组合机床与自动化加工技术

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杨淇耀, 吴丹, 陈恳

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 1-5. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.001

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钛合金/铝合金是飞机装配制孔中的典型叠层结构，目前多采用干式钻削，存在刀具磨损严重、孔加工质量难以保证的问题。为了探寻更有效的冷却润滑方式，研究利用超临界二氧化碳作为冷却介质，采用内冷的方式对切削区域进行快速冷却，进行低温叠层钻削实验，分析总结了低温钻削性能规律，并通过对比实验与干式钻削作比较。通过冷却介质出口温度梯度实验，研究了出口温度对钻削的影响。结果表明，相比于干式钻削，低温钻削能降低轴向力，降低表面粗糙度值，减小钛合金的出口毛刺高度，获得更好的孔径一致性。

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GIS内壁检测的四足爬壁机器人运动学分析

张铁, 吴骄任, 蔡蒂, 吴凌峰

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 6-10,16. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.002

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设计了一种用于气体绝缘金属封闭开关(GIS)内部检测的四足爬壁管道机器人，并对其进行运动学分析。为准确描述机器人在管道中的位置，提出了位姿参数的概念，并确定了机器人起始位姿；建立了机器人的单腿运动学模型，并求解得到单腿运动学正逆解；为了避免足端在运动中与壁面碰撞，分别对机器人进行直线、曲线轨迹规划和实验。实验结果证明，运动轨迹的平均体积误差分别为1.03 mm和1.14 mm，误差较小，运动学模型精度较高。

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五轴变权重等距双NURBS刀具路径平滑算法

李乾坤, 赵现朝, 高鹏, 石继超, 霍晓锐

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 11-16. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.003

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针对计算机辅助制造系统(CAM)生成的五轴线性刀具路径仅满足G0连续从而影响加工精度和工件表面质量的问题，提出了一种使用模拟退火优化控制点权重的等距双NURBS路径平滑方法。基于线性路径的夹角，将线性刀具路径分为局部平滑段和整体平滑段，选取辅助控制点实现不同平滑方式得到的NURBS路径的G2连续性。刀尖路径和刀轴路径采用相同参数，使用模拟退火分别优化刀尖和刀轴路径的控制点权重，得到满足位置误差要求的等距双NURBS路径。经过仿真分析和实验加工验证了该方法平滑刀具路径的有效性。

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基于RBF神经网络的六自由度机械臂轨迹优化

柘龙炫, 李少波, 张星星, 宋启松

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 17-20. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.004

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为了降低机械臂运动轨迹偏差、提高精确度，设计了六自由度机械臂模型并对末端执行器进行运动轨迹规划。从运动学出发建立机械臂的连杆坐标系并获得D-H参数，通过机械臂运动学公式求解得末端执行器位置和姿态；借助MATLAB中的神经网络工具箱设计RBF神经网络，利用轨迹离散转化得到的离散点训练RBF神经网络。仿真结果表明，采用RBF神经网络优划后得到的运动轨迹为平滑曲线、且在各坐标轴的趋近误差均低于±0.4 mm，降低了趋近误差，实现了机械臂在笛卡尔空间的轨迹优划。实验结果达到了预期效果，表明此次轨迹优化的合理性。对机械臂应用于生产中具有一定的指导意义。

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球头铣刀微切削Ti6Al4V合金仿真与试验研究

张鑫祺, 董志国, 刘沛林, 朱徐辉

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 21-24,28. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.005

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为研究每齿进给量对球头铣刀加工钛合金过程中微铣削力以及温度的变化规律和加工后表面形貌的影响，首先，基于有限元方法，使用Deform-3D有限元软件对钛合金进行微铣削仿真；其次，通过试验对铣削力进行验证；最后在超景深显微镜下观察不同每齿进给量对加工表面形貌的影响。研究表明：铣削力随着每齿进给量的增大呈现缓慢波动后快速增大的过程；工件温度随着每齿进给量的增大而增加，在刀-屑接触区温度达到最高，且升温速率也呈现升高的趋势；不同每齿进给量对加工表面存在不同程度的切屑粘连现象，每齿进给量越大，其切屑粘连现象越严重。

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纳米压痕有缺陷单晶硅的分子动力学分析

胡洋, 戴厚富, 周玉琪, 岳海霞

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 25-28. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.006

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为了研究单晶硅中纳米裂纹对加工过程的影响，建立了单晶硅纳米压痕的分子动力学模型。在该研究中，分析了不同压痕速度对单晶硅中纳米裂纹演化的影响。对纳米压痕工艺、温度变化、势能变化、加载力、裂纹扩展、配位数等进行了深入的研究。研究结果表明，工件中的纳米裂纹在加载过程中有愈合的趋势；压头加载速度越大，工件纳米压痕区温度越高，势能越大，但加载速度对载荷变化趋势的影响不大；另外，纳米裂纹会使工件中Bct5-Si与Si-II的量显著下降。该研究为包含缺陷的单晶硅半导体的实际加工提供了理论指导。

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连续体结构拓扑优化敏度过滤研究

张国锋, 徐雷, 李大双, 余方超

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 29-32. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.007

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变密度法作为处理连续体结构拓扑优化问题的一种有效方法，在优化过程中常出现如棋盘格现象等数值不稳定现象，使得优化模型提取较为困难。针对这一问题，提出了一种改进的敏度过滤方法，该方法通过引入新的卷积因子，结合原有卷积因子建立三者在一定权重比分配下的数值关系，并采用一种带有预设修正权值的方法，弱化边界扩散问题。以柔度最小化为优化目标，采用多个二维数值算例研究改进敏度过滤方法在拓扑优化中的可行性及有效性。实验表明，该方法能有效消除棋盘格现象和网格依赖性，且大幅度提高了优化速度，优化结构的柔度收敛值小，取得了更好的优化结果。

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基于改进量子遗传算法的机械臂轨迹优化

周晟

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 33-37. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.008

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针对串联机械臂轨迹运行时间优化设计问题，在算法中引入自适应动态旋转角步长调整机制和多算子协同变异机制，提出一种改进量子遗传算法。选取串联机械臂为验证对象，建立D-H参数表，依据MATLAB工具箱与五次多项式样条插值函数，验证运动学正、逆解模型求解正确性后，构造末端执行器运行轨迹图。以运行时间为目标设计目标函数，合理设置相关参数后，通过改进量子遗传算法优化设计，将机械臂轨迹运行初始时间2 s优化为1.956 s，且优化后关节角位移、角速度和角加速度变化曲线平滑、稳定、连续，验证了算法的有效性，为后续研究奠定基础。

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基于ADAMS的AGV台车回转机构动力学分析

周小容, 李永聪, 袁森, 陈海虹

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 38-41. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.009

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针对某AGV台车回转过程平顺性差、响应滞后的问题，从动力学理论上对传动机构进行了分析，拟将多级齿轮传动替换为齿轮齿条传动。利用ADAMS软件建立了台车虚拟样机模型，分别以输出齿轮的转速、位移和啮合力为对比指标，对两种方案的传动部分进行了动力学仿真分析。结果表明原方案动态特性较差，与实际情况互为印证；改进方案的3个主要指标均优于原方案，可以较好地改善台车回转时的平顺性，减少累积误差并提高响应速度。分析结果为改进实物样机提供了有效的指导意见。

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基于热力耦合的轴承失效分析

吴俊杰, 朱振杰, 孙德鹏, 张进生, 欧阳丛森, 董配玉

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 42-44,58. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.010

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采用轴承作为支撑部件的机械设备，在转运过程中会产生大量的热，轴承受应力场、温度场作用下经常发生失效现象。针对圆柱滚子轴承的失效现象，基于热力耦合原理建立了轴承的有限元分析模型，考虑应力场和温度场的耦合作用，对轴承进行仿真分析。获得了不同温度场下轴承的接触应力和等效应力，同时探究了稳定运行工况下轴承的工作参数。结果表明，轴承的接触应力和等效应力随温度地升高而增大，同时该工况下的轴承温度低于112℃时，机械设备运行稳定，轴承设计选型要综合考虑温度场对工作性能的影响。

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圆刀片刃口磨削表面形貌控制研究

钱超, 姚振强

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 45-48,52. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.011

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针对圆刀片磨削加工后表面质量不均匀的现象，研究了硬质合金圆刀片刃面磨削加工工艺中砂轮倾角和砂轮粒度对刃面质量影响。通过运动学分析，建立了切削表面纹理与切削工艺参数的数学关联模型，揭示切削参数对切削模式、表面纹理的影响规律。利用光学三维形貌仪测量了不同位置的刃面微结构及面粗糙度，对比了双区域磨削、单区域磨削和砂轮粒度对表面形貌的影响。结果表明，单区域磨削的面粗糙度具有更好一致性，多区域磨削具有更低的面粗糙度，对于精加工选用单区域磨削可有效也提高圆刀片表面质量。

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化学机械抛光机的抛光盘面形在位测量研究

马堃, 金洙吉, 董志刚, 朱祥龙, 康仁科

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 49-52. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.012

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化学机械抛光机是加工光学元件的主要设备，抛光盘面形是影响抛光机加工精度的重要技术参数。现有的抛光盘面形测量主要依赖离线测量的方式，存在着测量基准不统一、二次装夹引发变形等问题。针对上述问题，提出了一种抛光盘面形在位测量方法，搭建了抛光盘面形在位测量系统。经过误差分析将测量误差分离成为平行度误差与直线度误差两部分，通过垫调整片的方式将平行度误差从0.043 mm减小到0.015 mm，再通过z向补偿的方式将测量误差进一步减小到0.006 mm。分别利用抛光盘面形在位测量系统和三坐标测量机对直径200 mm的检测件进行了测量，两种测量方式的结果显示：抛光盘面形在位测量系统的测量误差在0.003 mm之内。抛光盘面形在位测量系统的测量精度得到了有效验证。

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磁悬浮永磁同步电动机的电磁力密度波及振动噪声研究

陈天毅, 竺志大, 曾励, 杜立强

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 53-58. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.013

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磁悬浮永磁同步电动机具有无机械摩擦和磨损，可以达到长寿命的高速或超高速运行，但电动机工作时需要不停地对磁悬浮电磁合力进行抗负载干扰调节，由此产生的电磁振动和噪声也比常规永磁同步电动机大很多，不可忽视。提出一种开口圆弧段定子绕组的永磁同步电动机，由4个这种电动机并联悬浮支承同一转子并驱动其旋转构成整体的磁悬浮永磁同步电动机；针对圆弧定子绕组式的磁悬浮永磁同步电动机进行电磁振动噪声研究，建立电动机气隙磁场及电磁力密度波的分布模型，基于电磁力密度波优化电动机绕组参数，并对电动机振动和噪声进行仿真研究。通过仿真结果可知，优化后的电动机在保证电磁性能的前提下其振动噪声也降到了合理水平。

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基于YOLO_v4的空心杯电枢表面缺陷实时检测

庾彩红, 黄海松, 曾锋, 姚立国

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 59-62,66. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.014

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在空心杯电枢的绕制工艺过程中，绕线机异常工作会造成电枢表面出现孔洞等影响空心杯电机寿命的缺陷，为解决空心杯电枢表面微小缺陷检测过程中存在的准确率低、检测速度慢、不能实时检测缺陷等问题，文章提出一种基于YOLO_v4的空心杯电枢表面孔洞缺陷检测方法。对采集的图片进行数据增强及K折交叉验证，提高模型的鲁棒性，以避免训练模型过拟合；借助CSPDarknet53网络及SPP模块提取输入原始图像的特征，通过训练获得针对空心杯电枢表面缺陷的检测模型，提升YOLO_v4缺陷位置检测及识别的精度；在搭建的实验平台上采集数据并验证基于YOLO_v4提出方法的有效性。实验结果表明该方法可有效满足工业生产复杂背景下电机电枢表面微小孔洞缺陷检测的要求。

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基于线结构光的发动机缸盖表面字符识别

潘海鸿, 徐大斌, 王耀玮, 董秦汉, 梁旭斌

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 63-66. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.015

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为解决发动机缸盖因油渍较多导致表面字符拍不清和识别难的问题，设计出一套基于线结构光的缸盖表面字符识别系统。该系统使用线结构光扫描字符表面，结合激光三角测量法得到缸盖表面字符的深度图，并对该深度图进行图像降噪、图像增强和倾斜校正处理；最后，使用YOLOv4算法进行训练并识别出字符。对缸盖表面油渍较多情况下所获得的图像(相邻字符之间粘连严重)识别字符平均正确率能达到99.6%以上，识别时间约为50 ms。实验结果表明所设计的系统在生产节拍内可准确识别出缸盖的型号和铸件号等信息，具有抗干扰性强、识别准确率高等特点。

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风干扰下无人机自抗扰控制参数自整定

石晓洁, 蔡家斌, 宋建, 宋军军, 荆福琪

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 67-71. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.016

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针对室外环境中的复杂气流扰动对无人机姿态控制的影响，对姿态控制结构和控制器参数自整定进行研究。首先，建立复杂风场环境模型，并将其引入到无人机动力学模型中；其次，在此基础上，设计自抗扰控制器，并针对自抗扰控制参数过多整定困难的问题，使用RBF神经网络实现控制器参数自整定，采用IAE和ITAE性能指标来判断控制器性能好坏。通过与常规PID和反步法进行对比，证明了基于RBF神经网络优化后的非线性自抗扰控制器具有较高的控制精度和较好的抗风扰能力。

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基于改进GNG的电解铝生产杂质预警与控制

刘天松, 吴永明, 盛晓静, 陈琳升

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 72-75. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.017

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铝电解工业中，铝液中杂质元素含量过高会严重影响铝液质量，Fe和Si含量的预警和控制对保证铝液质量有着重大意义。针对铝液中的杂质含量过高，缺乏用于实时监督的准确预警模型的问题，提出了一种基于加权欧式距离的GNG增量学习模型，构建了阈值机制实现对工业数据流实时监督和预警。通过K-means算法、经典GNG算法与改进GNG算法进行网络拓扑图比较分析。最后，结合铝液中Fe和Si含量的时间序列数据进行动态特征分析，实验结果表明，改进GNG算法对Fe和Si含量数据的实时监督和预警具有可靠性与准确性。

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基于DWT-DSCNN-SVM的轴承故障诊断

杨瑞恒, 唐向红, 陆见光, 陈功胜

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 76-80. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.018

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在故障诊断过程中，为了更好地提取特征以及提高故障识别率，提出了一种基于离散小波变换和深度可分离神经网络算法以及SVM分类器的滚动轴承故障诊断方法。首先，模型利用离散小波变换对原始振动信号提取特征，形成多通道样本；然后对样本进行深度可分离卷积神经网络训练，最后在全连接层后接SVM分类器实现对故障信号的分类。实验所用数据来自CTU-2实验平台，故障标签共有10类。实验结果表明，相比较单一使用小波变换提取特征或者CNN卷积神经网络分类的方法，该模型的诊断效果更加优秀。

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基于滑模自适应控制的双关节机械手轨迹跟踪

杨明博, 周紫阳

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 81-84. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.019

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针对机械手在工作过程中由于自身参数的不确定性导致系统稳定性受到影响，提出一种滑模自适应控制算法进行机械手的轨迹跟踪。首先通过运用拉格朗日方程推导出机械手的动力学方程，将未知负载变化、机械手连杆重量、连杆长度及其连杆质心等作为未知变量进行滑模函数以及自适应律的设计，用自适应律调节未知量对稳定性的影响，保证系统的跟踪精度；其次，通过运用李雅普诺夫稳定性分析判断控制算法是否能够使系统最终达到渐进稳定；最后仿真实验表明机械手的轨迹能被稳定跟踪以及未知变量具有快速收敛性，证明了算法的有效性和优越性。

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西门子840Dsl系统多组M功能的译码

付纯连

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 85-85,89. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.020

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为解决西门子840Dsl系统执行多组M功能时需要编制大量的重复性的PLC程序的问题，采用了对西门子840Dsl系统静态M功能接口地址进行译码处理的方式，降低了程序编制的工作量，增强了PLC程序的结构化、模块化和通用性。

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工业伺服系统大范围位置控制器的设计与验证

郑子超, 余文涛, 程国扬

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 86-89. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.021

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针对带有惯性阻尼环节的工业位置伺服系统，设计了一种能实现大范围快速定点运动的控制器。控制器根据系统速度的大小，在时间最优控制律与线性控制律之间进行平滑切换。采用线性控制的闭环极点阻尼系数和自然频率作为可调参数，设计了近似时间最优伺服控制律；为了对速度(未量测)和未知负载扰动进行估计，设计了一个能实现动态增益的非线性扩展状态观测器。此控制器被用于一个永磁同步电机位置伺服系统，进行了MATLAB仿真，以及基于TMS320F28335 DSC的实验测试，结果显示伺服系统在空载、半载和满载三种未知扰动情况下都能对给定的目标位置进行准确的跟踪，且超调量低于2%，具有理想的控制性能。这个设计可用于工业伺服传动系统的高性能位置调节。

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基于VMD和排列熵的滚动轴承故障诊断研究

杨云, 张昊宇, 薛元贺, 丁磊

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 90-93. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.022

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针对难以识别的轴承运行振动信号中的状态特征，提出变分模态分解(VMD)和基于峭度准则排列熵结合的滚动轴承故障诊断方法。VMD分解算法受限于分解参数，分析参数对结果的影响，并通过定一求二的方法确定VMD的参数，使用设置好参数的VMD算法分解4种滚动轴承状态内圈故障、外圈故障、滚动体故障以及正常状态下的振动信号，由于滚动轴承的特殊运行特性，分析滚动轴承故障运行机理，得出基于峭度准则的排列熵(PE)特征向量构建方法，并使用支持向量机来对4种状态进行分类，最终实现故障诊断。

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基于声发射技术的液压滑阀内泄漏特征提取

刘杰, 彭利坤, 宋飞

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 94-98,103. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.023

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针对液压滑阀在声发射技术下内泄漏信号样本采集不足、变量因素考虑不全的问题，搭建了声发射内泄漏检测实验系统。以公称通径为10 mm、16 mm、20 mm的液压滑阀为研究对象，通过改变阀芯直径、间隙高度、密封长度及滑阀上下游压差对液压滑阀进行声发射信号采集并记录实际内泄漏率。对180个工况内泄漏信号定阶后基于Burg算法进行AR模型功率谱分析，并提取能量特征分析内泄漏率与敏感特征关系。结果表明，能量特征能有效区分不同间隙高度的内泄漏率，并成功判断内泄漏率是否大于40 ml/min。

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基于深度学习的冗余机械臂无碰运动规划

季晓明, 文怀海

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 99-103. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.024

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针对冗余机械臂运动规划过程中的避碰问题，提出一种基于深度学习的避碰运动规划方法。首先，建立冗余机械臂的运动学模型，借助Gilbert Johnson Keerthi算法进行碰撞检测，确定机械臂连杆与障碍物之间的安全距离；其次，将避碰运动规划问题转换成多元函数优化问题，以循环神经网络为主体框架，用天牛须搜索机制来防止算法陷入局部最优值和保证解的多样性；最后，在仿真环境下验证文中所提算法的有效性，结果表明：该算法的预测精度比改进人工势场法平均高出10.89%、算法时间节约2.44 s，其可以帮助冗余机械臂规划一条平滑、柔顺、无碰撞的运动轨迹，具有一定的工程参考价值。

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导轨型面检测装置不确定度分析

李泽宇, 欧屹, 王凯, 冯虎田

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 104-108,115. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.025

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为了提高导轨型面检测装置的精度，通过分析不确定度来源，建立误差模型，提出一种新的不确定度评价方法。通过采用由大到小的分析方法，确定导轨型面检测装置的整体不确定度，并从整体到局部对导轨型面的各个参数进行评定，得出主要影响因素为传感器安装偏角误差。通过开展偏角试验，验证传感器安装偏角误差对测量结果的影响，提出补偿方案及优化建议。结果表明，经过偏角补偿，偏角3°范围内导轨型面检测装置对滚道半径的检测精度为3 μm，偏角补偿可以提高导轨型面检测装置精度。

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基于中径和预紧摩擦力匹配的导轨副装配研究

俞福春, 欧屹, 王凯, 冯虎田

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 109-115. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.026

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为实现滚珠直线导轨副的高效装配，提出快速测量滚道中径参数计算预紧摩擦力的方法。首先分析导轨副的滑块和导轨滚道的中径偏差、滚珠直径偏差与接触角、滚道间距的关系，建立导轨副滚道中径偏差与滚道间距的关系模型；其次根据变形接触理论研究滚道中径偏差对导轨副预紧摩擦力的影响；然后设计导轨副中径检测系统测量滚道中径，利用预紧摩擦力测量系统测量导轨副中径偏差和滚珠直径偏差影响下的预紧摩擦力。测量结果与理论的最大偏差为6.89%，精度满足要求。最后对同规格不同批次的导轨和滑块在中径误差测量的基础上完成滚珠匹配，产品的预紧摩擦力都在设计范围内，验证高效装配方案的可行性。

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考虑工人分配的多目标装配线平衡优化

邓超, 胡瑞飞, 蒋捷峰, 殷国富

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 116-121,126. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.027

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装配线工序优化分配后，工人可能需要学习部分工序操作以适应新的工位需求，不合理的工人分配会增加成本，为此提出了一种考虑工人分配的多目标装配线平衡优化方法。首先根据装配线特点，定义了工人分配的原则和目的，并提出了基于匈牙利算法的工人分配方法；然后提出了以生产节拍、平滑指数和工人学习时间为优化目标的装配线平衡优化模型；再针对该优化模型，设计了基于pareto解的多目标鲸鱼优化算法，给出了鲸鱼位置编码解码、pareto解集更新和头鲸选择方式；最后将模型与算法应用于某连接器装配线，对优化结果进行分析，发现3个目标都得到有效优化。整体上节拍和平滑指数与工人学习时间呈负相关，难以保证同时最优；不同的工序和工人分配可能会得到相同的目标值，增加了企业选择的灵活性。说明所设计的算法能有效解决该类多目标装配线平衡优化问题。

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基于云平台的数字孪生多适应装配产线设计

高丹, 朱翔, 韩永成, 徐玉林, 杜宇

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 122-126. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.028

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针对非标定制化自动装配产线中的生产工艺和流程不可更改的问题，基于数字孪生技术对生产工艺和流程提出重新设计、优化和改进。根据唐山某公司现场调研装配产线的功能，设计多适应装配产线的工艺流程，实现数字孪生系统的质控过程同步监控、生产过程的仿真优化设计及协作生产等三个功能；并采用深度学习云决策平台+雾制造网络架构实现工业大数据的相互融通及智能决策。数字孪生多适应装配产线落地应用，实现非标定制自动化产线的研发、智能优化决策及组装工件的定制化更改，提高了生产效率、扩展了产线适应性。

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基于气固两相流磨粒的刀具钝化研究

赵雪峰, 李辉, 杨勇, 秦浩

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 127-130. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.029

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机加工的质量和效率受刀具刃口形貌直接影响。对刀具进行钝化处理可以提高刀具的使用寿命及可靠性，满足高速高效切削加工的要求。文章提出了采用气固两相流磨粒的方法对硬质合金立铣刀进行钝化，基于动能守恒定理以及磨粒磨损理论，建立了在气固两相流磨粒钝化过程中刀具非对称刃口形成的数学模型，并通过与正交实验进行对比分析。分析结果表明钝化后形状因子的理论值与实际值的最大误差为18.4%，最小误差为0.04%，验证了该模型的可行性。

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汽车底盘装配线运行参数仿真分析与优化

肖海宁, 秦德金, 周临震, 武星, 翟晶晶

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 131-134. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.030

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以某新能源汽车底盘装配输送线为研究对象，对基于Plant Simulation的生产线仿真分析与优化方法进行了研究。首先，根据底盘装配输送线的工作原理，利用Plant Simulation软件建立其仿真模型；其次，以装配线实际产能及开动率为评价指标，对某公司规划部门提供的运行参数进行了仿真分析。最后，针对仿真中发现的因预估开动率过高导致实际产能不足的问题，对运行参数进行了优化，仿真结果表明，优化后的运行参数既能够保证规划产能，又能够避免因库存过高导致资源浪费现象。该研究可为新能源汽车生产线的性能分析与优化提供指导，具有较好的工程应用价值。

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基于改进遗传算法的机翼装配序列智能规划

郝博, 徐东平, 王明阳, 王建新

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 135-137,140. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.031

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针对飞机机翼零件多、装配方式多样且关系复杂等问题，提出一种基于改进遗传算法的飞机机翼装配序列规划方法。该方法考虑到机翼装配过程中大量梁、肋等零部件具有曲面外形的特征，通过建立装配优先关系矩阵和非正交干涉矩阵作为装配的约束条件，增加装配方向，并在此基础上以装配过程中零件的重定向次数和装配工具的更换次数为优化目标，建立起装配过程规划的数学模型。然后通过矩阵模型优化初始种群，并通过改进遗传算法的交叉和变异模式对其进行求解。最后以机翼为实例验证，其结果表明改进后的方法提高了初始种群的质量，提高了算法的搜索速度，得到的装配序列符合实际的要求,验证了该方法的可行性。

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基于轮廓防错的侧梁组装工装设计

李颖, 张国龙, 柳士强, 佟国臣

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 138-140. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.032

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针对侧梁组装过程中不合格品检出率低、定位不准确的问题，在分析了工件的结构特点和组装工艺的基础上，以工件外形轮廓定位，提出了基于轮廓防错的全封闭式结构的工装设计方案，创新设计了定位器，使定位更加准确，并能在组装过程中有效防错，降低了组装难度，提高了产品制造的可靠性和质量的稳定性。

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组合赋权VIKOR法的重型机床动立柱设计优化

朱金波, 王秋林, 李勇, 王玲, 殷国富

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 141-145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.033

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针对目前研究人员在进行立柱结构件优化设计时，重点放在立柱局部的结构或尺寸优化方面而对立柱内部筋板结构布局或整体结构布局研究不足，难以满足研发高精度、高可靠性重型机床对立柱高刚度、高抗振性、轻量化等综合需求，提出了组合赋权VIKOR法的重型机床动立柱设计优化方法。该方法综合考虑立柱传统结构、仿生结构、新材料等方面后设计了8种动立柱，然后利用有限元软件对其进行优化并计算了关键性能评价指标数值，最后使用组合赋权VIKOR法找出了最优方案。优化后的动立柱和原方案相比，质量减轻10.4%，1阶固有频率提升74.7%，总体方向静变形量减小31%、热变形量减小13.8%，表明优化后动立柱静态性能和动态性能显著提升，验证了组合赋权VIKOR法的重型机床动立柱设计优化方法有效可行。

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同轴静电雾化切削雾化特性与加工性能研究

姜海, 苏宇

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 146-149. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.034

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通过同轴静电雾化切削雾化、荷电性能及铣削铝合金试验，研究了电压和内外流体类型对雾化形态、雾化电流与稳定性、切削力的影响。结果表明，在适用于切削的稳定锥射流模式下增大喷嘴电压，雾化电流增加、稳定性降低。内外流体中纳米颗粒的加入都会增大雾化电流，降低雾化稳定性。外流体中加入纳米颗粒切削力显著降低，内流体中加入纳米颗粒切削力有所增大。内流体为去离子水，外流体为蓖麻油基纳米流体时获得最低的切削力，为同轴静电雾化切削的优化内外流体组合。

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基于最大稳定度的深孔加工枪钻结构参数优化

钱清, 程寓, 郑立辉

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 155-158. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.036

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深孔加工中刀具易发生偏斜，影响孔直线精度。针对某型发动机轴齿件上一小直径深孔加工，首先，建立枪钻导向条的稳定度方程；其次，以稳定度最大为目标，借助遗传算法，对枪钻的结构参数进行优化；最后，借助有限元方法和轴线偏斜预测模型验证优化效果。结果表明，优化后的枪钻，稳定度较优化前提高9.01%，变形量减小5.78%，预测轴线偏斜量0.008 5 mm，满足孔直线精度要求。

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基于改进粒子群-禁忌搜索算法的FMS布局优化

彭正超, 胡晓兵, 周韶武, 殷鸣, 李彦儒

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 159-163. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.037

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针对待加工零件(族)的工艺特性已知，且加工设备型号与数量选定的柔性制造系统(FMS)布局问题，以FMS总物流成本最低为优化目标，采用改进的粒子群-禁忌搜索算法进行了布局优化。以实数映射编码的方法和自动换行策略对粒子进行初始化随机编码，并在粒子群迭代过程中引入自适应变异算子对粒子的位置进行随机变异，增加粒子群的多样性，避免陷入局部最优解。将得到的优化结果解码并进行禁忌搜索，提高算法的局部搜索能力和寻优质量。通过实例验证了使用改进粒子群-禁忌搜索算法优化FMS布局的可行性，得到了相比于标准粒子群算法更优的物料搬运总成本和布局方案序列，结果表明该算法可以有效提高求解布局优化问题的精度。

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基于改进MOEA/D的复杂制造过程关键质量因素识别

李岸达, 张阳, 刘晓杰

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(6): 164-168. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.06.038

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提出基于改进MOEA/D的特征选择算法识别复杂制造过程中显著影响产品质量的关键因素(特征)。首先，构建最大化G-mean指标和最小化特征数的关键质量因素识别模型，G-mean能够针对非平衡制造过程数据准确衡量质量因素重要性；其次，提出多目标进化算法——改进MOEA/D求解识别模型，改进MOEA/D采用了基于信息增益指标的初始化方法和一种新的平衡变异算子以提高算法优化性能。实验结果表明，所提识别方法能够得到少量质量因素并获得对产品质量的高水平预测效果，同时改进MOEA/D具有比传统MOEA/D更佳的优化性能，表明了本文方法的有效性。

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2021年, 第0卷, 第6期　
刊出日期：2022-06-20

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