对路径进行简化,并对简化后的节点采用三次B样条曲线进行优化。结果证明改进后的RRT算法搜索时间更少,搜索路径更短,平滑性更高。
  • 段敏霞, 刘鑫, 董增寿, 庞俊
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 25-29. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.007
    摘要 ( 204 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏
    由于滚动轴承的工作环境复杂,所采集的信号中通常含有大量噪声,噪声的存在会影响故障诊断的结果。为了提高噪声数据的诊断精度,采用改进的小波阈值函数结合栈式自编码器(stacked auto-encoder,SAE)对强噪声环境下的轴承数据进行故障诊断。首先通过改进阈值函数对噪声数据进行去噪,其次用小波包变换提取去噪数据的小波包能量,最后通过SAE得到故障的分类结果。通过在凯斯西储大学的轴承数据集上的实验表明,该模型能够在强噪声背景下得到较为准确的分类结果。
  • 史柏迪, 庄曙东, 韩祺
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 30-33,38. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.008
    摘要 ( 213 ) PDF全文 ( 20 )   可视化   收藏
    神经网络算法在金属零件加工表面粗糙度预测中有着广泛的运用,但是尚存网络初始化及梯度弥散这类“黑盒”问题。提出一种基于传统PSO-BP框架的改进模型,使用Xavier替代传统高斯分布初始化粒子群,在算法优化器方面使用最新的自适应矩限制取代随机梯度下降算法进行模型参数更新,经实际测试发现其训练集均方误差及其测试集绝对误差相对传统PSO-BP算法均有所降低,可以更有效担任预测任务。
  • 马斌
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 34-38. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.009
    摘要 ( 167 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏
    针对仿人机器人攀爬的实时运动生成问题,提出一种基于非线性模型预测控制(nonlinear model predictive control,NMPC)方法,能够综合优化路径和肢体运动。该方法将攀爬任务视为一个机械约束的NMPC问题,并使用了基于墙体图的状态相关权重和势函数。在每个采样时间点根据墙体信息和机器人的状态进行计算获得控制输入。此外,还提出了为NMPC在线配置性能指标的视距评估方法。研究结果表明:随着视距的减小,控制输入的计算时间也随之减少,有效降低了计算成本;与将墙体上的所有支撑都纳入视距范围的情况相比,攀爬时间最多能减少36.4%,有效适应了复杂的墙体模型。
  • 陈衡, 夏仰球, 石纯标
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 39-42. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.010
    摘要 ( 167 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏
    为了准确评价加工中心的可靠性,以KVC 1400B型三轴加工中心为研究对象,对其快速可靠性试验关键技术进行研究。首先,基于加工中心故障统计与加工中心故障机理分析确定了加工中心快速可靠性试验总体方案;其次,对加工中心可靠性试验项目及流程与条件及方法进行了明确,并实现了加工中心可靠性试验系统构架搭建与方案设计;最后,在样机上进行了一系列的加载试验,通过对现场试验故障数据与以往故障数据的比对分析验证了文中加工中心快速可靠性试验技术的可行性和准确性。
  • 周小龙, 张耀娟, 王尧, 陈思, 马风雷
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 43-46,51. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.011
    摘要 ( 139 ) PDF全文 ( 22 )   可视化   收藏
    针对齿轮实际工况复杂、故障特征难以提取的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)复合熵值法的故障诊断方法。首先,采用VMD方法对不同工况下齿轮振动信号进行分解,并对分解过程中关键参数的选择进行了研究;其次,根据频域互相关系数准则筛选出可有效表征齿轮状态特征的固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)进行信号重构,为反映齿轮信号在不同尺度上的时-频细节复杂度特征,计算重构信号的样本熵、奇异值熵、功率谱熵和能量熵,形成高维状态特征向量;最后,将高维状态特征向量作为最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LS-SVM)的输入,对齿轮的工作状态和故障类型进行识别分类。通过实测齿轮信号的分析,结果表明,该方法能够有效实现齿轮故障的诊断。
  • 许爱华, 杜洋, 段玉波, 许瀚锋
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 47-51. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.012
    摘要 ( 155 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏
    针对单一卷积神经网络模型在轴承故障诊断工作对于训练样本需求过多的不足,根据采集到的电机轴承振动数据为时序数据的特点,结合门控循环单元在处理时序数据所具有的优势,采用了基于卷积神经网络和门控循环单元(C-GRU)的电机轴承故障诊断算法。将CNN在特征提取的优点与GRU处理时序数据的优点有机结合起来,在选择合适的网络结构和参数后,深入挖掘振动信号中所蕴含的时序特征。通过选用不同数据集实验对比,在训练样本减少的同时,所使用模型的最终分类准确率分别达到了99.7%与99.6%,验证了文中所采用的模型的可靠性与实用性。
  • 孙萧, 黄民, 马超
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 52-56,61. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.013
    摘要 ( 186 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏
    针对强背景噪声下滚动轴承故障诊断问题,结合互补集合经验模态分解(CEEMD)与鲸鱼优化算法优化最小二乘支持向量机(WOA_LSSVM)进行滚动轴承的故障诊断研究。首先对声信号进行快速谱峭度分析并进行带通滤波预处理,提取故障冲击成分;其次,利用CEEMD算法将滤波信号进行分解运算,得到一系列模态分量(IMF);再利用相关系数法选取有效IMF分量进行信号重构;再提取重构信号的近似熵、峭度、峰峰值、峰值因子、波形因子作为特征值组成特征向量;最后,将归一化的特征向量输入WOA_LSSVM进行故障类别识别。将该方法用于滚动轴承试验数据,并进行对比试验分析,验证了该方法的有效性,提高了故障诊断的准确率。
  • 杨智勇, 谢迪, 王君, 周红军
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 57-61. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.014
    摘要 ( 126 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏
    为提高仿人机械手抓取稳定性,根据目标物体的结构形状、尺寸大小及机械手位置姿态,合理规划仿人机械手与抓取目标间的抓取方式及接触点分布;通过分析手指与目标物体间接触类型的抓取状态力学模型,引入机械手抓取稳定性指标参数,建立机械手抓取数学模型,确定机械手抓取稳定性与抓取平面位置、手指与目标抓取物体接触点分布间的映射关系;通过仿真实验验证了:仿人机械手的抓取稳定性与机械手抓取平面离目标物体质心的距离有关,抓取平面越靠近目标物体质心,抓取稳定性越强,并在抓取平面与目标物体质心重合时达到最大,仿人机械手的抓取稳定性与抓取平面上手指和目标物体的接触点位置分布无关;该结论为后续仿人机械手的抓取控制规划提供了理论依据。
  • 张鹏飞, 张泽斌, 郭红
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 62-65,68. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.015
    摘要 ( 141 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏
    为提高圆锥动静压轴承的综合性能,以单位承载力下功耗最小和平均温升最低为优化目标,考虑几何结构约束条件,采用最优拉丁超立方进行设计空间的布点,进行有限元数值计算。基于计算结果,采用Kriging方法建立目标函数的近似代理模型。在此模型基础上,使用非劣分层遗传算法(NSGA-II)获得Pareto最优解集;最后通过权重系数法求得最优非劣解。结果表明:优化后方案1的两个目标函数值分别较优化前减小了18.8%和10%,优化方案2分别降低了10.9%、32%;轴承无量纲功耗有所降低、无量纲承载力得到提升,温升降低明显,轴承整体性能较优化前有较大提升。
  • 丁伟明, 邵志骋, 刘春阳, 徐武军
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 66-68. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.016
    摘要 ( 95 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏
    为解决车床设计中进给系统伺服电机选型存在惯量扭矩匹配的问题,文章通过新型全机能数控车床设计实例阐述了通用型选型方法,并且给出了计算公式,详细列举了惯量匹配、扭矩匹配的计算过程,同时分析了匹配过程中注意的问题。经装配调试、切削实验符合设计目标,该方法对产品初期选型、理论设计具有指导意义。
  • 孔祥芬, 张利寒, 刘敬赟, 王杰
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 69-72,81. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.017
    摘要 ( 82 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏
    为了更为高效地挖掘海量航空维修数据中隐含的信息,提升飞机故障分析能力及深度维修能力,通过轮廓系数K-means聚类和多值属性Apriori关联规则算法挖掘飞机IDG部件各故障因素之间的关联规则。首先,采集B737飞机故障维修数据,进行预处理并筛选出与IDG部件相关的故障数据信息;其次,利用K-means聚类和多值属性Apriori关联规则算法对IDG部件故障数据进行聚类分析和关联规则挖掘,得到主要故障现象及各因素之间的强关联规则,和传统Apriori算法对比,多值属性Apriori算法的运行时间更短、效率更高;最后,结合各组件工作机理对B737飞机IDG部件提出了相关预防性维修建议。
  • 任强, 官晟, 王凤军, 丁军航, 原明亭
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 73-76,85. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.018
    摘要 ( 119 ) PDF全文 ( 20 )   可视化   收藏
    针对电机气隙偏心故障如何通过振动信号进行有效诊断、如何选取合适故障特征等系列问题,提出了基于集合经验模态分解(EEMD)的Hilbert时频谱能量特征表达和粒子群参数优化的支持向量机(PSO-SVM)的故障诊断方法。首先对振动信号进行EEMD分解,并通过相关系数法选择有效的IMF分量;其次,对有效的IMF分量提取Hilbert时频谱能量作为特征向量;最后,利用PSO-SVM对提取的特征进行故障的识别。实验结果表明:利用该方法可以对电机偏心故障进行准确诊断。通过与其他传统故障特征在PSO-SVM下进行的比较,验证了Hilbert时频谱能量特征可以获得更高的诊断准确率。
  • 控制与检测
  • 汪昕杨, 刘亚超, 钟永彬, 高健
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 77-81. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.019
    摘要 ( 148 ) PDF全文 ( 20 )   可视化   收藏
    针对多电机协同控制系统的同步控制精度问题,提出一种自校正速度补偿器与改进型自抗扰控制器结合的新型控制策略。该方法通过自校正速度补偿器对多轴电机反馈的速度量进行校正补偿,与系统误差一起输入到改进型自抗扰控制器中实现精确控制,以解决多电机协同控制系统在实际应用中存在的滞后性、抗干扰能力弱等问题。通过仿真验证所提方法对系统跟踪精度和抗干扰能力的有效性,仿真结果表明,在高频噪声影响下,该方法能够大幅提升系统的响应速度和抗干扰能力,有效实现多电机的精密协同控制。
  • 周晟, 李解, 高琳, 史欣怡
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 82-85. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.020
    摘要 ( 218 ) PDF全文 ( 30 )   可视化   收藏
    针对具有外界干扰及模型系统自身参数不确定性、不完全性的机械臂控制问题,挑选拉格朗日法营造柔性机械臂动力学仿真结构后,采用欧拉-伯努利梁理论,结合假设模态法进行机械臂运动描述。在非线性干扰观测器下,选取适当非线性增益函数对未知干扰进行准确估计,实现对高阶滑模控制器的有效补偿,以此降低外部干扰及系统的建模误差提高控制驱动的准确性。通过Lyapunov方法验证闭环系统稳定性、数值仿真验证设计方法有效性,结果表明,采用非线性干扰观测器同时运用高阶滑膜控制,有效削弱系统抖振。
  • 汤澍, 施光林, 林杰克, 杨培中
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 86-90. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.021
    摘要 ( 85 ) PDF全文 ( 10 )   可视化   收藏
    为了提高并联旋压机压边装置在外部扰动未知条件下的位置控制性能及抗干扰能力,提出了一种基于扰动观测器的自适应滑模同步控制方法。首先,针对电液比例位置控制系统存在未知扰动及部分参数无法预知的问题,设计了一种非线性扰动观测器,用以对扰动和未知参数进行估计和补偿。在此基础上设计了一种基于交叉耦合策略的滑模同步控制器,用以降低单液压缸位置误差及双液压缸同步误差,保证系统鲁棒性。此外,引入了一种滑模自适应趋近律,用以缩短滑模趋近时间,降低系统抖振。最后利用Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器能够实现精确的同步位置控制,在持续扰动作用下仍然具有良好的性能。
  • 白克, 黎智, 吴立辉
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 91-94,98. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.022
    摘要 ( 195 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏
    针对机床触发式测头进行系统误差校正时,需要通过数控机床控制器进行计算,从而导致操作困难且精度不高的问题,提出了一种新的测头系统误差补偿方法。该方法可以通过修改该方向上的测量速度,来对给定方向上的测头预行程进行校正,从而显著降低测头的误差。由于可以离线计算所有测量速度,因此控制器无需进行任何运算。分别在实验室和真实在机测量环境中,使用三维触发式测头对所提方法进行了测试。研究结果表明:该方法能够通过误差变速补偿实现触发式测头在机测量,无需控制器的复杂计算并且将误差降低了大约10倍,测头的误差从16.8 μm减小到1 μm。
  • 金昊, 丁曙光
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 95-98. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.023
    摘要 ( 144 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏
    在表贴式永磁同步电机(surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)的无位置控制中,准确实时地估计其转子位置和转速是一个关键技术难点。文章把遗传算法(genetic algorithm,GA)和径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络相结合,提出了GA-RBF神经网络观测器来估计SPMSM的转子位置和转速。GA-RBF观测器首先估计了两相静止坐标系下的反电动势,然后引入锁相环实时估计了转子位置和转速。仿真结果表明,GA-RBF算法能够提高神经网络的收敛性,避免神经网络陷入局部最优,从而实现对SPMSM的高精度控制。
  • 李振, 赵欢, 丁汉
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 99-102,106. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.024
    摘要 ( 227 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏
    应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性。针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法。以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负输入的整形器,优化控制系统的性能。为验证所提出方法的有效性,应用MATLAB建立仿真分析模型,并采用工业机器人与磨抛加工装置开展实验。结果表明,所提出的改进方法可以实现磨抛加工过渡过程的平滑过渡,减少系统响应时间延迟和加快响应速度,具有较强的鲁棒性和稳定性。
  • 陈甦欣, 韩暑, 涂德江, 晏文彬
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 103-106. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.025
    摘要 ( 129 ) PDF全文 ( 64 )   可视化   收藏
    为了满足轴承内外径尺寸检测的高精度需求,解决人工检测误差大以及效率低的问题,提出了一种基于图优化的轴承尺寸检测优化方法。首先,对灰度图像采用双边滤波去除噪声,通过形态学操作排除图像中的小型黑洞,使用图像分割提取图像中感兴趣的目标;其次,运用Canny边缘检测算子对图像边缘进行粗定位,再用Zernike-Otsu法获取图像的亚像素边缘坐标;最后,把亚像素边缘坐标导入g2o优化模型进行曲线拟合得到轴承的内外径尺寸。实验结果表明,利用该方法进行轴承内外径检测的误差小于0.015 mm,能够满足工业现场的检测需求。
  • 工艺与装备
  • 陈诚, 顾晋, 王生怀
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 107-109,113. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.026
    摘要 ( 99 ) PDF全文 ( 125 )   可视化   收藏
    分析了动力转向器齿条活塞密封槽磨削工艺易出现的质量问题和采用硬车淬硬钢密封槽工艺的技术难点,提出了一种高效的淬硬钢密封槽加工工艺方案。采用正交试验法设计实验,得到不同工艺参数对刀具寿命的影响规律,并根据分析结果对车削工艺参数进行了优化。实践表明,车削淬硬钢密封槽时切槽刀径向和两侧面切削余量的选择最为关键。采用粗车密封槽,热处理后再精车密封槽的工艺方案不仅能保证加工质量、提高生产效率、降低成本,还绿色环保。该研究为齿条活塞密封槽的车削加工提供了依据,也为其他类似零件的加工提供了可资借鉴的经验。
  • 王小刚, 邱磊
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 110-113. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.027
    摘要 ( 164 ) PDF全文 ( 134 )   可视化   收藏
    针对铣削加工过程中刀具挠度变形的自动补偿问题,提出了一种用于五轴数控加工的刀轨自优化方法。首先,该方法从铣削加工材料去除仿真中获得工艺条件,且将计算出的切削条件与相应的形状误差测量相关联;其次,采用基于统计学习理论的支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)来预测所产生的形状误差,并进行自优化和生成刀具路径;最后,在五轴CNC机床上进行了应用,且在两个凹腔处进行了测试。研究结果表明:该方法能够有效优化刀具路径,最大形状偏差从70 μm减小到35 μm,降低了50%。此外,该方法具有较好的知识可传递性。
  • 樊瑞军, 关志伟, 孙翠香
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 114-117. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.028
    摘要 ( 68 ) PDF全文 ( 75 )   可视化   收藏
    为满足不锈钢模具微小孔钻削稳定,高效,精密的加工要求。针对模具微小孔钻孔过程中出现的排屑困难、钻头易折断、微小孔精度低、毛刺多、钻孔效率低、钻孔数量不稳定等技术难点,制定合理的加工工艺。通过设计正交实验,在实际生产中采集不锈钢微小孔钻削加工参数,利用正交实验分析法获得最优的参数组合。使用优化后的钻削加工参数进行不锈钢的微小孔加工,提高了加工稳定性,大幅提升了加工效率,降低了加工成本。不锈钢微小孔钻削加工参数对其他类型材料的微小孔钻削加工具有一定的参考价值。
  • 马利, 王汉熙, 张云
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 118-121. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.029
    摘要 ( 177 ) PDF全文 ( 125 )   可视化   收藏
    叶片是航空发动机关键零部件之一,具有复杂的几何形状、极高的几何精度和表面质量要求。其中,叶片进排气边作为影响整机性能的关键区域,其较小的半径尺寸、急剧的曲率变化使得数控自动化抛光难以实现。为此,提出一种采用电镀超硬磨料柔性抛光轮定轨迹抛光的方法。通过优化线速度和预压量等抛光工艺关键参数,建立相应的抛光去除量和表面粗糙度变化曲线。实验结果表明,随着线速度和预压量的增加,进排气边的去除量也随之增加。不同尺寸半径试件(R2 mm,R1.5 mm,R1 mm)表面粗糙度在线速度为12.56 m/s和预压量为0.3 mm时呈现出最低值(Ra1.05 μm,Ra 0.86 μm,Ra 0.81 μm)。通过不同尺寸半径试件抛光参数优化方法研究,为实现叶片进排气边的高精度数控自动化抛光提供了有利支撑。
  • 李小康, 李彬, 许鹿辉, 郝勇, 任睿卓
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 122-126. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.030
    摘要 ( 247 ) PDF全文 ( 197 )   可视化   收藏
    针对高效干切削和微量润滑加工中润滑能力不足的难题,通过引入石墨烯涂层自组装及界面优化,降低刀具表面自由能,提高刀具的耐磨性和寿命。采用DEFORM软件模拟不同切削速度下石墨烯涂层和非涂层硬质合金刀具切削加工6061铝合金,提取分析试验的切削力和切削热等数据后表明:在一定的切削条件下,石墨烯涂层能有效提高刀具的润滑性能,起到降低切削力和摩擦因数的作用。
  • 徐清遥, 呼煜超, 陈子涵, 郑永昌, 李鑫, 陈志军, 王玉琳
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 127-130,135. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.031
    摘要 ( 153 ) PDF全文 ( 357 )   可视化   收藏
    为了实现废弃PCB板的规模化和产业化回收,研发了一种废弃PCB板电子元件的高效无损绿色自动分离设备。该设备包括送料装置、加热装置、分离装置和出料装置4个部分。重点设计了分离装置的机械结构,分析了分离装置的工作原理,设计了分离装置的控制系统,并对PCB板电子元件高温分离过程所产生的有毒、有害气体进行了有效的收集和综合治理,以实现拆解尾气的绿色安全排放。企业实践表明,该设备适应PCB板范围宽,分离电子元件效率高,元件损坏率低,焊料回收纯度高,设备自动化程度高,经济效益、社会效益和环境效益好,具有一定的推广应用价值。
  • 王欣欣, 李中凯, 刘等卓
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 131-135. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.032
    摘要 ( 105 ) PDF全文 ( 348 )   可视化   收藏
    对玻璃进行钻孔加工过程中,机床中钻孔支撑结构的变形会使钻头发生偏移,降低钻孔的质量,提出了以最小化钻孔支撑结构的变形量和构件质量为优化目标的结构优化设计方法。考虑到支撑结构多目标优化模型缺乏的问题,在ANSYS Workbench软件中进行钻孔支撑结构的有限元分析,通过试验点选取、拟合函数选择和响应面合理性评估,建立了反映钻孔支撑结构关键尺寸与优化目标之间关系的两目标响应面模型,并采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解。试验表明,Kriging模型具有比标准响应面模型更好的多维变量和非线性问题拟合性能;钻孔支撑结构在满足强度要求的同时,最大变形降低了57.1%,质量减少了30.4%,满足高强度和轻量化的要求,证明了所提出的基于有限元分析、响应面拟合和多目标优化的机床结构件优化设计方法的有效性。
  • 王栋, 李宁, 张锦涛
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 136-139,144. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.033
    摘要 ( 104 ) PDF全文 ( 296 )   可视化   收藏
    渗碳淬火可以提高材料的疲劳性能,但在对热处理后旋转弯曲疲劳试样的磨削加工中存在废品率高、效率低等问题,为了高效高质量磨削出标准疲劳试样,提出一种径向圆跳动变形量检测方法以衡量热处理后变形程度,基于国标GB/T4337-2015中尺寸、形位公差以及表面质量要求,提出两种磨削加工方案,并进行同轴度误差检测与比较,对渗碳淬火后18CrNiMo7-6钢旋转弯曲疲劳试样毛坯在外圆磨床上的磨削加工工艺进行优化,确定最终磨削方案。磨削后试样同轴度误差为9.3 μm,表面残余应力为-233.84 MPa,表面算术平均偏差Sa为0.208 μm,符合国标要求,为疲劳试验中标准旋转弯曲疲劳试样磨削加工提供依据。
  • 陈坤, 汪永超, 刘嘉
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 140-144. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.034
    摘要 ( 102 ) PDF全文 ( 24 )   可视化   收藏
    在制造行业机械加工过程中,切削液的选择使用是带来环境污染程度的重要因素,为了解决切削液在选择使用时带来的环境污染问题,考虑到绿色制造的理念,运用模糊层次分析法(fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)和灰色关联分析法(GRA)相结合建立数学模型并求出最优解,针对切削液的性能,成本价格,加工质量,环境影响,回收利用等方面进行研究,结果获得一种面向绿色制造的机床切削液的最佳方案选择,并且提出一种科学合理的选择评价方法,最后用一个实例来证明该方法的可靠性。
  • 刘春, 高文翔, 詹有河, 余立强, 李世杰, 苟德森
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 145-148,153. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.035
    摘要 ( 198 ) PDF全文 ( 111 )   可视化   收藏
    针对飞机交点孔镗孔加工中手动调刀效率低、出错风险高等问题,设计了一种自动调刀机构及其调刀控制系统。采用伺服电机驱动调刀机构内部传动系统来实现镗刀的精确偏移,进而完成系统的自动调刀。通过调刀量在线输入和离线规划两种控制模式完成自动调刀,有效地提高调刀效率并降低出错风险。此外,基于伺服电机角度传感器反馈信号、机械传动误差分布规律检测,实现了调刀精度的半闭环补偿控制,有效地提高了调刀精度。最后,设计试验并进行了镗孔自动调刀加工试验验证,结果表明所设计的自动调刀系统其孔径加工误差不超过+0.015 mm,加工结果能够满足飞机交点孔精度要求,且提高了调刀效率,降低了调刀出错风险。
  • 先进管理技术
  • 张国辉, 焦迎涛, 孙靖贺, 张海军
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 149-153. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.036
    摘要 ( 100 ) PDF全文 ( 166 )   可视化   收藏
    针对装配线平衡和多技能员工分配集成优化问题,构建以装配线平衡率和员工技能训练收益两个不同指标的数学模型,并提出混合粒子群优化算法对该模型进行求解。依据集成问题特征,采用整数编码,保证解的可行性;提出定向变异方式,通过计算变异点的所有变异结果的适应度值,选择适应度高的个体;设计邻域结构进行局部搜索,提高解的质量和搜索效率。最后,采用提出的方法对实际案例进行求解,结果表明,所提出的混合优化算法能有效地改善装配线平衡,提高员工技能培训收益。
  • 马玉莹, 张家骅
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 154-156,160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.037
    摘要 ( 133 ) PDF全文 ( 146 )   可视化   收藏
    为了提高镜片加工车间生产效率,降低成本,对设备布局优化问题进行研究。以最小化镜片车间设备间物流搬运费用和设备包络面积为优化目标,构建了多行设备布局优化模型,并开发了一种遗传光学算法来求解模型。在算法设计中,通过连续编码、部分优先权解码的策略,将光学算法取代遗传算法中变异算子,改进了遗传算法容易陷入局部最优的缺点。结果表明,光学遗传算法的求解质量高于遗传算法和自适应遗传算法,能比遗传算法结果节约搬运成本10%;表明文中方法能够解决镜片车间设备布局的问题。
  • 李广振, 徐志刚, 任朝晖, 吕新星
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 157-160. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.038
    摘要 ( 104 ) PDF全文 ( 118 )   可视化   收藏
    为了发现在规划阶段进行仿真优化所带来的新问题并得到一般性的结论。基于离散事件仿真软件Plant Simulation建立了某自动化装配线的仿真模型。基于仿真模型分析、评估了在不同方案下的产能与机器利用率。通过比较与讨论确定了最优方案。相比初始方案,优化后产能提高100%,平均机器利用率提高约95%,核心机器利用率提高约97%。研究过程与结果表明:规划阶段的仿真相比生产阶段的仿真,缺点是仿真可信度下降,优点是能提高生产效率和经济效益。因此在规划阶段提前进行仿真优化是可取的。
  • 贾佳, 魏旭, 杨丹, 宋昭君, 闫梓威
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 161-164,168. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.039
    摘要 ( 238 ) PDF全文 ( 439 )   可视化   收藏
    为了解决车间优化布局的同时降低工人体力劳动强度,引入快速全身评估法,对作业人员的动作因素进行定量分析。综合性别,相对代谢率,物流因素建立人因视角下的车间布局优化模型并采用SLP/遗传算法集成算法对模型进行求解。结合现场数据资料,利用SLP方法分析各作业单元得物流与非物流关系形成的初步优化方案,并用其替代由遗传算法随机生成的初始种群的部分染色体。减少了人的经验判断对初始车间设备布局方案的影响,提高了遗传算法的搜索效率与全局收敛性。以某高压真空断路器机箱车间为例,利用该模型进行布局优化设计,使得物流成本降低26.5%,工人累计疲劳指数降低11.6%。
  • 刘志宇, 王德权, 杨佳杭, 宋野
    组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(2): 165-168. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.02.040
    摘要 ( 113 ) PDF全文 ( 178 )   可视化   收藏
    通过深入多家制造企业工厂车间长期陪产,总结生产加工设备对于生产实际产生的影响,记录归纳由生产设备导致的问题并探寻问题最佳解决方案。建立生产设备档案,解决设备故障报修、设备故障维修、设备保养及预防性维护、设备状态管理和设备数据分析等问题,运用云平台,云存储,JAVA,MySQL数据库等技术,从工位电脑扩展到大屏幕显示,手机和PAD各平台,在TPM管理的理念指导下,解决客户生产实际中和设备相关的问题,自由配置用户所需,满足企业各类与设备相关报表分析统计,辅助提升决策与运营效率,实现真正的设备的智能管理,加快升级产品,提升竞争优势,全面提升客户满意度的效果,显著提升自己生产管理水平。