组合机床与自动化加工技术

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党选举, 刘帆

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 1-4. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.001

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为了描述工业机器人柔性关节的复杂迟滞特性，搭建一个基于改进的LSTM的工业机器人柔性关节迟滞特性模型。结合迟滞特性的记忆特性，利用具有记忆特性的长短时记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)构建出工业机器人柔性关节的LSTM迟滞模型。针对LSTM迟滞模型在描述其迟滞特性时存在幅值和相位误差的问题，为了进一步提高其模型精度，对LSTM进行改进，在LSTM迟滞模型之后串联一个RBF动态神经网络，对LSTM迟滞模型的幅值和相位误差进行补偿。根据数据实验的结果表明，改进的LSTM迟滞模型的建模与验证均方误差分别为0.024 7和0.064 3，与LSTM迟滞模型相比，所提出的改进的LSTM迟滞模型具有更高的精度。

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均压槽气体静压轴承承载性能研究

王婷, 张浩, 杨佳成, 陆晨飞

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 5-10. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.002

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为提高气体静压轴承的承载能力，基于超精密微小型机床的气浮导轨模型，在其气体静压轴承顶部的工作面设计直线形、双弧形和X形三种均压槽结构。建立轴承气膜的CFD (Computational Fluid Dynamics)模型，通过仿真计算得到轴承气膜的压力分布以及轴承的气体质量流量。综合考虑轴承顶部和底部两部分气膜对承载性能的作用，得出轴承的承载力W、刚度K和气体质量流量M，从而确定直线形均压槽轴承具有最佳的承载性能。继而分析直线形均压槽的宽度、深度和节流孔的个数对轴承承载性能的影响规律，得到了优化的均压槽结构。通过分析得出以下结论：设计均压槽可以有效提高轴承的承载能力，但增加了轴承的耗气量；适当增加均压槽深度可以提高轴承的承载力和刚度；增加节流孔的个数可以增大轴承承载力，但会使轴承的刚度降低。

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基于最小二乘配置的预行程误差模型

汤泽航, 高健, 张揽宇

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 11-14. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.003

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为数控机床在线检测中预行程误差影响测量精度问题，对预行程误差的补偿方法进行了研究。在分析了在线检测系统中触测探针触发过程存在的预行程误差问题，提出了一种基于最小二乘配置法的预行程误差预测模型。并通过实际算例，验证了所提出的方法的精确性和有效性。同时与RBF神经网络模型的预测结果进行了对比分析。结果表明，最小二乘配置模型拟合残差较小，相应的在线检测预行程误差模型预测效果更好，预测精度相比高出38.86%。

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铸管测量机器人系统设计与误差分析

鲁墨武, 张欢, 康玉祥, 周旭, 王世超

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 15-19,23. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.004

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针对当前铸管承口尺寸测量自动化程度低、精度差等问题，研究了一种以机器人为平台，激光位移传感器为测量工具的自动测量系统。该系统采用改进的最小二乘拟合算法，对承口尺寸进行测量。通过分析测量系统产生误差的原因，增加机器人旋转中心预调整功能，保证测量设备与铸管的同轴度。系统以某型铸管作为验证对象，完成对承口尺寸的自动测量，采用预调整后，测量误差由1.25 mm降低至0.5 mm，验证了该系统的可行性与有效性。

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基于单目视觉的螺纹孔定位精度分析

李巧梅

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 20-23. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.005

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针对自动化装配过程中的螺纹孔定位问题，提出了一种基于单目视觉的螺纹孔识别定位方法，并对螺纹孔定位精度进行了分析。利用工业相机对螺纹孔进行拍照，通过对图像进行识别和处理提取出螺纹孔特征，通过标定获得每个像素尺寸，经过坐标变换最终到螺纹孔物理坐标。对比分析了拍摄工件全局、拍摄工件局部两种不同方法获得的螺纹孔定位精度，定量分析了在给定条件下视场与定位精度的对应关系,得出了拍摄视野占工件面积50%～60%时定位效果最佳的结论。

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一种用于运动目标跟踪与测量的目标边缘差分算法研究

金玉阳, 李山, 陈冰, 杨宝通, 陶志健

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 24-27,32. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.006

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为提高对运动目标的有效追踪，同时有效避免传统差分算法对目标有效边缘造成的“空洞”破坏，提出了一种改进型目标边缘差分算法。一方面，通过引入一种基于INMF的目标跟踪算法以完成对目标区域的动态捕捉和分割；另一方面，对目标图像的边缘处理进行Canny灰度值特征提取，通过一种改进型边缘帧差分算法完成对分割区域内目标对象的边缘运动识别。最后，将该算法同传统几种典型的跟踪识别算法进行实验验证。结果表明：在目标部分遮挡、光线变化和运动模糊环境中，该算法在检测精度和稳定性方面表现较为优异。

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大导程螺母滚道型面数值分析与验证

邢永胜, 欧屹, 梁医, 王凯

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 28-32. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.007

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为了精确计算大导程螺母干涉磨削的型面，根据砂轮与理想型面的接触状态，文章提出一种砂轮滚道成型计算模型。通过建立螺母滚道数学模型，采用动态法平面截取砂轮廓形，可得到最终滚道型面；其次，提出整体误差E和临界角α_c作为评价指标，仿真分析滚道过度磨削区域与砂轮直径、型面设计接触角的关系。结果表明，在允许范围内减小砂轮直径或减小设计接触角，可以增大滚道型面临界角，容易满足滚道型面临界角大于设计接触角的要求。最终基于两组参数在SK7620A磨床上磨削螺母滚道，加工后的滚道临界角在仿真误差范围内，验证该方法具有可行性。

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基于改进动态窗口法的移动机器人避障研究

常新新, 胡为, 姬书得, 岳玉梅

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 33-36,39. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.008

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动态窗口法(Dynamic Window Approach，DWA)是一种移动机器人速度采样的局部避障算法，基于DWA算法的移动机器人避障存在时间长以及在密集障碍物区无法选择最佳路径的缺点。基于此，提出一种改进的DWA算法，对移动机器人避障效果进行优化。首先根据单线激光雷达观测到的障碍物的方位信息以及设计的计算准则确定较优方位角范围，然后选取出较优方位角范围内的轨迹，最后对这些轨迹进行评价，确定最优轨迹对应的执行速度。MATLAB仿真结果表明：改进的DWA避障算法不仅能够使机器人以合理的运行轨迹选择较优角度区域通过密集障碍物区，而且在一定程度上减少了需要评价的轨迹数目，运行效率有所提高。

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测量数据野值的局部化处理模型与算法

代美泉

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 37-39. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.009

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针对测量数据野值难以快速剔除的难题，提出了一种新型的局部化处理模型。分析了测量数据野值特性，研究了一阶差分野值识别算法并应用到平稳信号的野值处理，改进了均方误差野值识别算法并应用到非平稳信号的野值处理。实验结果表明，研究的模型与算法可以实现数据野值的自动判别与快速修补，有效提高数据处理效率。

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管棒材拆捆机器人系统与轨迹规划研究

仝浩源, 马立东, 孟志娟, 梁苏苏

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 40-43,48. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.010

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为了实现管棒材拆捆过程的自动化，搭建了一种拆捆机器人系统，根据作业要求设计出一种用于拆捆的末端执行器，实现了绑丝的自动抽取和剪切。采用三次样条插值函数，构造机器人各关节运动轨迹曲线，实现关节位移、速度、加速度和加加速度的连续性，确保绑丝抽取过程的平滑稳定。在满足机器人各关节最大约束的前提下，提出一种改进的DE-PSO混合算法对时间最优值进行求解，通过与单一算法进行比较，该算法寻优精度有较大改进，特别是在高维度下效果更加突出。最后，根据算法所得结果，在MATLAB下仿真得到各关节运动变化曲线图，仿真结果表明了算法的稳定性和准确性。

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06Cr18Ni11Ti深孔钻削轴心线偏斜机理研究

刘战锋, 孙力强, 韩晓兰, 刘辉, 王宇

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 44-48. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.011

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针对06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢材料在深孔钻削过程中轴心线偏斜的问题，以理论分析、仿真分析和试验研究相结合的方法，通过数学建模将深孔轴心线偏斜问题转化为轴向力随孔深变化问题。基于ABAQUS有限元软件对06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的深孔钻削过程进行仿真，分析了该材料在深孔钻削过程中的轴心线偏斜机理，并进行了加工试验研究。研究结果表明：在转速相同的情况下，随着进给量的增大，理论轴心线偏斜的程度也变大，且理论轴心线偏斜量和实际轴心线偏斜量的误差最大为18.6%。该方法可以有效预防深孔钻削过程中的轴心线偏斜问题。

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变速箱壳体悬置强度研究与优化

聂少文, 薛龙, 雷君, 付丽, 余秋石, 郭振戈

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 49-51,56. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.012

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针对目前某纯电动车辆试验过程中出现的变速箱壳体悬置部位破裂问题，提出了一种综合考量悬置静强度以及安装应力的变速箱壳体悬置强度的分析方法，避免了由于未考虑悬置螺栓安装应力导致的悬置强度验证不充分带来的设计风险；通过对于破裂变速箱实际安装应力的测试，验证了提出的数学模型的准确性；基于建立的数学模型，提出了变速箱壳体悬置综合强度的最优化分析方法，并将此方法应用于实际，取得良好的效果。

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全向轮移动机器人的视觉目标跟踪研究

缪文南, 周政, 陈雪娇, 曹闹昌

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 52-56. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.013

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为了解决移动机器人快速精准检测和跟踪目标的问题，提出一种基于目标颜色和目标形状的自主跟踪目标的算法，该算法在TLD (tracking-learning-detection)框架下，用KCF (核相关滤波器)算法在TLD (tracking-learning-detection)框架下替换的跟踪器，并采用HOG (Histogram of Gradient)特征和CN (Color Names)颜色特征的目标识别方法，让HOG特征与CN颜色特征相互补充，并在该算法的基础上设计了一款基于视觉目标跟踪的全向轮移动机器人。实验结果表明，该目标跟踪算法具有较好的实时性、精准度和鲁棒性，提升机器人在遮挡处理和目标丢失等情况的鉴别能力。采用该视觉目标跟踪的机器人的目标跟踪精度可以达到91.5%，跟踪成功率达到71.2%。

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基于步态规划的四足机器人运动学分析和仿真

郭建, 赵易, 陈景聪

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 57-61,65. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.014

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利用三维设计软件设计四足机器人的整机结构。对四足机器人进行了数学建模和数学计算，利用公式计算了运动学的正解和逆解，用MATLAB进行了仿真验证对比。对机器人基于对角步态和三角步态进行步态规划，推导和计算了四足机器人四条腿各个关节的转动角度。利用ADAMS进行了步态的仿真，仿真结果符合预期设计。计算和仿真结果为物理样机的制作提供了数据支撑，有助于缩短研发周期，提升研发效率。

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面向精密制造的测量加工一体化系统设计与实现

刘学术, 徐金亭

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 62-65. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.015

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针对首饰加工行业对加工的特殊要求，在分析现有测量加工一体化系统的基础上，设计并开发了一款专用于首饰加工的测量加工一体化操作系统。系统主要包括探头标定、测量路径规划、加工轨迹优化三大功能模块，以实现对工件由测量到加工的高效操作。针对首饰加工行业常见铣削、倒角、钉珠、雕刻等加工操作，采用两个实际工件对系统的稳定性和加工精度进行实验验证，结果表明：所开发系统能实现的精度不低于0.05 mm，很好地满足了首饰加工行业的特殊使用需求。

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基于RBF神经网络的金刚石线切割恒张力控制

赵礼刚, 胥平卒, 刘聪, 韩亚轩

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 66-70. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.016

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针对现有金刚石线锯切割机床恒张力控制效果不佳的问题，设计了一种张力控制器，提出了一种张力控制策略。该张力控制器在结构设计上进行了优化，基于RBF神经网络PID自整定的控制算法实现了恒张力控制。建立张力控制器的数学模型，通过仿真实验进行了验证。结果表明：该控制系统在控制张力时几乎无超调，稳定时间较短。对于张力突变的干扰，响应速度快，调节时间短，张紧轮位移超调量小，具有较强的自适应能力和抗干扰性。

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基于多特征融合的零件分类与姿态识别

陈宪帅, 吴自然, 闫俊涛, 吴桂初, 郭天慧

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 71-76. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.017

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由于待装配的小型断路器零件存在种类繁多且外形复杂多样等特点，给零件的分类和姿态识别等工作带来极大的困难。针对上述问题，在分析了零件自身及其成像特征的基础上，提出了一种融合零件颜色、面积、轮廓及成像等多种特征的分类、姿态识别与抓取点定位方法。该方法首先通过对不同特征参数与其给定阈值进行比较和对同种零件不同姿态下的成像差异进行比较的方式对零件做出两级分类判断；其次通过成像特征获取当前姿态下零件图像与对应模板图像中的关键点对，从而计算其旋转角度与抓取点坐标。实验结果表明，该方法的零件分类准确率达到99%以上，旋转角度及抓取坐标分别达到±0.8°和±0.3 mm的精度要求，满足小型断路器柔性装配的生产需要。

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基于优化VMD的齿轮箱轴承保持架故障特征提取

薛政坤, 汪曦, 于晓光, 窦金鑫, 马智博

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 77-81. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.018

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针对炼铁厂复杂生产环境，齿轮箱轴承保持架故障特征信息提取困难的问题，提出了一种基于优化变分模态分解参数的故障特征提取方法。首先，采用改进的遗传算法(GA)对变分模态分解(VMD)算法的模态分量个数K与惩罚因子α两个参数进行优化选取，提高分解效果；其次，利用参数优化后的变分模态分解处理信号数据，获得K个模态分量，依据最大相关系数值作为判定模态分量品质指标，选取模态分量中与原信号之间相关系数最大的模态分量作为最佳分量；最后，对最佳分量进行包络谱分析，提取故障特征。通过对仿真故障信号以及采集自某炼铁厂高炉上料传动系统，稳定工况下的齿轮箱轴承保持架故障的现场数据进行分析，二者均成功提取出故障特征信息，验证了该方法的有效性，以及对齿轮箱轴承保持架故障的特征提取具有一定的可靠性。

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非正态样本下的多元控制图的性能优化

郭佳晟, 刘以建

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 82-85,87. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.019

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多变量统计过程控制(Multivariate Statistical Process Control,MSPC)是对经典的单变量的统计过程控制(Statistical Process Control,SPC)的拓展，通过对多个质量特征参数联合分析，达到控制生产过程的目的。传统的MSPC方法都是基于数据服从多元正态分布的假设，在实际生产过程中数据会呈现非正态特性。针对这一问题，提出基于高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)的非参数T²控制图，记为G-T²控制图，通过基于密度初始化的GMM对原始数据进行多元正态转化，用计算得出的均值μ和协方差σ代替样本均值和样本协方差，并引入混合权重系数α对μ进行修正，计算得到样本的T²统计量，并用T²控制图判断过程是否处于统计控制状态下。通过蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真方法测试控制图的性能，结果表明：G-T²控制图相比于普通多元控制图在非正态情况下有更好的性能表现。

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Cs功能在立卧复合镗铣头自动分度控制上的应用

付纯连

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 86-87. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.020

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针对立卧复合镗铣头分度精度低的问题，使用Cs轮廓控制功能来达到提高立卧复合镗铣头分度精度的目的，同时还便于调试和维护。

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基于UML的数控系统人机界面建模与实现

姚文姣, 黄艳

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 88-90,94. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.021

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基于UML技术和面向对象设计方法创建了数控系统人机界面的框架模型。通过创建用例图、类图与顺序图，以可视化的形式描述了人机界面的功能需求、控制流程及各模块间的交互关系，完成了对数控系统人机界面的分析建模工作，有利于提高数控系统人机界面的开放性。在此框架基础上，采用基于ARM9处理器的开发板和JLink硬件仿真器，结合宿主机-目标机的开发方式，使用三缓冲技术解决了界面切换或刷新时产生的屏幕闪烁问题，完成了数控系统人机界面的实现。

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一种改进的室内激光导航AGV定位方法

姜伟

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 91-94. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.022

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针对激光导航自动引导小车(Automated Guided Vehicle，AGV)因定位方法不佳而引起的定位精度较低、定位方法失效等问题，提出了一种改进的循环三边组合测量法，通过引入权重函数和权重因子，在保证定位精度的前提下减小传统AGV三角定位的计算量。通过将该激光导航AGV定位方法应用到齿轮箱自动拆装生产线，AGV能够实现预期目标，完成对产品的智能化、精确化装卸运输，验证了所提出的激光导航AGV定位方法的有效性、可靠性及可拓展性。

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基于激光跟踪仪测量摇篮式五轴加工中心回转半径方法

闫磊, 王萌, 朱烨繁

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 95-98,105. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.023

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针对摇篮式五轴加工中心A轴回转半径测量精度低、步骤繁琐的难题，提出一种基于激光跟踪仪的非接触式回转半径测量方法，进行了测量试验。首先，使用激光跟踪仪在工作台平面上任意取点测量，并拟合平面方程；然后，在工作台平面取任意一点，并转动A轴取点，拟合回转圆得到圆心，重复得到第二个圆心，利用圆心坐标计算回转轴直线方程；最后，利用回转轴直线到工作台平面距离，计算回转半径。另外，给出了基于奇异值分解和最小二乘的拟合方法，用于提高拟合精度。利用激光跟踪仪和五轴加工中心进行了测量试验，工作台平面、两个回转圆拟合均方根误差分别为0.003 601、0.014 095、0.016 791，回转半径设计尺寸为50 mm，测量结果为49.994 mm。试验结果表明，该测量方法针对摇篮式五轴加工中心回转半径测量精度较高、测量方法简单。

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飞机舵机电动负载模拟器非线性干扰补偿控制

刘晓琳, 姜梦馨

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 99-105. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.024

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针对飞机舵机电动负载模拟器存在多余力矩、摩擦及外部扰动等非线性干扰问题，重建飞机舵机电动负载模拟器数学模型，提出一种基于非线性干扰观测器的新趋近律滑模补偿控制。一方面，建立基于LuGre模型的摩擦观测器，通过反演法设计滑模控制器以补偿摩擦干扰、抑制多余力矩，同时设计新趋近律以减轻滑模抖振、缩短收敛时间；另一方面，设计非线性干扰观测器对外部扰动进行实时观测，以达到控制补偿目的。仿真实验发现，在20 Hz条件下，系统力矩输出幅值差为0.2%，相位差为0.04%，表明所设计控制器能够抑制多余力矩、减轻摩擦及外部扰动影响，有效提高系统跟踪精度。

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基于数字孪生的薄壁零件铆接质量控制

王明阳, 郝博, 刘芳, 于青峰, 徐东平

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 106-110,114. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.025

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针对机翼装配车间生产过程中铆接质量监控滞后、铆接质量差、效率低等问题，提出基于数字孪生的薄壁零件铆接质量控制模式，构建物理车间、虚拟车间和车间生产管理系统协同作业的工作模式。在实现铆接质量数据实时采集的基础上，利用RFID技术、质量离差算法、马尔可夫方法等实现最优铆接路径在生产车间可视化、薄壁零件铆接质量实时监控和未来铆接质量状态预测，并以此为依据向物理车间发送相应的预警和调整命令，最终实现薄壁零件铆接质量实时、动态管控。最后，以某型号机翼的钣金肋和隔板铆接为例，对上述铆接质量控制平台进行应用验证，为提高薄壁零件的铆接质量、效率以及实现铆接质量控制提供新技术途径。

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毛刺清理设备组网监控技术研究

马帅, 李行, 李波, 邹光明, 赵林

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 111-114. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.026

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现有毛刺清理设备为单机形式，采用华中数控系统作为控制端，满足了自动化生产需要，但缺乏设备状态监控及工位故障诊断功能，难以满足多设备组网监控管理的需要。为此，开展了毛刺清理设备组网监控技术研究，进行了系统总体方案设计、设备状态采集以及故障判断与预警等分析，基于C++开发了上位机监控系统，修改了数控系统PLC部分的输入输出程序，实现了多个毛刺清理设备运行过程的在线监控。测试结果表明：系统数据记录及展示稳定可靠，具有良好扩展性，可有效降低故障排查难度，具有一定的工程应用价值。

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刀具涂层和几何参数对钻削SiC/SiC的影响

王明海, 赵新伟, 李晓鹏, 庄鑫

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 115-118,123. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.027

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为了研究SiC/SiC复合材料的加工性和在钻削过程中的切削力、刀具磨损和孔质量，使用整体硬质合金钻头和金刚石涂层的硬质合金钻头对SiC/SiC复合材料进行钻削试验，并设计正交试验对刀具的几何角度参数和钻削过程中的的切削力的关系进行分析，加工后观察刀具磨损和孔出口质量。结果表明：在低转速低进给条件下，金刚石涂层的硬质合金钻头适合加工SiC/SiC复合材料。在加工参数不变的条件下，对切削力影响最大的角度因素为螺旋角，其次是顶角，后角影响最小，并根据正交试验的结果得出一组最优刀具角度参数：顶角118°，螺旋角20°，后角16°。刀具的主要磨损形式是涂层脱落，孔出口缺陷的主要形式是毛刺和纤维拔出。

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304不锈钢切削加工表面显微硬度研究

王萌, 徐江毅, 周滔, 李波, 何林, 赵先锋

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 119-123. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.028

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难加工材料304不锈钢具有优良的综合性能，广泛应用于核电、海洋工程领域，其加工表面质量一直是研究热点。文章采用单因素切削实验方法研究硬质合金车刀切削304不锈钢的切削参数对显微硬度的影响。利用响应曲面法，分析切削参数对切削力和显微硬度的影响规律；通过仿真分析，研究切削温度与切削参数和距已加工表面深度的关系；通过分析硬化层显微结构，研究滑移线、硬化深度和显微硬度三者的关系，揭示加工硬化的变化原因。分析研究表明，增大切削速度，减小进给量，可减小切削力；切削温度随着切削速度的增加，先增加后减小，随着进给量的增加而增加；显微硬度值越大，滑移线越密集，硬化深度越深。

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温度对CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔亚表面质量的影响

王奔, 王禹封, 赵华, 马书娟, 庄鑫

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 124-127. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.029

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为研究CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔加工时切削温度对亚表面质量的影响，采用CFRP孔下方有无钛合金的两种加工方式，对比分析两种加工方式加工时的切削温度，研究切削温度对CFRP亚表面损伤的影响。结果表明：孔下方有钛合金时CFRP孔出口处切削温度大幅度升高(与单独加工CFRP相比，温度升高了25℃，提高了20%)；孔下方有钛合金时CFRP的亚表面最大损伤深度达到了54.7 μm (比无钛合金的CFRP相比高了17%)。高切削温度导致CFPR性能下降，使得CFRP孔出口附近纤维层上出现了严重的亚表面损伤。因此，CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔过程中切削温度对CFRP孔亚表面质量具有显著影响，并且亚表面损伤是反映CFRP加工质量的重要因素。

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基于AdvantEdge切削工艺参数及刀具几何参数对切削力影响研究

胡波, 赵先锋, 史红艳, 胡小龙, 汤朋飞

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 128-132. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.030

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为了探究在低速正交刨削时，切削工艺参数及刀具几何参数对切削力的影响，以AdvantEdge仿真正交刨削Ti6Al4V合金，在不同切削工艺参数和刀具几何参数下的仿真，分析得出切削深度、进给量、前角和钝圆半径对切削力影响最大，故而通过仿真数据进行在spss进行回归拟合和方差分析，建立了相应的指数模型公式，得到切削力指数模型，这为研究低速切削下切削工艺参数和刀具几何参数对切削力的影响做理论指导。

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基于B样条曲线的刀具刃口形貌分析

赵雪峰, 秦浩, 杨勇, 李辉

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 133-136. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.031

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在刀具的钝化中，鉴于刃口形貌前后的变化对钝化的研究影响重大，为此提出了基于B样条曲线的刃口形貌设计，并建立了铣刀刃口的数学模型，又通过实验数据进行了仿真分析。首先，对刃口形貌进行特征分析，分别使用线性和三阶曲线进行轮廓识别与建模，再由三维光学刀具测量仪测量不同组刀具的刃口轮廓；其次，使用立式旋转钝化机对刀具在不同时间条件下进行钝化，并再次测量钝化后的刃口轮廓；最后，针对实验所获得的刃口参数，基于所建立的数学模型在MATLAB下进行了仿真，仿真发现，钝化磨损量主要徘徊在[0.15 μm,4.908 μm]之间，平均钝化值趋于1.887 μm，钝化时间对刀具刃口的磨损值呈直线上升趋势，且钝化磨损主要发生在切削刃与离切削刃较近的前/后刀面上，并又针对002号刀具的钝化磨损量过小进行了分析预测，使得B样条曲线能够对刀具钝化的研究提供可靠的数据支持。

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42CrMo钢车削表面完整性研究

于浩, 赵军, 盖少磊, 孙哲飞

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 137-140. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.032

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为了探究42CrMo钢车削表面完整性评价指标与切削参数之间的关系，采用正交试验法对42CrMo钢进行精车加工，分析了切削参数对表面粗糙度、残余应力和加工硬化的影响规律，并采用多元线性回归法构建了表面完整性各项指标的预测模型。结果表明：切削参数对表面完整性的影响主次顺序为：表面粗糙度：f>v>a_p；表面残余应力：v>f>a_p；表面加工硬化程度：v>f>a_p。表面粗糙度随进给量的增大而显著增大；表面残余应力随切削速度和进给量的增大而显著增大；表面加工硬化程度随切削速度和进给量的增大而增大。表面粗糙度和表面残余应力的预测模型具有高度显著性和较好的拟合优度。

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Ti6Al4V合金切削过程微观组织演化分析

徐江毅, 王萌, 周滔, 何林, 赵先锋

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 141-145. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.033

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针对切削钛合金(Ti6Al4V)在高温、高应变率的过程中发生微观组织的变化，进一步地探究切削参数和材料多物理场对钛合金切削过程晶粒细化及规律的影响，采用数值模拟与实验相结合的方法来研究钛合金切削过程中的有限元建模和微观组织演变过程。结果表明：所建立的基于Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov模型的有限元仿真模型具有好的可信性，可用于探索加工过程中的微观组织演变和材料多物理场对晶粒细化的规律，预测主切削力、切屑形貌尺寸与实验结果对比的平均相对误差分别约为7%、8%，晶粒细化主要发生在第一变形区和第二变形区，已加工表面晶粒细化程度相对较弱，随着切削速度的不断增大，切屑和已加工表面的平均晶粒尺寸增大，而随着进给量的不断增大则平均晶粒尺寸减小，切屑平均晶粒尺寸明显小于已加工表面，切屑剪切区晶粒细化最明显，应变速率对切削加工过程中切屑和已加工表面的晶粒细化起主导作用。

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基于滚道型面参数和摩擦力矩匹配的滚珠丝杠副高效装配

吴剑, 欧屹, 王凯

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 146-149. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.034

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为实现滚珠丝杠副滚道磨损后摩擦力矩的快速恢复，基于赫兹理论，提出了基于丝杠、螺母型面参数和滚珠直径的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型。改变滚珠的直径，通过丝杠型面检测试验台和螺母型面试验台分别测量出丝杠、螺母的型面参数，计算出理论摩擦力矩。理论摩擦力矩与通过滚珠丝杠副摩擦力矩试验台得到的不同滚珠直径下的实际摩擦力矩相比较，最大偏差为5.96%，表明该模型的计算结果与实验结果一致性较高，总体精度满足要求。最后对摩擦力矩衰退的滚珠丝杠副进行型面检测，通过滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型计算出丝杠螺母滚道磨损后，恢复摩擦力矩所需的滚珠大小，有利于快速装配。

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LF6铝合金细长轴对称车削加工参数优化

孙捷夫, 孔繁霁, 杨巍

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 150-154. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.035

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为解决LF6铝合金细长轴车削加工弯曲变形大和表面质量差问题，提出基于专用车夹的对称车削加工工艺。基于力学模型分析和切削模型分析，锁定加工参数是影响细长轴加工质量的核心因素，基于中心复合法设计试验方案，分别利用极值法和响应面法探究加工参数对最大弯曲变形量和表面粗糙度的影响规律，基于JMP软件的等高线刻画器模块对加工参数进行多目标优化计算，并将优化结果通过实际加工对比验证，结果表明：采用对称车削工艺从原理上可实现低成本、大刚度、高效率细长轴加工，基于响应面法优化的对称车削加工参数可实现弯曲变形和表面质量的精准控制。

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基于关系图谱的汽车检具案例检索

方喜峰, 王书春, 孙浩然, 周曦

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 155-159,164. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.036

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针对传统检索方法检索准确率低问题，从汽车检具设计案例的实际问题出发，提出基于关系图谱的汽车检具案例检索方法。将检索结果和检索信息对应产生的关系图谱和贝叶斯算法引入计算之中，在传统检索过程上添加了反馈流程，将传统的“信息”检索转变为“信息”与“结果反馈”相结合的检索方式，提高汽车检具案例检索的准确率。最后对汽车前保险杠检具模型进行多次检索实验，将传统检索结果与基于关系图谱的检索结果进行对比，基于关系图谱检索方法比传统检索方法在相似度值上平均高出13.7%，正确率平均高出8%且检索结果稳定而传统检索方法随检索次数增多逐步下降，随机性较大。通过对比正确率值和相似度值验证了该方法的可行性和有效性。

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BAS-LSA混合算法在装配序列规划的应用

任云, 刘丹

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 160-164. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.037

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针对闪电搜索算法在求解装配序列规划问题中求解精度低、易陷于局部最优的缺点，提出一种将闪电搜索算法和天牛须搜索算法结合的混合算法。算法前期使用闪电搜索算法对种群进行搜索，对于搜索后不满足几何可行性的个体用天牛须搜索算法进行优化，用天牛须搜索算法来提高闪电搜索算法的局部搜索能力，避免闪电搜索算法陷入局部最优，提高求解精度；用装配序列的几何可行性、稳定性、一致性、连贯性4个评价指标来构建适应度函数；以蒸汽发动机引擎为例，将混合算法与差分进化算法、闪电搜索算法、粒子群算法进行比较，从最优值迭代次数、适应度值、局部最优逃逸能力等方面进行分析，验证该混合算法的有效性。结果表明求解精度、跳出局部最优的能力方面混合算法明显优于其它三种算法，混合算法明显提高了求解精度和增强了跳出局部最优的能力。

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超声振动辅助软性磨料流喷孔光整加工研究

张宇超, 董志国, 雷鸿博, 张鹏

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 165-169. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.038

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针对软性磨料流加工喷油嘴喷孔过程中磨粒容易团聚堵塞流道的问题，提出利用超声振动产生的空化效应，使团聚的磨粒破碎分离，实现液态载体与磨粒的均匀混合。通过研究超声辅助条件下磨粒的受力、运动以及空化效应对磨粒团的作用，结合试验对比研究在超声振动条件下软性磨料流加工喷孔的入口直径与锥度的变化规律。结果表明：空化效应产生的高能量冲击波可提高加工过程中的磨料压力，将磨粒团分散为单颗磨粒群，提高加工质量与加工效率；随着磨料质量分数与磨粒粒径的增大，喷孔入口直径与锥度增大，磨料对喷孔壁面切削作用加强，材料去除量增加。

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超声振动辅助铣削金属玻璃的试验研究

王志勇, 王豆豆

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 170-172,177. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.039

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金属玻璃具有优良的力学、物理和化学性能而广泛的应用于航空航天和医疗等高端领域，但其高硬度、低弹性模量等特性导致该材料的切削加工难度较大。为此通过超声振动辅助加工方法对Vit1块金属玻璃进行铣削试验，用三因素四水平正交实验方法对切削力、表面粗糙度和刀具磨进行研究。试验结果表明，相比普通铣削方法超声振动铣削进给方向铣削力平均降幅为23%，轴向抗力降低平均为31%；表面粗糙度平均降幅约15%；刀具磨损显著下降。试验证明超声振动加工能有效地解决金属玻璃的切削加工难题，同时试验也为非晶态合金的加工机理研究提供一定的借鉴。

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再制造产品保修决策模型构建与分析

姚星辰, 周敏

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 173-177. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.040

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为了解决客户对再制造产品质量功能信心不足的问题，考虑对再制造产品制定保修策略。再制造商将回收产品拆分成零部件并进行质量分级和再制造，建立受价格、保修方式和保修期影响的市场需求函数。然后建立以再制造商为Stackelberg领导者，在预防性维修、故障率呈威布尔分布下，再制造商利润最大化时的最佳保修决策模型(即免费更换、免费维修、按比例免费维修方式的选择及其最佳保修期)。最后，以某公司一批再制造发动机为例，验证了该模型的可行性，并通过灵敏度分析分析了保修方式的费用变化和其对需求的弹性系数的偏移对再制造产品保修期和利润的影响。

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基于制造企业采购信息系统的研究与开发

张兆一, 王德权, 苏佳琦, 汪兴

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 178-180,184. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.041

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通过深入制造企业工厂车间长期陪产研究，总结采购过程于生产加工产生的实际影响，分析制造业采购信息系统开发的主要流程。运用语法简洁的VUE框架、SQL2008、HTML、JavaScript等进行系统开发。通过采购信息系统实现了企业的信息化改造，解决了信息记录不准确、询价单管理混乱、补货不及时，供货商信息无法查询、不能精确系统地管理采购流程等问题，强化了采购过程管理与控制，即使采购部门采购过程实现了透明化展示，也有加快了采购过程，同时达到了对采购系统精细化管理的目的，推动了企业信息化建设。

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基于KECA的离心泵健康状态评价方法

王前江, 陈磊, 徐向阳, 岳帅旭

组合机床与自动化加工技术. 2021, 0(7): 181-184. https://doi.org/10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.07.042

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针对目前离心泵运行数据冗余、非线性的特点，提出一种基于核熵成分分析(KECA)的离心泵健康状态评价方法。首先，利用经验模态分解(EMD)对采集信号进行降噪处理，提取信号的15个指标作为KECA的输入数据；其次，KECA利用Renyi信息熵来确定所保留的主元，在降低数据维度的同时尽可能减少了信息的丢失，并以熵值的贡献率来设置离心泵运行状态综合得分的各项权重；最后，定义健康度值(HD)来规范离心泵健康状况指标并划分安全等级。实验结果表明，基于KECA的离心泵状态评价方法能够有效提取出离心泵运行数据中的关键信息，实现对离心泵的健康状态客观评价，证明了该方法的科学性和有效性。

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2021年, 第0卷, 第7期　
刊出日期：2021-07-20

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