组合机床与自动化加工技术

Select

刘清华, 陈家兑

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 1-3,8. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

发动机曲柄连杆机构的结构及其参数与发动机性能有着密切关系，对其进行参数优化具有重要意义。针对发动机曲柄连杆机构易出现运动不平衡而降低发动机性能的问题，提出了利用粒子群优化算法（particle swarm optimization，PSO）进行优化，建立了相应优化设计的数学模型。通过优化使发动机在2000 r/min时，曲柄连杆机构的最大正向惯性力减小16.5%，最大反向惯性力降低14.2%。结果表明，改进的PSO算法收敛速度快，计算精度高，具有较强的全局最优解搜索能力，能有效解决机构优化设计问题。

Select

基于改进VMD-SVD降噪的齿轮箱故障特征提取

蒋丽英, 潘宗博, 刘佳鑫

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 4-8. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

强噪声背景下的齿轮箱振动信号故障特征提取困难，变分模态分解（VMD）和奇异值分解（SVD）都是有效的降噪方法，将两种方法结合起来有更好的降噪效果。但是若噪声非常强，甚至淹没了部分有用信息，传统的VMD-SVD联合降噪就会将部分有用信息与噪声一起滤掉。在传统的VMD-SVD联合降噪的基础上，提出了改进VMD-SVD的降噪方法。在变分模态分解嵌入奇异值分解，利用奇异值分解对每个IMF分量进行处理，再将处理后的模态分量线性叠加，完成降噪过程。通过仿真验证证明了该方法能够有效地降低噪声信号，通过对实测齿轮箱断齿信号的处理分析，证明了该方法能够在极强的噪声背景中有效地保留有用信号、降低噪声信号，更有利于齿轮箱故障特征提取。

Select

基于改进移动最小二乘法的数据拟合

王红平, 史明

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 9-13,20. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.003

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

已知的基于移动最小二乘法（MLS）的数据拟合存在较大的提升空间，提出了一种改进的移动最小二乘法（IMLS）。通过对正态加权函数与两种典型加权函数的分析与对比，证明了正态加权优越的拟合性能。以正态加权作为加权函数对移动最小二乘法进行了改进，并对其影响半径与形状参数对拟合性能的影响进行了深入研究，给出了曲线拟合和曲面拟合的数值实例，数值算例和测量数据处理表明，改进的移动最小二乘法在曲线拟合和曲面构造方面性能优于移动最小二乘。

Select

参数不确定下的磁悬浮双转子系统的动态特性

张辰川, 王念先, 王东雄

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 14-20. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.004

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

目前，关于电磁轴承支承特性的研究大多是基于PID类传递函数明确的控制算法展开的，而非线性控制算法的模糊属性导致难以建立电磁轴承的支承刚度和阻尼模型，系统的支承特性存在不确定性，从而难以对此类磁悬浮系统的动力学特性展开研究。为此，针对支承特性不确定下的磁悬浮双转子系统，首先，运用有限元法建立了磁悬浮双转子系统的理论模型；其次，将电磁轴承支承特性中的不确定量转化为‘未知而有界’的区间；最后，基于Chebyshev正交多项式的区间分析方法对磁悬浮双转子系统的动态特性展开了研究。研究结果表明，低频峰值响应的不确定度与等效刚度和阻尼呈现幂函数变化关系。

Select

基于电液数字阀的飞机舵机负载模拟器设计与仿真

刘晓琳, 韩秋旻

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 21-25. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.005

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对传统飞机舵机电液负载模拟器无法实现直接数字控制的问题，对其控制元件进行改进，设计了一种基于永磁同步电机的新型电液数字阀。根据系统工作原理对阀体结构进行设计，设置了电机三闭环控制方式，并依此建立负载模拟器非线性数学模型。为了验证电液数字阀应用于飞机舵机电液负载模拟器中的可行性和有效性，在MATLAB的Simulink环境中分别进行电液数字阀动静态和负载模拟器动态仿真实验。仿真结果表明，该电液数字阀不仅能够实现直接数字控制，而且可以消除滞环和量化误差，从而提高负载模拟器的控制性能和跟踪精度，具有较高的工程应用价值。

Select

圆锥曲线的刀具补偿算法研究

马虎亮, 李赞, 王燕青, 吕明

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 26-30. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.006

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

刀具补偿理论对于圆锥曲线的算法通常采用偏移后重新参数化的方法，计算过程复杂，这限制了圆锥曲线在机械设计和加工中的应用，因此提出了一种针对圆锥曲线不需要重新参数化的刀具补偿算法。首先，在对圆锥曲线参数方程研究的基础上，阐述了适用于圆锥曲线插补的参数跟踪法的基本原理和计算步骤；其次，对单段圆锥曲线和多段圆锥曲线的刀具补偿计算进行了说明，并提出了刀补轨迹交点计算方法——改进二元梯度法；再次，对C刀补进行了扩展，将其应用到圆锥曲线上；最后以刀具补偿实例说明了圆锥曲线交点计算和刀具补偿计算过程，包含了4个交点的计算，列出了交点坐标和迭代次数，并进行了插补计算和分析，结果证明了交点计算方法和刀具补偿算法的有效性。

Select

基于双树复小波和AR谱的滚动轴承故障诊断

宋玉琴, 周琪玮, 赵攀

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 31-35. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.007

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对滚动轴承信号的非平稳特性、小波变换频率混叠及信息丢失等问题，提出一种结合频率分离与功率谱的滚动轴承故障诊断方法。首先，双树复小波变换（DTCWT）对振动信号进行分解，依据幅频特性对子频段个数进行优化，实现信号频率的精准分离；其次，利用自回归（AR）功率谱得到不同子频段功率，将总功率作为特征输入遗传算法优化的支持向量机（GA-SVM）进行故障诊断。通过实验，复合轴承故障的总体识别率达到96%，其中3种外圈故障识别率达到100%，其结果表明所提方法能够准确提取故障特征并准确识别复合轴承故障。

Select

基于QPSO正则化极限学习机的轴承故障诊断

刘鑫, 任海莉

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 36-40. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.008

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

从复杂的振动信号中提取有效的故障特征并且得到准确的分类结果，建立可靠的故障诊断方法一直都是滚动轴承故障诊断研究中的关键课题。文章提出一种改进的正则化极限学习机（Regularized Extreme Learning Machine，RELM）应用于降噪自动编码器（Denoising AutoEncoder，DAE）的故障分类方法。首先，将振动信号经过快速傅里叶变换得到的频域系数作为高维数据，然后利用堆叠降噪自动编码器（Stacked Denoising Autoencoders，SDAE）对高维数据进行学习，提取更具鲁棒性的特征，再将该特征作为RELM的输入进行分类，得到故障诊断模型。针对RELM中正则化参数选取困难问题，采用量子粒子群优化算法（Quantum-behaved particle swarm optimization，QPSO）进行参数优化。实验结果表明，基于SDAE-RELM的诊断方法在泛化性和故障识别率都优于SDAE和其他分类算法结合的故障识别方法。

Select

数字散斑特性对三维重建精度的影响分析

林旭华, 陈新度, 吴磊

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 41-44,48. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.009

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对数字散斑图像的特性对三维重建精度造成影响的问题，对数字散斑图像的特性以及斑点分布方式进行分析，模拟了三种不同的散斑图像，通过理论分析与实验研究获得了辅助效果较好的数字散斑图像。为了对散斑的特性进行研究，首先介绍了双目三维视觉的基本原理、数字散斑的模拟方法以及数字散斑相关方法；然后，分析了随机灰度、二值全局和二值局部散斑的灰度直方图与平均灰度梯度；最后，设计了不同直径、分布方式的数字散斑图，并实际测试了其对标准量块三维重建精度的影响。实验结果表明，二值灰度局部散斑能获得更好的重建效果。

Select

基于有限元法改进螺栓连接刚度模型

马雅丽, 刘国超, 危家勇, 李灿灿, 梁晨

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 45-48. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.010

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对目前对螺栓连接刚度的研究忽视了被连接件材料的弹性模量和厚度不同对其刚度的影响，基于有限元方法，研究了被连接件材料的弹性模量与厚度对其刚度的影响。结果表明：被连接件材料的弹性模量比值越大，螺栓连接刚度越小；被连接件的厚度比值越大，螺栓连接刚度越小；被连接件厚度与螺栓直径比值会减小被连接件材料的弹性模量对刚度的影响和增大被连接件厚度对刚度的影响。最后建立螺栓连接的解析公式，与德国工程师协会（VDI）的实验刚度结果对比，计算误差小于8%，螺栓连接刚度计算较为准确。

Select

基于位置姿势控制的并联机械手运动误差仿真分析

朱向楠, 韦源源

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 49-52,56. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.011

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对并联机械手液压驱动的运动位移和角位移跟踪误差较大问题，设计了自整定模糊前馈PID控制系统，并对运动位移和角位移误差进行仿真验证。创建了液压驱动并联机械手平面简图，推导出二自由度并联机械手运动位移和角位移方程式。设计了自整定模糊前馈PID控制器，采用MATLAB软件对并联机械手运动位移和角位移跟踪误差进行仿真，并且与模糊PID控制方法进行对比。结果表明：采用模糊前馈PID控制器优于模糊PID控制器，二自由度并联机械手运动位移和角位移跟踪误差较小。采用模糊前馈PID控制器，二自由度并联机械手跟踪误差波动幅度较小，提高了并联机械手运动追踪精度。

Select

基于DA-XGboost算法的复杂机械产品质量预测

董海, 田赛

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 53-56. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.012

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对复杂机械产品质量特性数据集的高维度、小样本、数据不平衡特点，建立DA-XGboost模型解决复杂机械产品质量损失问题。首先，针对复杂机械产品关键质量特性，提出复杂机械产品质量预测流程，采用蜻蜓算法（Dragonfly Algorithm，DA）对该类产品质量预测特征进行选择，降低其质量特性数据集的维度；其次，建立XGboost模型，处理复杂机械产品质量数据集不平衡问题，降低数据不平衡对最终预测结果的影响；最后，通过数值实例验证，DA-XGboost算法能够针对影响质量的关键因素进行有效预测，提高工艺产量，降低单位生产成本。

Select

基于WPD-CNN二维时频图像的滚动轴承故障诊断

陈里里, 付志超, 凌静, 董绍江

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 57-60,65. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.013

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

滚动轴承故障诊断是现代工业发展中的重要技术。针对滚动轴承信号特征提取与智能诊断问题，提出了一种基于WPD-CNN二维时频图像的滚动轴承故障诊断方法。首先通过小波包分解（WPD）将信号转换为二维时频图像；其次将时频图像输入VGG19卷积神经网络（CNN）模型自动提取有效特征，并输入Softmax分类器进行训练；最后使用训练好的分类器完成滚动轴承故障诊断任务。实验结果表明，10类故障数据的识别准确率均在98.3%左右，高于其他深度学习和传统方法，因此所提出的故障诊断模型能有效地进行滚动轴承复杂信号的特征提取以及分类任务。

Select

基于CEEMDAN-FastICA的滚动轴承故障特征提取

刘兆亮, 颜丙生, 刘春波, 聂士杰, 宋宇宙

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 61-65. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.014

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对轴承早期故障信号微弱、故障特征难以提取的问题，提出一种将完备集合经验模态分解（CEEMDAN）与快速独立分量分析（FastICA）相结合的故障特征提取方法。该方法首先利用CEEMDAN将轴承故障信号进行分解，得到一系列模态分量（IMF）；然后依据峭度准则选取相应分量进行重构，引入虚拟噪声通道；最后利用FastICA对重构信号进行解混去噪，分离出源信号的最佳估计信号后进行包络谱分析进而提取故障特征频率。该方法通过LabVIEW软件平台进行编程实现。仿真信号和轴承故障实验信号的研究结果均表明该方法可明显降低噪声和调制成分干扰，突出故障特征频率成分。

Select

基于改进卷积神经网络轴承故障诊断

庞俊, 刘鑫, 段敏霞, 任海莉, 侯鑫烨

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 66-69. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.015

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

卷积神经网络（Convolution Neural Network，CNN）是一种常用的智能故障诊断方法。针对卷积神经网络结构中参数较多，训练时间长，并且sigmoid和ReLU激活函数运用带来梯度消失和均值偏移。基于以上问题提出了一种改进非线性映射函数的卷积神经网络模型。把振动信号转换成二维振动图像表示其故障纹理，在卷积层中加入了两层残差神经元。再运用该方法对凯斯西储大学和帕德尔伯恩大学轴承数据集进行分析，分别达到预测精度99.18%和100%。

Select

基于深度置信网络集成的齿轮剩余寿命预测

宋仁旺, 王萪峰, 石慧

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 70-73,79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.016

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在齿轮的剩余寿命预测中，针对传统方法需要人工提取特征和单个网络模型在泛化能力不好的问题，提出一种深度置信网络（DBN）集成模型的齿轮剩余寿命预测方法。该方法以齿轮振动信号作为输入，首先，用遗传算法优化多个DBN；其次，应用负相关学习（NCL）选择误差小同时差异度大的几个DBN搭建集成模型，用以描述不同时刻特征值之间的关系；最后，基于齿轮振动加速度数据配置好模型后进行预测，和单个深度置信网络预测比较，结果显示文章提出的集成模型在不同时刻训练集和测试集之间的误差均比单个DBN低。验证了该方法可以完成预测并且能提高泛化性能。

Select

改进定子电阻辨识的滑模观测器PMSM无传感器控制

曹晓月, 张旭秀

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 74-79. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.017

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对电机参数变化会对观测结果造成一定影响的问题上，给出一种在线辨识定子电阻的滑模观测器永磁同步电机无传感器控制。首先用分段型指数开关函数代替传统的符号函数，并基于Lyapunov稳定性判据对系统进行稳定性分析；在此基础上推导出滑模增益与观测电动势的关系，进而提出可变滑模增益。最后在转速突变、转矩突变和定子电阻变化的三种工况下进行仿真测试。结果表明，对比传统滑模观测器，改进的滑模观测器对减小系统抖震、提高系统观测精度和观测速度有一定作用。

Select

基于LSTM的轮毂端面变形量在线检测系统

李江, 张铫, 李博

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 80-82. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.018

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对传统端面平面度在线检测时，会出现由于工业现场光线、粉尘等干扰使激光位移传感器采样数据异常，导致端面平面拟合出现偏差的问题，提出了利用基于神经网络的异常检测方法来识别传感器采集的异常数据。首先在非异常数据集上对层叠LSTM网络进行训练，然后对多个时间步长后的原始数据进行预测分析，由此产生的预测误差进行高斯分布建模，为数据异常检测提供判断依据。最后使用最小二乘法完成对端面平面度的求解。通过工业实验验证了该方法的有效性，其测量精度为±0.073 mm，相较于传统平面度在线检测精度提高明显。

Select

基于自适应ROI算法的光斑中心检测

许丹丹, 马增强, 钱荣威, 周涵, 李俊峰

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 83-86. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.019

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对光照致使光斑图像退化无法准确检测光斑中心的不足，提出了一种自适应ROI提取算法对光斑中心进行准确测量。首先对光斑图像进行结构相似度（SSIM）计算得到自适应ROI，然后将提取到的ROI进行类间方差最大化（Otsu）的图像分割得到光斑二值图，其次对光斑二值图进行圆拟合，最后得到光斑中心坐标。实验结果表明，在平均像素强度低于240时，该算法能较好适应光照影响且计算误差均在0.05%以内，具有较高的精度，能够适用于实际工况下微小位移的测量。

Select

基于可拓层次分析的机器人系统安全评价方法

刘旭, 王颂, 于洪鹏, 李志海

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 87-89,93. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.020

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为提高电力行业应用的机器人系统安全评价准确性，克服无法定性定量的对电力机器人进行安全评价，提出基于可拓层次分析的安全评价方法。首先，分析当前电力机器人技术水平与标准现状，确定影响评价结果的机械安全、电气安全、充电电池安全、定位导航安全等8个特征指标，建立电力机器人系统安全评价体系；其次，基于可拓层次分析法对安全评价指标的权重系数及隶属度矩阵确定，耦合计算得到可量化的安全评价；最后，针对变电站巡检机器人进行实验验证，整体安全评价结果与第三方质量安全检测报告的评价结果情况一致，验证了评价模型及评价方法的准确性。

Select

基于多任务特征层共享的表面缺陷检测

钟展祺, 陈新度, 吴磊

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 90-93. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.021

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在基于卷积神经网络的工业表面缺陷检测中，往往将缺陷检测任务视为单任务进行学习。针对单任务学习数据来源单一、样本量缺乏的问题，提出了一种基于多任务特征层共享的表面缺陷检测方法（Feature-shared Multi-task Network，FSMTNet）。该方法首先对原图像数据分别进行高斯滤波和canny算子边缘提取，处理后的两组图像数据和原数据视为三个相关联的任务；三组图像分别输入以AlexNet为主干的网络，通过一种共享单元（Shared unit）进行任务间的特征共享；并在一系列可学习权重的作用下，自主学习出最佳共享组合。在不进行任何数据增强的前提下，该方法达到了96.111%的平均准确率，对比传统方法提升6%，子类准确率最大提升27%。实验结果表明，基于多任务特征层共享的缺陷检测网络性能优于同类单任务网络。

Select

基于改进DOG边缘检测算子的铁鞋相对位移检测

钱荣威, 马增强, 许丹丹, 周涵

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 94-97. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.022

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为提高铁鞋与车轮之间相对位移的检测精度，提出了一种基于改进DOG边缘检测算子的铁鞋与车轮之间相对位移的检测方法。该方法将相机安装在车轮旁侧的油箱上，首先对铁鞋图像进行预处理，其次采用改进DOG边缘检测算子获得铁鞋轮廓，对铁鞋轮廓进行特征点提取得到铁鞋尾部特征点，最后结合相机标定得到铁鞋与车轮的相对位移。实验结果表明，该方法实现了列车铁鞋与车轮之间相对位移的非接触检测，且误差在1%以内。改变了目前人工现场检查防溜铁鞋工作状态的传统方法，减轻了人工作业强度，该方法的提出为后续进一步开展列车运行安全状态监测与评价研究奠定了基础。

Select

基于滑模PID控制的下肢康复外骨骼控制研究

李沈炎, 韩亚丽, 陈茹雯, 吴枫, 糜章章

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 98-101,105. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.023

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为增强外骨骼机器人在医疗方面的康复效果，通过研究人体运动机理及人体各关节运动数据，设计了一款基于液压控制的下肢外骨骼机器人。首先，通过建立外骨骼动力学模型，基于拉格朗日法求出髋关节、膝关节处的驱动力矩，建立了髋关节、膝关节的动力学方程；针对动力学模型在实际计算过程中存在着误差及摩檫等因素影响，提出了一种PID和滑模控制相结合的控制算法；运用Matlab软件进行了模拟仿真实验，仿真结果表明，该控制系统能够使外骨骼机械腿达到良好的跟随效果；最后搭建样机实验平台，验证了控制算法的有效性，能够满足患者进行主动康复训练的需求。

Select

基于FreeRTOS的智能搬运小车新型控制研究

张浩, 夏志平, 张树宁, 谭峰

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 102-105. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.024

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对传统PID控制调参难的问题，设计开发了一种新型控制系统，使智能搬运小车能够按照给定顺序搬运和取放物料。以STM32F407VE为主控芯片，基于FreeRTOS操作系统，实现了多个功能模块的并行运行；在找点时，小车采用了特有的条件找点算法，确保了系统的工作效率；在定位移动这一关键环节，利用机理建模原理，设计了以最佳输出为导向的新型控制算法，弥补了传统增量式PID控制的不足。实验结果表明，新型控制算法能够使小车运行稳定，并实现自动找点、物料抓取、搬运和放置等功能，具有较好效果。

Select

钛合金航空叶片叶根与缘板抛光工艺参数优化

邓凯, 何志强, 陶剑锋

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 106-108,112. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.025

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

钛合金具有良好的机械力学性能，因此被广泛应用于航空发动机叶片中。然而实现钛合金叶片的自动化抛光一直是一个巨大的难题。采用一种电镀超硬磨料柔性抛光工具针对钛合金材料展开线速度与预压量抛光工艺参数优化。其结果是粗抛光线速度为4.18 m/s，预压量为0.4 mm时试件去除量和表面粗糙度最优，精抛光线速度为1.57 m/s时粗糙度值最低达到0.12 μm。在优化后的参数基础上进行某型号钛合金叶片缘板和叶根处抛光实例验证，最终的到是叶根和缘板区域去除量和表面粗糙度均满足要求。

Select

基于公差原则的装配体公差建模

程彬彬

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 109-112. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.026

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了建立可以反映公差原则的装配体公差数学模型，研究了尺寸公差、形位公差的关系及补偿方式，基于形位公差的动态公差图，给出了最大实体要求下功能要素的旋量表示，修正了雅可比旋量模型，提出了一种基于公差原则的装配体公差建模方法。结合机床尾座实例，分析了零件之间的装配约束关系，建立了最大实体要求下的装配体公差数学模型，能够处理尺寸公差、形位公差之间的相关要求，扩大了装配体公差建模的应用范围，保证了公差建模理论的完整性和合理性。

Select

柴油发动机活塞卡簧装配设备的研制

于明辉, 田志远

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 113-114,118. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.027

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了改善柴油发动机活塞装卡簧装配设备的自动化程度不高的现状，提高活塞卡簧装配的精度及效率，因而研发了此活塞卡簧自动装配设备。此设备对柴油发动机活塞卡簧的装配的特点而设计，运用了翻转压紧的结构演变形式；卡簧存放采用料仓的形式来实现，卡簧的夹取采用气动夹爪的夹松功能实现。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配套工装，一键启动，方便操作者操作，减少因卡簧装配时对活塞销孔的划伤，同时该设备具有高柔性，能够适应φ90mm～φ180mm缸径的活塞卡簧装配。

Select

动力转向器输入轴钻斜油孔专用夹具设计

陈诚, 顾晋, 王生怀

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 115-118. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.028

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对动力转向器输入轴外圆表面形状复杂，斜油孔加工时手动分度机构定位精度不高和生产效率低下的问题，合理选择定位基准并设计了在立式数控钻床上使用的专用夹具。阐述了夹具的结构特点及工作原理，对定位误差进行分析和控制。采用伺服电机实现数控分度，基于CAE软件SolidThinking Inspire对夹具体进行了轻量化设计。通过简单调整和更换夹具部分元件可实现成组加工，一次装夹加工出工件圆周方向均布的三个斜油孔，提高了生产效率和自动化水平，降低了夹具制造成本，能够满足多品种生产的要求。

Select

基于正交实验的机器人砂带磨削工艺分析及优化

刘建春, 陈博伦, 林晓辉, 邹朝圣

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 119-123. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.029

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对工业机器人砂带磨削最优工艺参数组合的选择，通过机器人夹持工件进行砂带磨削，采用正交实验和极差、方差分析方法研究砂带线速度、工件进给量、横向进给速度、砂带目数对工件表面粗糙度Ra及材料去除深度MRD的影响，探究其最优工艺参数组合，并通过正交实验数据建立变量与实验结果的线性回归预测模型。结果表明：综合考虑表面粗糙度Ra及MRD的最优加工参数组合为砂带线速度18 m/s，进给量0.5 mm，横向进给速度100 mm/s，砂带目数80#。砂带目数对工件表面粗糙度Ra的影响起主导作用，砂带线速度、工件进给量次之。工件进给量对MRD的影响起主导作用，砂带线速度、砂带目数次之。当砂带目数处于80#～240#时，工件表面粗糙度Ra会随着砂带目数的增大而减小，影响程度有减弱的趋势。当工件进给量处于0.2 mm～0.5 mm时，MRD会随着工件进给量的增大而增大，影响程度有减弱的趋势。

Select

基于区间层次的加工过程资源环境属性评价

韩自强, 单武斌, 何腾飞, 李邦彦

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 124-126,131. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.030

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

由于机械加工过程存在不确定性，指标权重和指标值都不是一个确定的数，而是一个变化区间，用区间数表示更加符合实际，为此提出一种新的资源环境属性评价方法。首先，建立了资源环境属性评价指标体系；其次，利用区间层次分析法计算出评价指标权重。进而又建立了基于区间数可能度的资源环境属性评价模型；最后，以联接套加工过程3种不同工艺方案为例，计算出3种工艺方案的可能度矩阵对应的排序向量，从而验证了该模型的可行性和实用性。

Select

基于人机协作的动力电池系统拆卸序列规划

刘驿轩, 江志刚, 喻剑平

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 127-131. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.031

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为解决新能源动力电池系统目前主要为手工拆卸，而机器人不能独自完成拆卸的问题，提出一种基于人机协作拆卸序列规划的方法。首先根据零件间的连接关系和优先约束关系生成产品拆卸混合图，通过混合图中的AND/OR和有害零件优先拆卸关系得到连接关系和优先关系矩阵。然后以拆卸时间、成本和难度为优化目标，通过Pareto人工鱼群算法生成非支配解，动态搜索全局最优，得到最优拆卸序列。最后，以特斯拉model1s动力电池系统的研究为例，验证了上述方法的可行性与有效性。

Select

钻削与电火花小孔组合加工装置及实验研究

王志浩, 王燕青, 马虎亮, 杨胜强

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 132-135,141. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.032

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

结合当前金属基陶瓷涂层材料工件打孔时出现二次装夹带来的定位误差的问题，提出了先利用表面涂覆金刚石刀具的钻头对陶瓷层材料进行钻削加工，待其金属基材裸露之后采用电火花小孔加工金属层。为实施两种加工方法，改造实现了双主轴专用装置，针对金属层电火花小孔加工设计开发了半桥逆变脉冲电源，搭建了放电伺服控制系统，开发了伺服控制程序。设计了两种加工方法自动切换电路，为实现加工过程自动化提供了基础。对表面涂覆氧化锆的钛合金复合材料进行连续打孔实验，实验结果表明该组合加工方法可以实现金属基陶瓷涂层材料小孔加工，连续打孔时公差范围小于10 μm。

Select

分区自适应蚁群算法的多面体数控钻床加工路径优化

游海涛, 罗红波, 董特, 施显阳

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 136-141. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.033

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对多面体数控钻床运行过程中加工路径距离最短问题，使用传统二维平面路径优化很难得出全局最优解。为解决上述问题，首先，通过采用相邻面几何避障方法以寻找过渡点确保钻头与工件内部无几何干涉；其次，通过对比分析标准蚁群算法和自适应蚁群算法的收敛速度和求解精度，发现加入动态变化信息素挥发参数的自适应蚁群算法拥有更好的综合性能，为验证该算法的优越性和可行性，将其与标准蚁群算法进行仿真结果对比分析。仿真结果表明，分区自适应蚁群算法较标准蚁群算法具有更好的全局搜索能力，其收敛迭代次数及最短路径距离都有明显减少。

Select

气动可伸缩折叠旋转机械手设计

张德福

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 142-144,148. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.034

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对机械手结构单一，更换机械手存在装夹、抓取误差，且多角度操作自由度不足、欠灵活等问题，设计一种气动可伸缩折叠旋转机械手，其主要包括三种功能：机械手伸缩、机械手折叠、主体旋转。机械手伸缩主要是夹钳式，可以夹持非平面零件，完成工作后可以缩回机械手主体内。折叠机械手主要是吸盘式，可以吸附平面结构的零件，完成工作后折叠在机械手主体上，机械手均不会占有空间。通过主体旋转功能不仅增加机械手自由度还可以避免与其它物体发生干涉。该设计结构简单，能完成多类型零件的抓取，降低生产成本；降低机械手抓取定位误差，提高加工、装配精度。

Select

基于图像处理的余量分配方案设计

蔡斯宸, 钱峰, 董惠敏

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 145-148. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.035

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对钻床中的丝杠支撑座零件，提出了一种基于图像处理的余量分配方案计算方法，以加工余量的最小分布误差为优化目标，得到相应的中心孔位置与倾斜角度。首先，通过对粗糙毛坯件的相片进行图像处理，得到中心圆孔内轮廓点和零件外轮廓点数据，基于中心圆孔内轮廓点的离散数据以最大误差最小为目标用圆拟合确定圆心坐标；其次，根据加工工艺要求和工件余量数据，建立了求解加工轮廓面余量分配方案的数学模型，确定工件中心孔移动位置和倾角；最后，展示了一个基于此方法进行余量分配的算例。该算例的结果表明：该方法能很好地处理坯件轮廓上存在的铸造缺陷，有效地替代了传统工艺，促进了加工自动化的发展。

Select

Ti-6Al-4V合金J-C本构参数对高速切削过程切削力的灵敏度分析

邱彩云, 冯吉路

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 149-152,158. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.036

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究高速切削时Johnson-Cook （J-C）本构模型参数对切削力的影响，采用Box-Behnken中心组合试验设计和Kriging拟合法与有限元法相结合的方式，以材料本构模型参数A、B、n、C、m为自变量，平均切削力为响应值，建立了本构模型参数与平均切削力的响应面函数，并应用Monte Carlo随机抽样法和灵敏度分析法结合的方式，从统计学角度定量分析了材料本构参数对切削力的影响。研究表明：在钛合金Ti-6Al-4V高速切削时，其材料初始屈服强度A、应变硬化系数B和热软化指数m对平均切削力的影响较大，应变率硬化系数C对切削力几乎没有影响。该研究为深入理解高速切削加工机理和切削力的准确预测提供了理论依据。

Select

面向低碳高效的U型拆卸线平衡优化

吴远峰, 陈二蒙, 倪静

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 153-158. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.037

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了高效利用再制造系统，实现拆卸线平衡和低碳制造，建立了一种基于U型拆卸线的，考虑到了工作站数、空闲时间、平滑度和碳排放量的多目标优化模型。首先针对产品的约束关系和拆卸序列的编码和解码方法进行了论述。其次，使用了改进多目标细菌觅食算法对拆卸方案进行优化。在游动环节，使用了一种动态自适应搜索机制；在繁殖环节，和遗传算法的交叉算子相结合，增加种群多样性，避免过快收敛。最后，以手机拆卸过程为例，有效地验证了提出的模型能够有效规划拆卸系统，实现拆卸线平衡。

Select

基于改进人工蜂群算法的柔性作业车间调度

王玉芳, 马铭阳, 葛嘉荣, 缪昇

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 159-163,168. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.038

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对柔性作业车间调度（Flexible Job Shop Scheduling）问题，建立了以最小化最大完工时间为目标的数学模型，提出了一种改进的人工蜂群算法。采用随机选择和按规则选择相结合的方法产生优质初始解，针对雇佣蜂搜索过程，提出了改进的IPOX交叉方法，在继承父代优秀个体的同时，又能平衡算法的开发和探索能力；在观察蜂阶段，采用变步长策略来增强算法的全局搜索能力，避免陷入局部最优；通过增加侦查蜂的数量来保持种群的多样性；在算法迭代过程中采用贪婪策略保留精英解。最后通过求解柔性作业车间通用测试集验证算法性能，仿真结果表明改进的人工蜂群算法局部搜索能力突出，收敛性和鲁棒性优良，不仅避免算法陷入“早熟”，而且收敛代数显著降低。

Select

基于多色集合的物料清单映射研究

孟冠军, 张伟, 陈信华

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(3): 164-168. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.03.039

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了解决信息化集成中的BOM映射问题，对映射过程与解决策略中的关键问题进行了研究。在分析BOM数据流演进的基础上，采用基于工艺过程的映射问题解决策略。首先，对工艺过程进行统一的抽象表达，建立了工艺信息的流模型；其次，利用多色集合理论在复杂关系建模上的优势，将工艺信息模型中的各要素及其约束关系进行格式化表述并整理为映射规则，依据提取出的映射规则推导出BOM自动化映射算法；最后，通过实例来证明映射规则与BOM映射策略的有效性。基于工艺过程策略形成的制造BOM结构严格遵循装配过程，无需人工调整便可以导入制造系统中实现系统集成；多色集合表达的结构映射规则具有高度结构化且易于计算机处理的特点，易于实现。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第0卷, 第3期　
刊出日期：2021-03-20

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第0卷, 第3期 刊出日期：2021-03-20

2021年, 第0卷, 第3期　
刊出日期：2021-03-20