组合机床与自动化加工技术最新期刊目录
基于卷积时空混合神经网络的剩余使用寿命预测————作者：刘澳龙;唐向红;陆见光;王涛;
摘要：针对当前剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)预测方法侧重于捕捉数据的时间依赖，忽略多传感器间的空间关系问题，提出了一种卷积时空混合神经网络(convolutional spatio-temporal hybrid neural network, CSTHNN)用于提取多传感器时间序列数据的时空特征用于RUL预测。CSTHNN利用卷积神经网络的卷积层感知相邻特征间的空...
基于U-Net的工件轮廓提取方法的研究————作者：郭凯旋;王吉芳;刘相权;王凯;
摘要：工件轮廓提取是实现工件识别和定位的重要前提，为解决传统机器视觉算法对复杂环境中的工件轮廓提取不完整、易受干扰的问题，提出了一种改进U-Net的工件轮廓分割模型，将VGG16网络应用于解码器部分，增加网络特征提取能力；将ECA注意力机制引入每个跳跃连接层中，提高了工件轮廓特征在模型中的权重；在编码器末端引入ASPP空洞空间卷积池化金字塔模块，以获取高层特征图中不同尺度的特征信息，进而提高目标的分割精...
基于数字孪生的国产五轴数控机床虚拟调试系统的研究与实现————作者：刘国强;段明皞;王堃宇;王继航;张南;赵南;
摘要：针对国产五轴数控机床，深入研究了基于数字孪生的虚拟调试关键技术，该技术将机床状态监测、网络通信、传感器检测及信息处理技术紧密融合，成功构建了一个与物理机床在外形、运行逻辑及数据层面高度一致的虚拟模型，实现了对机床特性的精确模拟。基于这一虚拟模型，设计了一套虚拟调试系统，该系统针对机床的机械结构、控制系统、以及加工工艺等多个方面进行了全面的虚拟调试。该虚拟调试系统不仅拥有高精度的仿真功能，还能够有效...
机床立柱的竹子结构仿生设计及性能分析————作者：李有堂;连虎强;
摘要：为了提高机床的静、动态特性，通过分析竹子与机床立柱在结构、功能、载荷和约束4个方面的相似性，提出机床立柱结构仿生思想。通过仿生设计源流与设计流程，将竹子特有的维管束和竹节结构设计到机床立柱上，并合理地布置加强筋，以立式数控机床的立柱为例，应用有限元软件分析其静、动态特性，得到设计结果为：相对于原型铸铁材料立柱，仿生型立柱质量减小了14.22%,最大等效应力和最大变形都得到了不同程度的改善；在满足轻...
正多边形织构化密封端面的摩擦磨损特性研究————作者：刘磊;穆塔里夫·阿赫迈德;樊智超;
摘要：针对机械密封磨损严重、使用寿命低的问题，以摩擦副密封环为研究对象，通过激光在表面加工正多边形织构，研究了其在干磨条件下的磨损性能，探讨了正五边形织构的耐磨性原因。通过摩擦磨损试验，得到了织构化密封端面的摩擦系数、磨损系数、磨损量以及磨损形貌图，验证了基于Archard磨损公式的数值模型的正确性，研究了织构形状以及旋转角度对磨损数据的影响。结果表明，正五边形织构试件与无织构试件相比，磨损量减少了44...
D-H坐标修正的工业机械手逆运动学研究————作者：孙伏;
摘要：针对某6R机械手构型的逆运动学解析解求解难题，提出了一种D-H坐标修正方法，可快速求出逆解，研究了连续轨迹控制中的轨迹规划问题。以IRB2600机械手为例，首先建立标准D-H坐标，绘制工作空间，确认各关节转角范围，进行机械手运动学分析，然后提出D-H坐标修正方法，结合欧拉角选择机械手初始位置，进行逆运动学分析，导出逆解解析式，并建立唯一解的优化模型。在轨迹规划实例中，分析轨迹任务的可达性，在直角空...
基于视觉处理的带束鼓自动纠偏控制系统研究————作者：徐子茗;赵晶;张平;
摘要：根据一次法成型机带束鼓自动纠偏控制要求，设计一款基于计算机视觉的模型预测自动纠偏控制系统。分析带束层成型传递中的横向偏差原因，提出了一种纠偏预测控制方法。纠偏系统采用工业相机提取带束层在纠偏机构处的边缘特征，将基准位置与实际位置进行比较，并实时反馈给控制系统，采用模型预测控制进行实时自适应调节，遗传算法优化系统参数，纠偏算法实现闭环负反馈预控制。模型在MATLAB中仿真，分别将PID控制、模型预测...
基于EKOA-ELM的压电型三维力传感器解耦算法————作者：何祥;刘勇;刘诚;陈思涵;
摘要：针对压电型三维力传感器由于结构制造而产生的维间耦合问题，设计了一种基于改进的开普勒优化算法优化极限学习机(EKOA-ELM)的解耦算法。首先，阐述了压电型三维力传感器的耦合特性；然后，对压电型三维力传感器构建标定实验进行标定，得出三维力传感器的测力数据；最后，建立极限学习机非线性解耦模型，并利用混沌Cat映射与基于余弦规律变化的收敛因子对KOA(Kepler optimization algori...
基于PSO-LSTM的碳纤维增强聚合物铣削能耗预测————作者：张华;张福童;鄢威;江志刚;
摘要：碳纤维增强聚合物(CFRP)应用日益广泛，但由于材料的各向异性、高刚度、高比强度等特性使得其二次加工能耗影响因素较多，难以实现准确的预测。针对上述问题，提出了一种基于PSO-LSTM的CFRP铣削能耗预测方法。首先，基于正交试验方法设计了在不同进给量和切削速度下纤维取向为0°、30°、45°、75°的CFRP铣削实验，分析了不同加工参数对能耗的影响；构建了基于粒子群优化长短期记忆神经网络(PSO-...
多传感器协同旋转测量管道内腔截面轮廓方法————作者：解玉成;孙晓;姚良志;于柳;文比强;
摘要：针对军备制造、航空航天与工程机械等领域内管道零件自由曲面内腔截面的高精度测量，通过对被测管道自由曲面内腔形貌进行分析，在激光测量头尺寸及测量精度的约束下，提出了一种基于多激光位移传感器离轴式分布的旋转组合测量方式，构建了管道自由曲面内腔截面轮廓测量数学模型，针对测量得到的散点数据，将小波阈值滤波降噪与鲸鱼优化算法结合起来，提出了一种改进小波阈值滤波降噪方法，通过仿真验证，对比小波阈值滤波降噪数据标...
基于线结构光的焊缝光条亚像素中心提取方法————作者：杨宏韬;李浩;白昊天;程云龙;李秀兰;张鹏;
摘要：随着工业的迅速发展，线结构光在焊缝检测中的应用越发广泛，针对线结构光测量中焊缝特征区域曲率变化大引起的光条灰度分布不均匀，从而导致提取中心存在一定偏差的问题，提出一种基于线结构光的焊缝光条亚像素中心提取方法。该方法主要包括初始提取和精细提取两个阶段，在图像预处理的基础上，采用骨架细化法对光条中心初始提取；在精细提取阶段，利用Hessian矩阵求解其绝对值最大特征值对应的特征向量确定初始中心法向，最...
2T1R印花定位双模式并联机器人机构设计与分析————作者：王琰;郭飞飞;梁俊侨;闫刚;张楠;刘伟;
摘要：针对目前纺织印花重复叠印次数多时，印花装置重复定位精度不高的问题，提出一种新型的双模式2T1R并联定位机器人机构。通过机构完全解耦的特性设计该机构各部分支链的结构，用螺旋理论求解机构的运动螺旋系以分析机构的自由度，利用闭环矢量法建立机构的运动学逆解方程，用MATLAB求解运动学逆解和正解，对比Adams虚拟样机的运动学仿真结果，验证所建立运动学方程的准确度。利用ANSYS分析机构的承载能力。结果表...
无铁芯永磁同步直线电机温升特性与定位精度研究————作者：梅智发;朱继元;卢飞泉;代宣军;
摘要：针对双轴直线电机模组工作时温度升高导致定位误差增大的问题，通过计算导热系数、等效比热容及对流换热系数等，确定无铁芯永磁同步直线电机温度场仿真分析所需热参数。将绕组损耗作为温度场热源，经电磁场-温度场-结构场的耦合仿真分析，得到仿真模型的稳态温度与热变形。对关键零件移动台和大理石底板的取点温升和变形量采用最小二乘法拟合，得到相对应曲线函数。通过实验获得两零件实际温度，与仿真结果相比，相对误差分别为3...
基于LMedS的WTLSD拟合平面算法研究————作者：任永强;臧昌禹;胡长路;
摘要：针对实际点云数据中存在的噪点与缺陷对拟合平面时带来的影响，提出一种基于最小平方中值算法(least median of squares, LMedS)与距离加权总体最小二乘法(weighted total least squares based on distance, WTLSD)相结合的平面拟合算法。通过最小平方中值算法初步去除点云中的噪点，并基于距离构建初始权重矩阵，利用距离加权总体最小二乘...
基于光轴法的深孔零件轴线直线度的测量研究————作者：赵富;王健;王少锋;安俊峰;王国强;
摘要：针对深孔管材测量精度的问题，基于光轴法测量原理，提出一种自主爬行装置辅助的测量方法。首先，采用两端点连线(two-point line, TPL)算法对内孔基准轴线进行粗定位，基本确定基准轴线的位置；其次，利用最小二乘(least squares, LS)算法将粗定位后所测得的内孔各截面数据进行拟合，精准定位其基准轴线；最后，结合最小包容区域(minimum enclosing region, M...
永磁同步电机并行可切换式模型预测控制研究————作者：刘涛;赵晴晴;俞亚伟;习金玉;赵宝山;侯玮杰;
摘要：传统模型预测控制策略基于固定的控制周期与预测寻优结构，难以实现电机系统的动态-稳态性能综合优化。针对这一问题，提出了一种基于多核并行计算架构的可切换式模型预测控制策略。该方法通过分析两种经典模型预测控制策略在预测寻优过程中的数据依赖关系，构建具有不同控制周期、不同控制策略的微单元，通过设计算法切换策略，实现变结构、变周期控制。在此基础上，为减少切换过程引起的被控量波动，设计了时序优化策略。相关实验...
基于并行球形译码算法的PMSM多步预测控制————作者：刘涛;娄瀚文;李跃华;李博;
摘要：模型预测控制在近几十年成为永磁同步电机控制领域的研究热点，其中多步预测算法相比传统的单步预测算法，具有更优的动稳态性能。但其寻优过程复杂且计算量大，限制了其在电机驱动领域的应用。为此，针对永磁同步电机驱动系统进行研究，提出了一种基于并行球形译码算法的多步预测控制策略。相比于传统的多步预测，所提控制策略将多步预测过程转化为最小二乘问题，采用并行球形译码寻优策略实现多个分支同时探索。在此基础上，设计了...
基于Udwadia-Kalaba理论的外骨骼自适应鲁棒轨迹跟踪控制————作者：张名琦;沙连森;史文青;张文彬;黄锟;刘斌;
摘要：为解决外骨骼机器人在外界干扰与模型误差等不确定因素的影响下存在的轨迹跟踪控制准确性与稳定性不足等问题，提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)理论的自适应鲁棒轨迹跟踪控制算法。首先，基于U-K理论相对简单地建立外骨骼机器人系统的运动方程，快速准确求解系统约束力；其次，针对系统不确定性因素设计自适应鲁棒控制器以保持系统的稳定性，并通过仿真验证了算法的可行性；最后，以基于二自由度外骨骼机器人...
基于分布建模的磁瓦表面缺陷检测————作者：郭宏;李欣伦;张德华;畅晨吕;焦士轩;
摘要：传统视觉检测方法对不同光照条件下的磁瓦表面缺陷检测精度较低，针对这一问题，提出一种基于分布建模的算法用于分割磁瓦表面缺陷。首先，算法模型使用预训练模型与蒸馏学习训练策略，实现学生网络对磁瓦数据的特征提取；其次，在学生网络中插入CA注意力模块和自注意力模块，以增强特征对正常数据的表述；最后，提出一种自适应特征融合，改善特征数据结构，增加分布的泛化性。实验结果表明，改进后的算法在磁瓦数据集上的像素级A...
轻量级重参数化的PCB缺陷检测算法————作者：孙铁强;于洪健;宋超;肖鹏程;孙奥然;
摘要：针对PCB缺陷检测中存在的复杂背景干扰性强、模型参数量大和推理时间长等问题，在YOLOv8算法的基础上进行了改进。首先，在Backbone网络中，融合SE注意力机制，设计C2f＿RepGhost模块，代替部分C2f,抑制不相关的背景信息并减少模型的参数量；改进空间金字塔池化网络，替换激活函数，使特征提取能力更加高效；其次，增加浅层特征融合的Block数目，去除深层网络，增加上采样，以提高小目标浅层...
