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作业车间调度的多工序精确联动邻域结构混合进化算法

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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 537-552页

作者：巴智勇袁逸萍裴国庆王波新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830017 卓郎新疆智能机械有限公司新疆乌鲁木齐830057

针对作业车间调度问题,以最小化最大完工时间为优化目标,提出一种基于多工序精确联动邻域结构的混合进化算法。从理论上给出了关键块中工序无效移动的判定条件,据此设计了3对工序精确联动的邻域结构。为避免算法过早收敛,引入基于邻域... 详细信息

针对作业车间调度问题,以最小化最大完工时间为优化目标,提出一种基于多工序精确联动邻域结构的混合进化算法。从理论上给出了关键块中工序无效移动的判定条件,据此设计了3对工序精确联动的邻域结构。为避免算法过早收敛,引入基于邻域惩罚的交叉父本匹配选择算子与基于动态惩罚阈值的种群更新策略。通过与其他先进算法在车间调度问题基准算例上进行对比实验,验证了所提算法的有效性与稳定性。

关键词：作业车间调度精确多工序联动邻域结构混合进化算法多样化搜索

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基于数字孪生的纺机钣金车间可视化监控系统研究与应用

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现代制造工程 2024年第3期 31-37,102页

作者：房峰袁逸萍裴国庆田芳新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830017 卓郎新疆智能机械有限公司乌鲁木齐830022 新疆乌鲁木齐市技术创新研发与科技成果转化中心乌鲁木齐830002

针对纺机钣金车间生产过程实时监控差、准确性不足及可视化程度低等问题,提出一种基于数字孪生的纺机钣金车间可视化监控系统构建方法。首先,基于纺机钣金车间的生产要素构建其孪生几何模型,并对孪生几何模型进行轻量化处理以满足实时... 详细信息

针对纺机钣金车间生产过程实时监控差、准确性不足及可视化程度低等问题,提出一种基于数字孪生的纺机钣金车间可视化监控系统构建方法。首先,基于纺机钣金车间的生产要素构建其孪生几何模型,并对孪生几何模型进行轻量化处理以满足实时响应要求;然后,基于赋时Petri网设计其行为逻辑模型,并通过碰撞检测算法实现在孪生车间中的触发响应。在此基础上,结合OPC UA的信息建模、事件驱动等方法实现多种工艺路线的产品加工、在制品流转等过程的忠实映射。最后,以某纺机钣金车间为应用案例,设计开发了原型系统,验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：数字孪生钣金车间可视化监控虚实映射 Unity3D

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基于多项式加减速的多头螺纹磨削算法研究

机电工程 2024年

作者：张威吴双峰贺明茹邢虎宁波大学机械工程与力学学院中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司

对多头螺纹进行磨削加工时，为了实现砂轮与切入点对齐，砂轮需要回到零点，并在零点等待一转信号和主轴转过偏转角度，而等待固定的信号会导致插补效率降低。针对这一问题，设计了一种基于混合非对称多项式加减速控制算法的多头螺纹快... 详细信息

对多头螺纹进行磨削加工时，为了实现砂轮与切入点对齐，砂轮需要回到零点，并在零点等待一转信号和主轴转过偏转角度，而等待固定的信号会导致插补效率降低。针对这一问题，设计了一种基于混合非对称多项式加减速控制算法的多头螺纹快速分头算法。首先，分析了螺纹分头原理和砂轮切入方法，提取了切入点选择特征；然后，采用分区建立了插补时间规划模型，根据插补时间规划方法和砂轮切入点选择特征，建立了砂轮与每个切入点对齐的脉冲时间变化模型；之后，根据五次速度曲线加减速控制算法和三次速度曲线加减速控制算法的基本原理，设计了混合非对称多项式加减速控制算法模型，建立了参数控制模型及快退区目标速度预测模型；最后，采用MATLAB仿真的方法，验证了多头螺纹快速分头算法的正确性和有效性。研究结果表明：在工况1、工况2条件下（螺纹头数分别为20、25，其它条件相同），顺序切入和对称切入的加工效率分别提高了12.98%、0.67%，根据工况参数可以确定加工效率最高的砂轮切入方法；采用变加减速控制的方法，在快退区减速段可以实现±4 ms的容差控制目标，降低了砂轮与切入点对齐算法的容差压力；采用混合非对称多项式加减速控制算法，可以对多头螺纹快速分头插补和加加速度进行柔性控制，以提高螺纹分头的效率。

关键词：多头螺纹分头算法五次速度曲线三次速度曲线插补时间规划螺纹切入点混合非对称加减速控制算法参数控制模型

基于多传感器多元特征融合决策的铣刀磨损辨识方法

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机电工程 2024年

作者：贺明茹吴双峰李萌张威宁波大学机械工程与力学学院中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司

针对铣削加工过程中刀具磨损预测准确率低、单一传感器覆盖特征缺乏对照的问题，提出了一种结合粒子群优化(PSO)-最小二乘支持向量机（LS-SVM）算法与多传感器特征的刀具磨损判断方法。首先，构建了以振动、切削力和声发射为刀具磨损监... 详细信息

针对铣削加工过程中刀具磨损预测准确率低、单一传感器覆盖特征缺乏对照的问题，提出了一种结合粒子群优化(PSO)-最小二乘支持向量机（LS-SVM）算法与多传感器特征的刀具磨损判断方法。首先，构建了以振动、切削力和声发射为刀具磨损监测信号的磨损辨识系统；然后，采用以时域特征：最大值p1、均方根p2、标准差p3、绝对值均值p4结合小波频段能量特征分析的方法进行了铣削加工信号分析。采用PSO-LS-SVM算法建立了刀具磨损状态识别模型和刀具磨损量预测模型；最后，通过时域与小波分析，从采集到的振动、铣削力及声发射信号中提取了71维信号特征，并优化降维至24维；以24维特征作为输入，刀具磨损状态和刀具磨损量为输出，对该刀具磨损识别及预测算法进行了验证。研究结果表明：基于PSO-LS-SVM算法的刀具磨损状态辨识模型在多传感器特征上磨损识别准确率为99.39%，相比单传感器特征，其识别准确率更高；刀具磨损量预测模型的预测精度达到了99.75%，相比其他模型，平均准确率提高了8.02%。

关键词：刀具磨损监测多传感器特征特征提取粒子群优化最小二乘支持向量机磨损识别与预测

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电火花沉积技术研究现状及发展趋势

电加工与模具 2024年第S1期 18-25页

作者：李晓迪程战邹斌华王蒙中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司浙江宁波315700 宁波镭速激光科技有限公司浙江宁波315100

详细介绍了电火花沉积技术的基本原理及其放电机理,从电极材料、工艺参数、沉积设备自动化及与其他技术复合加工等方面论述了该技术的研究现状和最新进展,旨在提高电火花沉积层的耐磨损、耐腐蚀及抗氧化等性能,为其试验的制定和生产提... 详细信息

详细介绍了电火花沉积技术的基本原理及其放电机理,从电极材料、工艺参数、沉积设备自动化及与其他技术复合加工等方面论述了该技术的研究现状和最新进展,旨在提高电火花沉积层的耐磨损、耐腐蚀及抗氧化等性能,为其试验的制定和生产提供一定的参考。最后分析了该技术的应用现状、发展中存在的主要问题以及与国外的差距,指出我国表面技术研究者未来的主要研究方向,为其在各工程领域中的推广应用提供参考。

关键词：电火花沉积材料表面涂层工艺设备

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输电线路断股捋回修复机器人设计

机床与液压 2024年第8期52卷 105-111页

作者：董仲凯漆海霞张博田灏李方胡仁俊国网新疆电力有限公司吐鲁番供电公司新疆吐鲁番838000 华南农业大学工程学院广东广州510642 国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830000 新疆信息产业有限责任公司新疆乌鲁木齐830000 广东科凯达智能机器人有限公司广东佛山233600

传统断股线路修复方法为人工高空修补,该方法工作强度高、风险大且效率低下。在现有断股线路修复装置的基础上,设计一种输电线路断股捋回修复机器人,通过PLC系统驱动机器人沿架空地线行走,在地线断股处通过驱动齿轮带动断股输电线路同... 详细信息

传统断股线路修复方法为人工高空修补,该方法工作强度高、风险大且效率低下。在现有断股线路修复装置的基础上,设计一种输电线路断股捋回修复机器人,通过PLC系统驱动机器人沿架空地线行走,在地线断股处通过驱动齿轮带动断股输电线路同环绕套筒旋转,并通过捋线套筒内弹簧圆柱件挤压断股电线,到输电线路凹陷部分,实现断股捋回与压接,从而修复断股输电线路。最终,通过实验验证了断股捋回修复机器人具有稳定与可靠的断股导线修复能力。

关键词：高压输电线路断股环绕捋回修复装置

车身多性能约束下的一体压铸三角梁轻量化设计

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中国机械工程 2024年第4期35卷 691-699页

作者：苏永雷张志飞重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 上海小米智能技术有限公司上海200012 小米汽车科技有限公司北京100000

系统性地构建了一体压铸结构的优化方法,基于车身系统超单元模型实现多性能约束下的车身压铸件轻量化设计。首先,缩减复杂的车身系统,针对连续的车体结构,提出了子系统划分原则和方法,分别对各子系统进行超单元缩减,保证车身系统模型的... 详细信息

系统性地构建了一体压铸结构的优化方法,基于车身系统超单元模型实现多性能约束下的车身压铸件轻量化设计。首先,缩减复杂的车身系统,针对连续的车体结构,提出了子系统划分原则和方法,分别对各子系统进行超单元缩减,保证车身系统模型的分析精度并提高计算效率,为快速优化奠定基础;其次,同步考虑压铸结构单体性能和车身系统性能,采用折衷规划法归一化静动态子目标并构建综合目标函数,应用层次分析法得到子目标权重系数,进而开展了多模型拓扑优化,确定了加强筋位置分布;进一步地,同步考虑可设计与可制造性,对压铸结构变厚度拔模面进行参数化定义,并在优化过程中施加制造约束,基于构造的组合代理模型完成厚度参数设计。研究结果表明:在保证分析精度的前提下,缩减的车身系统模型可节省97.3%的计算资源;通过优化,在大幅提高车身一体压铸三角梁结构相关性能的同时,可实现轻量化,表明了所提方法的正确性和实用性。

关键词：压铸结构模型缩减拓扑优化代理模型轻量化

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机械电子技术在废弃物处理与资源回收中的应用探索

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石油石化物资采购 2024年第15期 243-245页

作者：王智霖王佳强孟现菊济南星辉数控机械科技有限公司中品智能机械有限公司

机械电子学就像它的名字一样,是机械和电子技术相结合的产物。它起源于20世纪末,是伴随着计算机、微电子技术的迅猛发展而兴起的。该技术的核心是把传统的机械装置与先进的电控系统有机地结合起来,经过精密的控制与数据处理,使设备达到... 详细信息

机械电子学就像它的名字一样,是机械和电子技术相结合的产物。它起源于20世纪末,是伴随着计算机、微电子技术的迅猛发展而兴起的。该技术的核心是把传统的机械装置与先进的电控系统有机地结合起来,经过精密的控制与数据处理,使设备达到高效率、智能化地运行。近几年来,随着人工智能、物联网等新兴技术的兴起,机械电子学迎来了一个崭新的发展时期。这些先进工艺与机械电子一体化,不仅使设备具有较高的自动化、智能化水平,而且能与其他系统进行无缝对接,进一步提高生产效率与质量。

关键词：机械电子技术废弃物处理资源回收应用

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BT40圆盘式刀库的研发与应用

世界制造技术与装备市场 2024年第3期 32-36页

作者：无江苏德速智能机械股份有限公司

一、产品简介刀库及自动换刀装置是加工中心的关键功能部件之一，随着加工中心向高速、高精度、高可靠性方向的发展，对刀库及自动换刀装置也提出了高准确性、高可靠性、高效率、长寿命的要求。但国产刀库及自动换刀装置在精度、换刀时... 详细信息

一、产品简介刀库及自动换刀装置是加工中心的关键功能部件之一，随着加工中心向高速、高精度、高可靠性方向的发展，对刀库及自动换刀装置也提出了高准确性、高可靠性、高效率、长寿命的要求。但国产刀库及自动换刀装置在精度、换刀时间、可靠性等方面与中国台湾地区以及发达国家的产品存在差距。境外企业凭借强大的关键核心技术，占领市场竞争制高点，价格居高不下。

关键词：自动换刀装置换刀时间产品简介刀库境外企业存在差距中国台湾地区关键核心技术