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王璽, 梅清晨, 賈祿冰. 價(jià)值流分析在連接器裝配中的精益改善應(yīng)用[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022(4): 154-158.

價(jià)值流分析在連接器裝配中的精益改善應(yīng)用

王璽① 梅清晨①② 賈祿冰①

（ ①清華大學(xué)天津高端裝備研究院洛陽先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地；②河南工程學(xué)院）

摘 要

以A車間連接器裝配過程為例，研究了利用價(jià)值流分析并結(jié)合精益工具對連接器裝配過程的精益改善。首先通過現(xiàn)場調(diào)研寫實(shí)，繪制出了現(xiàn)狀價(jià)值流圖，識(shí)別出生產(chǎn)中存在的不增值環(huán)節(jié)。其次，運(yùn)用精益思想分析出布局物流不合理、生產(chǎn)模式落后、線平衡率低、在制品多和標(biāo)準(zhǔn)化水平低等不增值因素產(chǎn)生的原因。最后，綜合運(yùn)用多種精益生產(chǎn)工具方法，優(yōu)化了車間布局及物流、設(shè)計(jì)了拉動(dòng)式生產(chǎn)、推行準(zhǔn)時(shí)化配送、線平衡改善及推行標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)等，實(shí)現(xiàn)車間人均效率提升35.02%，生產(chǎn)周期縮短26.93%，在制品量降低26.78%。

基 金

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張?zhí)烊?周福強(qiáng),吳寶庫,等.基于ARIMA和XGBoost的滾動(dòng)軸承故障預(yù)測模型研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2022(4):176-182.

基于ARIMA和XGBoost的滾動(dòng)軸承故障預(yù)測模型研究

張?zhí)烊稷? 周福強(qiáng)① 吳寶庫①

朱芷儀② 宋雨儒②

（ ①沈陽大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；

②沈陽大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院國際學(xué)院）

摘 要

針對滾動(dòng)軸承現(xiàn)有故障預(yù)測模型精度和準(zhǔn)確率較低的問題，提出一種基于ARIMA時(shí)間序列預(yù)測和XGBoost分類算法的滾動(dòng)軸承故障預(yù)測模型。首先，采用LMD聯(lián)合FPA解決盲源欠定的問題；其次，使用KPCA選取敏感特征作為預(yù)測模型的輸入，以提高軸承故障的分類精度；第三，通過Arima自回歸模型預(yù)測軸承振動(dòng)信號未來短期內(nèi)變化情況，將預(yù)測結(jié)果輸入XGBoost模型進(jìn)行故障分類預(yù)測，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承故障識(shí)別，提高預(yù)測準(zhǔn)確率；最后，通過美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)使用的軸承數(shù)據(jù)集，進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以更準(zhǔn)確地預(yù)測出軸承短期內(nèi)振動(dòng)信號變化并診斷出可能發(fā)生的故障，證明了該方法在滾動(dòng)軸承信號含噪情況下，有效提取特征、識(shí)別故障和故障預(yù)警中具有可行性與可靠性。

基 金

中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資金計(jì)劃項(xiàng)目（2021JH6/10500149）

遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20180551001）

3

劉忠強(qiáng), 馬嵩華, 胡天亮, 張桐嘉, 段岳飛. 面向立體視覺結(jié)構(gòu)光三維重建系統(tǒng)的點(diǎn)云誤差補(bǔ)償方法[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022(4): 132-139.

面向立體視覺結(jié)構(gòu)光三維重建系統(tǒng)的點(diǎn)云誤差補(bǔ)償方法

劉忠強(qiáng) 馬嵩華 胡天亮 張桐嘉 段岳飛

（ ①山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；

②高效潔凈機(jī)械制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

③機(jī)械工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心）

摘 要

為了提高立體視覺結(jié)構(gòu)光三維重建系統(tǒng)的精度，提出了一種面向立體視覺結(jié)構(gòu)光三維重建系統(tǒng)的點(diǎn)云誤差補(bǔ)償方法，該方法分為誤差標(biāo)定、誤差建模和誤差補(bǔ)償三部分。首先，提出一種新的誤差標(biāo)定方法，將立體視覺結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的測量空間劃分為離散的特征點(diǎn)并標(biāo)定了整個(gè)空間內(nèi)特征點(diǎn)的誤差；然后，提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差建模方法，建立起該空間的誤差模型；最后，提出了適用于立體視覺結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的點(diǎn)云誤差補(bǔ)償方法，將建立的誤差模型用于誤差補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)表明文章提出的誤差補(bǔ)償方法平均減少了51.96%的直徑誤差和14.16%的球心距誤差，精度提升效果明顯。從而，驗(yàn)證了該算法的有效性和可行性。

基 金

4

徐帥強(qiáng), 張彥彬, 周宗明, 劉波, 李長河. 汽車輪轂潔凈制造自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022 (4): 32-37.

汽車輪轂潔凈制造自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

徐帥強(qiáng)① 張彥彬① 周宗明② 劉波③ 李長河①

（ ①青島理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院；

②漢能(青島)潤滑科技有限公司；

③四川明日宇航工業(yè)有限責(zé)任公司）

摘 要

汽車輪轂制造在交通領(lǐng)域占有重要地位，然而現(xiàn)有汽車輪轂生產(chǎn)線存在依賴工人操作效率低、采用澆注式冷卻潤滑污染環(huán)境等問題，不符合“十四五”規(guī)劃高端裝備和綠色制造發(fā)展要求?；诖?，開展了汽車輪轂自動(dòng)化潔凈生產(chǎn)線設(shè)計(jì)工作。依據(jù)輪轂毛坯件結(jié)構(gòu)特性，開發(fā)了融合料架、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械手和輸送輥道的上下料系統(tǒng)，形成串聯(lián)式可拓展的密集型生產(chǎn)線布局；采用軸向吸盤夾持爪進(jìn)行工件的定點(diǎn)抓取實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效輸運(yùn)。設(shè)計(jì)了車削內(nèi)外圓專用夾具，氣動(dòng)同步回路控制4組卡爪同時(shí)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)自定心。根據(jù)工件材料計(jì)算車削力并設(shè)計(jì)夾緊力。加工單元中嵌入微量潤滑供給裝備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)澆注式實(shí)現(xiàn)了綠色制造。以平均生產(chǎn)節(jié)拍為參考，自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)效率提升22%以上。

基 金

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“航空航天典型材料零部件清潔切削成套技術(shù)及示范應(yīng)用”（2020YFB2010500）

國家自然科學(xué)基金青年基金“納米流體微液滴砂輪/工件約束界面動(dòng)態(tài)毛細(xì)管形成機(jī)制與微液滴遷移成膜機(jī)理”（51905289）

5

高鋒, 孫江宏, 何宇凡, 李乃崢, 高可可. 基于RPP串聯(lián)機(jī)構(gòu)的固定式割膠機(jī)設(shè)計(jì)與仿真分析[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022(4): 26-31.

基于RPP串聯(lián)機(jī)構(gòu)的固定式割膠機(jī)設(shè)計(jì)與仿真分析

王高鋒① 孫江宏①② 何宇凡① 李乃崢① 高可可①

（①北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院；

②清華大學(xué)機(jī)械電子工程研究所）

摘 要

針對人工割膠勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)要求高和作業(yè)效率低等問題，設(shè)計(jì)了一種具有三自由度的新型固定式割膠機(jī)。通過等效法將該機(jī)構(gòu)等效為RPP模型，分別利用D-H坐標(biāo)法、蒙特卡洛數(shù)值分析法和Lagrange動(dòng)力學(xué)方法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析。通過仿真驗(yàn)證該割膠機(jī)的運(yùn)行狀況。結(jié)果表明：新型固定式割膠機(jī)各關(guān)節(jié)位置、速度、加速度、轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)力隨時(shí)間變化呈平滑曲線，并且可實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)軌跡。

基 金

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0701505）

促進(jìn)高校內(nèi)涵發(fā)展項(xiàng)目（5121911002）

6

王建武, 陳學(xué)兵, 黃金剛, 趙盼, 賈志新. 聚晶金剛石復(fù)合片激光拋光工藝研究[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022(4): 43-49.

聚晶金剛石復(fù)合片激光拋光工藝研究

王建武 陳學(xué)兵 黃金剛 趙盼 賈志新

（ ①北京科技大學(xué)高等工程師學(xué)院；

②北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；

③北京深邁瑞醫(yī)療電子技術(shù)研究院有限公司）

摘 要

聚晶金剛石復(fù)合片因具有超高硬度、耐磨性和良好的熱穩(wěn)定性，被廣泛用作切削加工的刀具材料。利用PCD復(fù)合片制作刀具時(shí)，和傳統(tǒng)加工工藝相比，激光拋光可以獲得更良好的加工特性。為探究PCD復(fù)合片的激光拋光工藝特性，獲取最佳表面粗糙度，利用飛秒已拋光區(qū)域的線粗糙度，系統(tǒng)地研究了激光功率、掃描速度、掃描間距的水平變化對粗糙度和拋光效率的影響規(guī)律。采用正交試驗(yàn)方法對3個(gè)因素水平進(jìn)行優(yōu)化組合，同時(shí)對飛秒激光拋光PCD的作用機(jī)理進(jìn)行初步探究。結(jié)果表明：影響粗糙度的主要因素為掃描速度，選用7 MW激光功率、1 000 μm/s掃描速度、12 μm掃描間距的工藝參數(shù)可以獲得粗糙度為33.95 nm的優(yōu)良PCD復(fù)合片。

基 金

7

張旺旺, 薄瑞峰, 黃道陽, 陳振亞. 4-URU柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)及支鏈剛度分析[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022 (4): 69-74.

4-URU柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)及支鏈剛度分析

張旺旺 薄瑞峰 黃道陽 陳振亞

（ 中北大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院）

摘 要

針對4-URU型柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)，提出了一種對支鏈剛度的新型求解方法，應(yīng)用軟件仿真結(jié)果驗(yàn)證該方法的有效性。首先，利用螺旋理論對4-URU剛性并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度分析，采用柔性鉸鏈替換法設(shè)計(jì)相應(yīng)的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)?；谌嵝糟q鏈剛度矩陣，利用轉(zhuǎn)換矩陣法求得支鏈的鉸鏈剛度矩陣，利用有限元理論分別求得支鏈各柔性桿剛度，通過線性疊加求得支鏈的總剛度矩陣，最后利用MATLAB進(jìn)行理論計(jì)算，得到支鏈在X、Y、Z方向產(chǎn)生的變形量。并用ANSYS軟件對模型進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明，理論計(jì)算與仿真結(jié)果基本一致。驗(yàn)證了該方法求解支鏈剛度的有效性，為利用該方法求解整個(gè)柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度提供理論依據(jù)，為研究柔性并聯(lián)定位平臺(tái)的精度提供了幫助。

基 金

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（52005456）

山西省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（201901D111128）

8

羅小峰, 胡瑩, 余翔. 基于多目標(biāo)多約束條件下排產(chǎn)算法設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022(4): 159-164.

基于多目標(biāo)多約束條件下排產(chǎn)算法設(shè)計(jì)與應(yīng)用

羅小峰① 胡瑩① 余翔②

（ ①南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院；

②中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司江西省分公司）

摘 要

針對機(jī)加企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中面臨的雙工位、相鄰設(shè)備和委外工序等多約束條件下的多目標(biāo)生產(chǎn)排程問題，分析排程所需滿足的各生產(chǎn)要素，建立最優(yōu)化生產(chǎn)排程數(shù)學(xué)模型，提出動(dòng)態(tài)交叉變異算子改進(jìn)遺傳算法，在以三段式編碼為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)排程算法中引入分子和裂變分子，利用染色體偏移，提高排程緊湊性的同時(shí)加快算法收斂速度，得出加權(quán)系數(shù)優(yōu)化后的排產(chǎn)結(jié)果，最后通過算例求解并運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中，大大提高生產(chǎn)排程效率。

基 金

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51765043）

9

劉樂, 殷銀銀, 金宏, 關(guān)悅, 劉秀巖. 超大規(guī)格GH4169高溫合金螺栓成形工藝及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022(4): 110-115.

超大規(guī)格GH4169高溫合金螺栓成形工藝及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

劉樂①② 殷銀銀①② 金宏①② 關(guān)悅①② 劉秀巖③

（ ①河南省緊固連接技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

②河南航天精工制造有限公司；

③航天精工股份有限公司）

摘 要

針對大規(guī)格GH4169高溫合金螺栓成形難度大、模具易開裂壽命低等問題，研究其成形工藝及模具結(jié)構(gòu)。結(jié)合金屬塑性成形理論，提出其成形工藝方案。采用Deform-3D有限元分析軟件對提出的工藝方案進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了成形過程中的載荷-行程曲線、金屬流動(dòng)規(guī)律等，根據(jù)成形工藝，設(shè)計(jì)并優(yōu)化相應(yīng)模具結(jié)構(gòu)，最后進(jìn)行了工藝試驗(yàn)。通過數(shù)值模擬，獲得了成形過程中的工藝參數(shù)，揭示了GH4169高溫合金螺栓成形過程的變形機(jī)理。采用雙層預(yù)應(yīng)力組合凹模時(shí)，模具出現(xiàn)開裂，模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化后采用三層預(yù)應(yīng)力組合凹模滿足成形要求，模具壽命較高，小批量試制的GH4169高溫合金螺栓鍛件充填飽滿，所獲數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果基本一致。提出的GH4169高溫合金螺栓成形工藝和模具結(jié)構(gòu)是可行的，成形出的高溫合金螺栓符合航天領(lǐng)域?qū)嵤褂靡?，為大?guī)格GH4169高溫合金螺栓的生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)，對實(shí)際生產(chǎn)及其他相似零件具有指導(dǎo)意義。

基 金

“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目（2013ZX04002081）

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龐建軍. 基于數(shù)字孿生的數(shù)字化車間升級方案及實(shí)現(xiàn)[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2022(4): 165-171.

基于數(shù)字孿生的數(shù)字化車間升級方案及實(shí)現(xiàn)

龐建軍

（ 超同步股份有限公司）

摘 要

根據(jù)自身發(fā)展需要，以數(shù)字孿生車間運(yùn)行模式和數(shù)字化車間構(gòu)建等理論為指導(dǎo)，綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)和數(shù)字仿真等技術(shù)，建立大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)與數(shù)字孿生管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成與互聯(lián)互通，應(yīng)用仿真技術(shù)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)及關(guān)鍵工藝，完成車間數(shù)字化升級，大幅提升智能制造水平。

基 金

聲明：