制造技术与机床

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杨伟东, 钱致翰, 线洪萱, 王媛媛

2023, (6): 5-10. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.001

摘要 HTML PDF(1621KB)

摘要:
为探究影响粉末粘结类3D打印工艺成型质量的因素，文章在砂型打印的砂床铺设阶段，基于固体力学进行辊子半径和铺砂质量之间的规律进行分析，得到铺砂质量随辊子半径的变化趋势，给出了砂床规模给定的情况下辊子半径大小的取值范围。采用离散元仿真软件建立了铺砂阶段的数值仿真模型，完成了不同尺寸辊子铺砂后砂床质量评价，通过仿真给出了铺设较高质量砂床的辊子半径取值范围，其结果与理论计算一致性较高，证实了理论分析的有效性。

浆料挤出式陶瓷3D打印工艺参数及打印件结构角度研究

杨建明, 肖志文, 陈劲松, 章世豪

2023, (6): 11-15. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.002

摘要 HTML PDF(2224KB)

摘要:
针对挤出式陶瓷3D打印用于制备铸造型壳，分析了不同层高下浆料的挤出与堆积情况。通过3D打印试验，对比研究了挤出口内径、层高和打印速度对打印过程及打印质量的影响，获得了合适的工艺参数值；对比研究了不同的空间倾斜角度、打印平面内的角度下打印件的质量，获得了打印件的空间最大倾斜角度和打印平面内的最小角度。结果表明，合适的工艺参数为挤出口内径0.6~0.8 mm，层高0.6 mm左右，打印速度20 mm/s；打印件的内、外最大倾斜角度为40°，打印平面内的最小角度为30°。

基于轮廓补偿的熔融沉积制造产品尺寸精度研究

田国良, 陈振, 何洁, 田晴晴

2023, (6): 16-20. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.003

摘要 HTML PDF(1644KB)

摘要:
针对熔融沉积制造（FDM）在热成型过程中由于材料收缩带来尺寸偏差的问题，基于初始设计模型进行轮廓补偿，以减小尺寸偏差，提升尺寸精度。采用正交试验设计系列正椭圆柱体、正三棱柱体和正四棱柱体模型，提出了两种轮廓补偿方式，分别采取方式一和方式二对试验件初始设计模型轮廓进行补偿。结果表明：针对本文研究案例，正椭圆柱体、正三棱柱体和正四棱柱体成型尺寸精度存在差异。两种方式均可提升尺寸精度，同一种方式对正椭圆柱体、正三棱柱体和正四棱柱体的尺寸精度提升程度不同，方式二有更优的补偿效果。

空间曲线自动焊接系统设计

王茜, 吉晓民, 张珂昕

2023, (6): 21-25. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.004

摘要 HTML PDF(1794KB)

摘要:
基于Rhinoceros软件生成的工件曲面模型，使用Grasshopper软件平台对工件模型进行焊接曲线提取及焊接路径规划，输出路径规划结果数据，所得数据输入控制系统对机械结构进行驱动控制；机械结构采用两自由度移动机构控制焊枪位置保证焊枪始终从焊点正上方焊接，两自由度旋转机构控制工件位姿使焊枪处于最有利于避开工件干涉的位姿，两套机构运动配合实现空间曲线的自动连续焊接，提高了焊接质量、简化了路径解算方法。

双工业机器人不同约束下协同运动轨迹规划

张振宇, 钟佩思, 王祥文, 刘梅, 程利利

2023, (6): 26-32. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.005

摘要 HTML PDF(1896KB)

摘要:
针对双工业机器人协作过程中的轨迹规划问题，对IRB200机器人进行建模，并求解机器人的正逆运动学。结合求解的正逆运动学提出紧约束下耦合运动和松约束下叠加运动算法。紧约束将机器人末端执行器之间建立不变的约束关系，实现机器人末端执行器之间产生耦合运动；松约束将机器人末端执行器之间建立随时间变化的约束关系，实现机器人末端执行器之间产生叠加运动。最终在MATLAB中分别进行协同搬运、协同绘制“铜钱”仿真实验验证算法，从姿态图、轨迹图及从机器人理论位置和实际位置对比能够看出，在不考虑机械误差、标定误差及机器人制造误差的情况下能够满足相关任务要求，实现从机器轨迹的自适应规划，避免对双工业机器人分别进行轨迹规划。

基于工业机器人与机器视觉的红外传感器装配系统设计

袁海亮, 薛强, 王海玲, 邵帅

2023, (6): 33-38. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.006

摘要 HTML PDF(3406KB)

摘要:
针对红外传感器装配过程存在工件位置不准确等问题，设计了基于视觉定位技术的红外传感器自动装配系统。机械结构由工业机器人、供料单元、输送单元、视觉检测单元、快换工具单元和机器人第七轴等组成；利用视觉系统识别传感器端盖的位置和角度，并将结果换算到机器人世界坐标系，使机器人能够准确抓取到工件；搭建了基于以太网通信的PLC控制系统，完成红外传感器各零件的出料、输送、抓取及自动装配控制。实验表明，所设计的系统自动化程度高，运行可靠，具有较高的推广应用价值。

切割速度对6061铝合金薄板激光切割温度场的影响

王家胜, 舒林森

2023, (6): 39-43. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.007

摘要 HTML PDF(1887KB)

摘要:
为了揭示切割速度对6061铝合金薄板激光切割过程中温度场的分布及工艺规律，利用有限元软件对2 mm厚铝合金薄板在不同激光切割速度下的温度场进行数值模拟，并通过实验对仿真结果进行验证。仿真结果表明：当激光切割速度为80 mm/s时，工件的热影响区宽且熔深大，切缝处较宽范围内的材料均已达到熔点温度，随着切割速度增大，热影响区宽度、切缝处材料熔化量及熔深均逐渐减小。当切割速度为120 mm/s时，工件的熔深刚好达到材料的厚度。实验结果表明，当切割速度过低时，切缝处材料熔化量过多，在底部形成较厚的挂渣，随着切割速度增大切缝质量得到有效改善，但切割速度过大则会导致切缝处材料熔化量减小，粗糙度增大，切割速度为120 mm/s时，切缝质量最好。实验结果与仿真结果一致性较好，证明了仿真结果的准确性。

切削参数对高进给铣削高强度钢切削温度的影响

戴文顺, 姜增辉, 王书利, 邵忠伟, 王冬月

2023, (6): 44-48. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.008

摘要 HTML PDF(1352KB)

摘要:
高进给铣削是一种采用小切深、大进给的铣削加工方式，在深腔的加工中具有较高的加工效率和加工质量。为了研究切削参数对切削温度的影响，建立了高进给铣削34CrNi3Mo高强度钢仿真模型，采用正交试验法法设计了仿真研究方案，运用极差分析、方差分析等方法研究了仿真得到的切削温度，依据多元回归分析法得到切削温度的经验公式。结果表明：通过增加切削深度来提高高进给铣削高强度钢的切削效率，有利于避免切削温度的大幅度增加。

薄壁零件铣削加工振动评价方法研究

侯军明, 王保升, 汪木兰, 郝洪艳

2023, (6): 49-54. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.009

摘要 HTML PDF(1843KB)

摘要:
薄壁零件加工振动的抑制效果多采用定性分析，难以定量判定其振动严重程度。为了能够定量分析加工振动的抑制效果，评价加工振动的严重程度，文章在加工振动信号测量试验的基础上开展了加工振动评价方法研究。在加工振动信号采集机理分析的基础上，进行了加工振动试验设计，并采集加工中的加速度信号、声音信号以及加工后的表面粗糙度。建立了反映三者之间映射关系的拟合经验模型，并根据工件表面质量和加工精度提出了无振动、轻微振动和严重振动的定量评价方法，为加工振动的测量判定和加工振动抑制效果的评价提供了理论支持。

基于cGAN的刀具磨损状态监测数据集增强方法

杨巍, 牛蒙蒙, 白玉珍, 单春海, 卢伟国, 吕世旭

2023, (6): 55-60. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.010

摘要 HTML PDF(1396KB)

摘要:
在刀具磨损过程中，通常采集的正常磨损阶段的样本数据比初始磨损阶段和急剧磨损阶段的样本数据量多，这导致刀具磨损状态数据集不平衡，从而使深度学习网络模型对刀具磨损状态预测准确性降低。针对问题，文章提出一种基于cGAN的刀具磨损状态监测数据集增强方法。在cGAN中添加了类别条件信息，有利于生成器更好的捕捉刀具磨损样本的数据分布特点，从而生成和真实刀具磨损样本分布相似的样本。采集铣削加工过程中的振动信号，将振动信号转换成频谱数据输入到cGAN中，cGAN通过生成器和鉴别器之间的对抗训练，学习数据分布特点，生成刀具磨损状态样本数据。将增强的数据集输入到深度学习网络模型中进行分类，测试生成数据的可用性。实验结果显示，由增强的刀具磨损状态数据集训练深度学习网络模型，可以有效提高模型对刀具磨损状态监测的准确性，其预测精度达到98.1%。

基于深度学习的金属材料表面缺陷检测综述

李宗祐, 高春艳, 吕晓玲, 张明路

2023, (6): 61-67. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.011

摘要 HTML PDF(751KB)

摘要:
表面缺陷检测是产品质量检测的关键环节，近年来随着深度学习技术的迅速发展，金属材料表面缺陷检测技术大幅提升。对近几年基于深度学习的金属材料表面缺陷检测方法进行了梳理和分析，并从监督方法、无监督方法以及弱监督方法3个方面对比论述了近年来的研究现状及应用效果。最后系统总结了金属材料表面缺陷检测中的关键问题及解决方法。结合工业需求，对表面缺陷检测的进一步发展进行了思考与展望。

机床行业发展现状及未来趋势浅析与思考

陈剑峰, 黄祖广, 刘志峰, 郑亚琦, 王文浩, 陈传海

2023, (6): 68-72. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.012

摘要 HTML PDF(873KB)

摘要:
简要分析了国内外机床行业的发展现状与发展特点，阐述了机床行业发展所面临的形势与问题，围绕我国经济社会发展和国家安全的重大战略需求，提出了机床行业发展的几个重点，并根据当前国内机床行业现状提出了若干发展措施与建议。

超硬材料电镀砂轮复杂型面精密整形技术与装备发展趋势

雷来贵, 王永宝, 吴佳璐, 赵炯, 胡玉峰

2023, (6): 73-80. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.013

摘要 HTML PDF(2189KB)

摘要:
高速/超高速成型磨削技术作为航空发动机、精密齿轮和5G智能等国之重点工程，超硬材料电镀砂轮已经成为其不可或缺的工具之一。受国外技术封锁影响，加之我国电镀砂轮起步晚，目前我国电镀砂轮技术落后。其重要原因为缺乏专业精密整形装备，制造精度低，严重制约了其工业化应用。攻克电镀砂轮复杂型面精密整形技术，突破技术封锁，对于推动高速/超高速成型磨削技术工业化，提升航空航天、军事等行业复杂型面关键零部件制造精度，保证国家安全等方面地位有着重要指导意义和战略意义。查阅了国内外超硬材料制品修整技术，分析了超硬材料电镀砂轮轮廓特征以及修整机理，揭示了目前电镀砂轮复杂型面精密整形存在的技术壁垒。通过分析现阶段业内相关修整设备，推导出“硬修整”是目前保证砂轮轮廓的可靠工艺手段。并指出未来修整装备应走定制化道路，并重点从精密对刀技术、修整干涉CNC干预技术、工具砂轮损耗规避/量化补偿等方面开展专用设备研发。同时指出激光烧蚀工业化是未来超硬材料修整的重点研究方向之一。

精密数控磨床立板的多目标综合优化设计

程强, 蔡少鹏, 张涛, 程艳红, 牛鹏

2023, (6): 81-87. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.014

摘要 HTML PDF(2756KB)

摘要:
为了寻找精密数控磨床中存在的薄弱环节，通过模态分析和谐响应分析进行识别，确定立板为要优化的关键部件。首先运用拓扑优化方法，优化立板的材料分布。然后以立板的最大变形量、质量、一阶固有频率为优化目标，结合响应面法对立板进行多目标优化，基于多目标遗传算法寻优，计算得到最优Pareto解。最后通过验证，立板的最大变形量减少了3.83%，质量减小了25.35%，一阶固有频率提高了22.33%。同时磨床在各方向的振幅也有所减小，整机动态性能得到改善。

高速精密电主轴静压滑动轴承设计及性能分析

周晶, 王建磊, 张帮宁, 吕欣锴, 贾谦

2023, (6): 88-93. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.015

摘要 HTML PDF(1514KB)

摘要:
针对智能产线数控加工中心的需求，对电主轴支撑轴承进行了设计，设计的轴承为四油腔静压滑动轴承，核心设计参数包括内径、封油面宽度、回油槽宽度、节流比及半径间隙等。建立了静压轴承支撑刚度的计算模型，计算获得设计轴承在载荷为100 ~ 700 N时的刚度值为6.0×10⁷ ~ 10.2×10⁷ N/m。分析了封油面宽度、回油槽宽度、节流比和半径间隙对刚度的影响，对轴承设计参数进行了优化，优化后轴承的刚度值为11.4 ~ 29.8×10⁷ N/m。进行了轴承的静刚度测试，载荷为100~700 N时水平刚度为3.1×10⁷ ~ 25×10⁷ N/m、垂直刚度为2.5×10⁷ ~ 23×10⁷ N/m。研究结果表明：封油面宽度和半径间隙对静压轴承刚度影响较大，是重要的设计参数；刚度试验测试值比理论计算值偏小，原因可能是制造和装配误差导致的轴承节流器、油腔等结构的性能对尺寸误差较为敏感导致。

基于新型柔性加减速控制算法的前瞻插补研究

王树峰, 孟新宇

2023, (6): 94-99. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.016

摘要 HTML PDF(1685KB)

摘要:
为解决数控系统处理连续微线段时启停频繁以及插补过程中加速度突变等问题，通过建立圆弧过渡转接模型，根据转折点处的约束条件规划出过渡圆弧处的最优衔接速度，基于新型柔性加减速控制算法对多轨迹段进行速度前瞻规划。经过实验验证，该前瞻插补算法输出的轨迹误差不超过系统给定的最大值，且速度和加速度曲线连续平滑，在满足加工要求的同时能最大限度地提高加工效率，达到了实验最初设计目的。

基于对数变换的6-UCU并联平台姿态插值

屈力刚, 李纪泽, 李静

2023, (6): 100-104. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.017

摘要 HTML PDF(1217KB)

摘要:
六自由度并联平台是一种典型的封闭链式空间机构，为了更好地规划并联平台姿态运动，降低振动幅度。通过对数变换将单位四元数表示成插值简便的三维向量，进而以五次多项式算法进行并联平台的姿态插值，最后将姿态插值得到的插值点映射到四元数空间验证四元数多姿态插值的合理性，并搭建6-UCU并联平台进行实验验证。实验结果可知：单位四元数采用对数变换后插值简便，并且五次多项式算法可确保速度与加速度不发生突变状况，拟合曲线光滑度较高，保障了并联平台运动的平稳性，延长并联平台使用寿命。

基于西门子Trace Service数控机床五轴联动精度评估模块二次开发

费亚, 李颖, 陶文坚, 蒋云峰, 周昕

2023, (6): 105-111. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.018

摘要 HTML PDF(4857KB)

摘要:
以西门子840D sl SINUMERIK Operate为系统应用框架，基于Trace Service数据采集功能，开发了一种以空走S试件轨迹为对象的数控机床五轴联动精度评估模块。针对Trace Service数据采集机制进行核心原理分析，通过S试件轨迹运行过程的数据需求，梳理数据采集流程并设计坐标轴数据采集子模块，再将数据采集结果进行分析提取进行坐标轴向刀尖点的转换，结合图形数字化手段完成轮廓误差图形与指标展示，综合实现数控机床五轴联动精度的评估。该模块利用S试件优秀的联动精度评估性能，集成高效数据采集与轮廓评估展示，避免了传统模式下采集和评估过程的繁琐性，有效提升了评估过程的经济性与效率。

CA6136卧式车床前置刀架定位机构耐冲击性研究与改进

蔺用, 张宏伟, 党波, 王富红

2023, (6): 112-118. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.019

摘要 HTML PDF(1969KB)

摘要:
对CA6136卧式车床长期使用和研究发现前置刀架定位精度和耐冲击性较差，发生撞刀或受到冲击，很容易卡死，强行搬动刀架拉杆换刀，拉杆会折断以致损坏机床部件，后续维修较难。为延长刀架使用寿命，很有必要对其定位方式进行研究和改进。分析后提出3种改进方案，经过结构设计、受力分析和对比研究后选定最优方案。通过机械加工、装配和调试等过程完成改进，经长期测试能达到理想效果。该研究成果值得机床厂家参考和使用。

三自由度球齿轮的齿形支撑参数优化研究

郭晓旭, 张东梅, 刘立伟, 赵同雨, 刘欣平

2023, (6): 119-126. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.020

摘要 HTML PDF(2525KB)

摘要:
在SLM成形过程中与新型球齿轮齿面接触的齿形支撑结构影响着齿面成形效果。文章采用Simufact仿真软件模拟了球齿轮SLM成形过程，使用BBD的响应曲面分析方法，以齿面平均变形量为评价指标，通过建立分析模型和参数优化，研究了齿顶宽，齿间隔和齿根宽3个齿形参数对齿面平均变形量的影响并确定了各因素的最佳水平。结果表明：各因素对平均变形量影响的显著程度为:齿顶宽>齿根宽>齿间隔。确定了最优齿形结构参数组合为齿顶宽1.0 mm，齿间隔0.71 mm，齿根宽1.0 mm，优化结果满足要求。

无心磨削动态成圆模型与数值仿真

汪龙华, 赵丽梅, 曹振, 胡育齐

2023, (6): 127-132. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.021

摘要 HTML PDF(1509KB)

摘要:
为了对无心磨削系统的工件动态成圆过程进行真实有效的数值仿真以及对工件的最终圆度进行科学合理的预测，建立了一种考虑工件中心瞬时位置变化的无心磨削动态成圆模型并对其进行了数值仿真。首先分析了磨削过程中由于工件表面形貌改变导致的工件定位中心位移以及磨削系统的振动引起的工件中心位移对工件中心瞬时位置变化的影响，然后综合考虑无心磨削过程中砂轮和工件之间的相互耦合作用、材料去除关系建立了工件磨削动态成圆模型，最后利用所建立的动态成圆模型和模拟工件材料去除及圆度变化的迭代算法，对工件外圆动态成圆的过程进行了数值仿真，再现了工件材料去除和轮廓形成的整个过程。通过对仿真算例结果的分析，证实了所提出的无心磨削动态成圆模型和迭代算法的真实性和合理性，对无心磨削成圆过程研究具有一定指导意义。

改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化

韩军, 沈伟东, 董冰洋, 邵帅, 庞楠楠

2023, (6): 133-138. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.022

摘要 HTML PDF(1292KB)

摘要:
针对某环形薄壁零件在加工过程中的零件局部变形过大的问题，提出了改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化方法。采用有限元软件，对局部变形大的区域进行仿真，得到仿真出的铣削力；通过Design-Expert13中正交实验响应曲面法建立加工参数与铣削力之间的目标函数，采用改进的粒子群算法对目标函数进行优化，最后通过对优化后的加工参数与经验加工参数进行实验对比。结果表明：采用改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化的方法，可使零件局部变形大的区域的铣削力减小24.9%，有效降低了环形薄壁零件的变形量，为技术人员在选择该环形薄壁铣削参数时，提供了新的参考方案。

螺旋桨叶测量装置及质量评估技术研究

张震, 张辉, 鲍勃屹, 李俊

2023, (6): 139-145. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.023

摘要 HTML PDF(1849KB)

摘要:
螺旋桨叶片作为工业领域核心零件，该类工件表面形状常包含多种复杂面型，传统测量手段存在精度与时效缺陷。针对这一问题，基于螺旋桨叶自动测量装置提出一种面向多面型曲面的区域特征差异质量评估方法。首先，基于机电一体化平台搭建测量装置并设计仿真属性；其次，提出一种特征矢量驱动的区域能量聚类分割方法，划分表面测量区域解决螺旋桨叶片的多面型集中问题；然后，依据分割结果，获取局部最优测点并规划测点布局；接着，提出非线性区域精度差异层级配准方法，通过测量区域间精度差异进行数据层级配准完成位姿变换，并结合非线性计算优化效率，实现快速高效质量评估；最后通过联合仿真与实物测试验证方法的可行性。

移动式刀具失效巡检系统

熊哲, 闵丞志, 徐国达, 杨喆, 吕梓逢, 谢中取, 孙宇昕, 王禹林

2023, (6): 146-151. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.024

摘要 HTML PDF(1575KB)

摘要:
为了实现面向产线的柔性化智能刀具失效检测，设计了一种移动式刀具失效巡检系统。通过系统需求分析，针对性地进行了图像采集模块和换刀模块结构设计；通过耦合去噪模块和分类模块，训练了刀具故障诊断模型；通过对机床电流等信号进行分析，实现了失效在线诊断，并与在位检测相结合，解决了检测实时性不足的问题。经过实验验证，移动式刀具失效巡检在实际数控加工过程中进行原位巡检时无错误诊断发生。

三维扫描技术在大型钛合金件余量检测的应用研究

李俊文, 崔鑫, 郭东亮, 王杨, 杨昊

2023, (6): 152-156. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.025

摘要 HTML PDF(1697KB)

摘要:
针对大型3D打印钛合金件加工余量检测、协调困难的技术问题，采用新的三维扫描技术准确地对毛坯进行了扫描对比，得到了其余量分布结果，并根据余量分布结果实现了对毛坯的粗加工余量协调，高效地解决毛坯余量差异大、局部余量较小的余量协调问题，为不规则、大型结构件的余量检测分析提供了重要技术支持。

基于2D激光技术的轴径在线精密测量方法

李学哲, 王菲, 申瑶, 王彦昕, 田文宇

2023, (6): 157-161. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.026

摘要 HTML PDF(1401KB)

摘要:
针对轴径测量方法在精度、可靠性和适应性等方面存在的问题，提出一种基于2D激光测量和全量程标定校准的轴径精密在线测量方法。采用2D激光轮廓传感器同步采集检验剖面的二维坐标数据，基于采集的坐标数据和最小二乘拟合算法求解被测轴的半径，基于最小区域原则优选检验剖面，采用全量程标定校准方法建立轴径测量误差模型，利用误差补偿算法实时补偿系统的非线性误差，提高轴径测量的精度。研究结果表明，该方法测量相对误差小于1%，实现了免拆卸情况下的轴径非接触、在线、高精度测量。

超声振动激光切削钨合金表面质量评价试验

叶新娜, 李山山, 袁洪川

2023, (6): 162-166. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.027

摘要 HTML PDF(1500KB)

摘要:
对90W-7Ni-3Fe硬质合金进行了超声振动激光切削测试，并分析了表面完整性的影响因素，通过实验对工件的显微组织形貌、表面结构、残余应力、粗糙度、表面硬度与晶体位错密度开展了研究。研究结果表明：采用超声振动激光切削方式获得了比常规切削模式更小的粗糙度，对犁沟与鳞刺起到显著抑制作用，获得了更小的工件表面粗糙度，显著改善了加工质量。以相同工件进行切削时得到的钨相与粘结相位于亚表面区域的变质层，钨相变质层达到400 nm的厚度，粘结相变质层达到1 μm的厚度。采用超声振动激光切削得到的工件表面位错密度相对常规切削。与基体硬度相比，以UEVC与CC方式切削加工表面硬度显著提高，超声切削试样表面更明显硬化。采用超声振动方式形成了更高残余应力。

基于自适应MOEA/D的柔性车间多目标联合优化调度

王玉巧, 温承钦, 刘智飞

2023, (6): 167-174. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.028

摘要 HTML PDF(1688KB)

摘要:
为了实现柔性作业车间完工时间、机器负荷、交货延期时间、车间能耗等多个目标的联合优化，提出了基于自适应惩罚MOEA/D（multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition）的柔性车间多目标调度方法。对具有多个生产机床、多个加工任务、多道工序的柔性车间调度问题进行了描述并建立了优化模型。给出了基于MOEA/D算法的柔性车间调度方法，针对常值惩罚因子无法满足不同邻域对收敛性和染色体多样性不同调整需求的问题，提出了能够随邻域染色体密度自适应调整的惩罚因子，并制定了基于自适应惩罚MOEA/D算法的柔性车间调度流程。在具有8个机床、8个工件共28道工序的生产调度实验中，自适应MOEA/D算法搜索的Pareto前沿解能够支配标准MOEA/D和改进NSGA-II算法的Pareto前沿解；在等权重最优解的生产实验中，自适应MOEA/D算法调度方案的完工时间、机器负荷、交货延期时间、车间能耗均小于标准MOEA/D算法和改进NSGA-II算法。实验结果证明了自适应惩罚MOEA/D算法在柔性车间调度中的有效性和优越性。

基于Dijkstra算法的AMR集群协同调度研究

周伟, 胡毅, 刘进江, 刘泓铄, 童一飞, 陈坚豪

2023, (6): 175-179. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.029

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摘要:
在环境复杂的柔性制造系统中进行合理地AMR（autonomous mobile robot）调度具有重要意义。针对AMR调度中的路径规划与任务分配，以最小化AMR完成任务时间为目标函数建立数学模型，并通过拓扑法进行地图建模；采用贪婪算法对间隔时间服从定长分布的订单进行任务分配，通过对AMR工作状态分类以减少算法运算量；基于Dijkstra算法进行全局路径规划，搜索AMR的全局最短路径，并通过AMR的激光雷达进行局部避障路径规划；最后，通过在openTCS平台进行调度仿真实验验证其有效性。

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2023年第6期

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