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王璽, 梅清晨, 賈祿冰. 價值流分析在連接器裝配中的精益改善應用[J]. 制造技術與機床, 2022(4): 154-158.

價值流分析在連接器裝配中的精益改善應用

王璽① 梅清晨①② 賈祿冰①

（ ①清華大學天津高端裝備研究院洛陽先進制造產業研發基地；②河南工程學院）

摘 要

以A車間連接器裝配過程為例，研究了利用價值流分析并結合精益工具對連接器裝配過程的精益改善。首先通過現場調研寫實，繪制出了現狀價值流圖，識別出生產中存在的不增值環節。其次，運用精益思想分析出布局物流不合理、生產模式落后、線平衡率低、在制品多和標準化水平低等不增值因素產生的原因。最后，綜合運用多種精益生產工具方法，優化了車間布局及物流、設計了拉動式生產、推行準時化配送、線平衡改善及推行標準作業等，實現車間人均效率提升35.02%，生產周期縮短26.93%，在制品量降低26.78%。

基 金

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張天瑞,周福強,吳寶庫,等.基于ARIMA和XGBoost的滾動軸承故障預測模型研究[J].制造技術與機床,2022(4):176-182.

基于ARIMA和XGBoost的滾動軸承故障預測模型研究

張天瑞① 周福強① 吳寶庫①

朱芷儀② 宋雨儒②

（ ①沈陽大學機械工程學院；

②沈陽大學機械工程學院國際學院）

摘 要

針對滾動軸承現有故障預測模型精度和準確率較低的問題，提出一種基于ARIMA時間序列預測和XGBoost分類算法的滾動軸承故障預測模型。首先，采用LMD聯合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自回歸模型預測軸承振動信號未來短期內變化情況，將預測結果輸入XGBoost模型進行故障分類預測，實現滾動軸承故障識別，提高預測準確率；最后，通過美國凱斯西儲大學使用的軸承數據集，進行實例驗證，實驗結果表明，該方法可以更準確地預測出軸承短期內振動信號變化并診斷出可能發生的故障，證明了該方法在滾動軸承信號含噪情況下，有效提取特征、識別故障和故障預警中具有可行性與可靠性。

基 金

中央引導地方科技發展資金計劃項目（2021JH6/10500149）

遼寧省自然科學基金項目（20180551001）

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劉忠強, 馬嵩華, 胡天亮, 張桐嘉, 段岳飛. 面向立體視覺結構光三維重建系統的點云誤差補償方法[J]. 制造技術與機床, 2022(4): 132-139.

面向立體視覺結構光三維重建系統的點云誤差補償方法

劉忠強 馬嵩華 胡天亮 張桐嘉 段岳飛

（ ①山東大學機械工程學院；

②高效潔凈機械制造教育部重點實驗室；

③機械工程國家級實驗教學示范中心）

摘 要

為了提高立體視覺結構光三維重建系統的精度，提出了一種面向立體視覺結構光三維重建系統的點云誤差補償方法，該方法分為誤差標定、誤差建模和誤差補償三部分。首先，提出一種新的誤差標定方法，將立體視覺結構光系統的測量空間劃分為離散的特征點并標定了整個空間內特征點的誤差；然后，提出了基于神經網絡的誤差建模方法，建立起該空間的誤差模型；最后，提出了適用于立體視覺結構光系統的點云誤差補償方法，將建立的誤差模型用于誤差補償。實驗表明文章提出的誤差補償方法平均減少了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，驗證了該算法的有效性和可行性。

基 金

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徐帥強, 張彥彬, 周宗明, 劉波, 李長河. 汽車輪轂潔凈制造自動化生產線設計[J]. 制造技術與機床, 2022 (4): 32-37.

汽車輪轂潔凈制造自動化生產線設計

徐帥強① 張彥彬① 周宗明② 劉波③ 李長河①

（ ①青島理工大學機械與汽車工程學院；

②漢能(青島)潤滑科技有限公司；

③四川明日宇航工業有限責任公司）

摘 要

汽車輪轂制造在交通領域占有重要地位，然而現有汽車輪轂生產線存在依賴工人操作效率低、采用澆注式冷卻潤滑污染環境等問題，不符合“十四五”規劃高端裝備和綠色制造發展要求。基于此，開展了汽車輪轂自動化潔凈生產線設計工作。依據輪轂毛坯件結構特性，開發了融合料架、轉運機械手和輸送輥道的上下料系統，形成串聯式可拓展的密集型生產線布局；采用軸向吸盤夾持爪進行工件的定點抓取實現精準高效輸運。設計了車削內外圓專用夾具，氣動同步回路控制4組卡爪同時動作實現自定心。根據工件材料計算車削力并設計夾緊力。加工單元中嵌入微量潤滑供給裝備，代替傳統澆注式實現了綠色制造。以平均生產節拍為參考，自動化生產線生產效率提升22%以上。

基 金

國家重點研發計劃“航空航天典型材料零部件清潔切削成套技術及示范應用”（2020YFB2010500）

國家自然科學基金青年基金“納米流體微液滴砂輪/工件約束界面動態毛細管形成機制與微液滴遷移成膜機理”（51905289）

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高鋒, 孫江宏, 何宇凡, 李乃崢, 高可可. 基于RPP串聯機構的固定式割膠機設計與仿真分析[J]. 制造技術與機床, 2022(4): 26-31.

基于RPP串聯機構的固定式割膠機設計與仿真分析

王高鋒① 孫江宏①② 何宇凡① 李乃崢① 高可可①

（①北京信息科技大學機電工程學院；

②清華大學機械電子工程研究所）

摘 要

針對人工割膠勞動強度大、技術要求高和作業效率低等問題，設計了一種具有三自由度的新型固定式割膠機。通過等效法將該機構等效為RPP模型，分別利用D-H坐標法、蒙特卡洛數值分析法和Lagrange動力學方法對機構進行運動學及動力學分析。通過仿真驗證該割膠機的運行狀況。結果表明：新型固定式割膠機各關節位置、速度、加速度、轉矩和驅動力隨時間變化呈平滑曲線，并且可實現預計軌跡。

基 金

國家重點研發計劃項目（2016YFD0701505）

促進高校內涵發展項目（5121911002）

6

王建武, 陳學兵, 黃金剛, 趙盼, 賈志新. 聚晶金剛石復合片激光拋光工藝研究[J]. 制造技術與機床, 2022(4): 43-49.

聚晶金剛石復合片激光拋光工藝研究

王建武 陳學兵 黃金剛 趙盼 賈志新

（ ①北京科技大學高等工程師學院；

②北京科技大學機械工程學院；

③北京深邁瑞醫療電子技術研究院有限公司）

摘 要

聚晶金剛石復合片因具有超高硬度、耐磨性和良好的熱穩定性，被廣泛用作切削加工的刀具材料。利用PCD復合片制作刀具時，和傳統加工工藝相比，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，利用飛秒已拋光區域的線粗糙度，系統地研究了激光功率、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律。采用正交試驗方法對3個因素水平進行優化組合，同時對飛秒激光拋光PCD的作用機理進行初步探究。結果表明：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可以獲得粗糙度為33.95 nm的優良PCD復合片。

基 金

7

張旺旺, 薄瑞峰, 黃道陽, 陳振亞. 4-URU柔性并聯機構構型設計及支鏈剛度分析[J]. 制造技術與機床, 2022 (4): 69-74.

4-URU柔性并聯機構構型設計及支鏈剛度分析

張旺旺 薄瑞峰 黃道陽 陳振亞

（ 中北大學機械工程學院）

摘 要

針對4-URU型柔性并聯機構，提出了一種對支鏈剛度的新型求解方法，應用軟件仿真結果驗證該方法的有效性。首先，利用螺旋理論對4-URU剛性并聯機構進行自由度分析，采用柔性鉸鏈替換法設計相應的柔性并聯機構?；谌嵝糟q鏈剛度矩陣，利用轉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進行理論計算，得到支鏈在X、Y、Z方向產生的變形量。并用ANSYS軟件對模型進行仿真分析，結果表明，理論計算與仿真結果基本一致。驗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柔性并聯機構的剛度提供理論依據，為研究柔性并聯定位平臺的精度提供了幫助。

基 金

國家自然科學基金項目（52005456）

山西省自然科學基金面上項目（201901D111128）

8

羅小峰, 胡瑩, 余翔. 基于多目標多約束條件下排產算法設計與應用[J]. 制造技術與機床, 2022(4): 159-164.

基于多目標多約束條件下排產算法設計與應用

羅小峰① 胡瑩① 余翔②

（ ①南昌大學機電工程學院；

②中國聯合網絡通信有限公司江西省分公司）

摘 要

針對機加企業實際生產中面臨的雙工位、相鄰設備和委外工序等多約束條件下的多目標生產排程問題，分析排程所需滿足的各生產要素，建立最優化生產排程數學模型，提出動態交叉變異算子改進遺傳算法，在以三段式編碼為基礎的傳統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加快算法收斂速度，得出加權系數優化后的排產結果，最后通過算例求解并運用于實際生產中，大大提高生產排程效率。

基 金

國家自然科學基金項目（51765043）

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劉樂, 殷銀銀, 金宏, 關悅, 劉秀巖. 超大規格GH4169高溫合金螺栓成形工藝及模具結構優化[J]. 制造技術與機床, 2022(4): 110-115.

超大規格GH4169高溫合金螺栓成形工藝及模具結構優化

劉樂①② 殷銀銀①② 金宏①② 關悅①② 劉秀巖③

（ ①河南省緊固連接技術重點實驗室；

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構。結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行數值模擬，分析了成形過程中的載荷-行程曲線、金屬流動規律等，根據成形工藝，設計并優化相應模具結構，最后進行了工藝試驗。通過數值模擬，獲得了成形過程中的工藝參數，揭示了GH4169高溫合金螺栓成形過程的變形機理。采用雙層預應力組合凹模時，模具出現開裂，模具結構優化后采用三層預應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，所獲數據與模擬結果基本一致。提出的GH4169高溫合金螺栓成形工藝和模具結構是可行的，成形出的高溫合金螺栓符合航天領域實使用要求，為大規格GH4169高溫合金螺栓的生產提供一定的理論依據，對實際生產及其他相似零件具有指導意義。

基 金

“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項資助項目（2013ZX04002081）

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龐建軍. 基于數字孿生的數字化車間升級方案及實現[J]. 制造技術與機床, 2022(4): 165-171.

基于數字孿生的數字化車間升級方案及實現

龐建軍

（ 超同步股份有限公司）

摘 要

根據自身發展需要，以數字孿生車間運行模式和數字化車間構建等理論為指導，綜合運用大數據、工業互聯和數字仿真等技術，建立大數據信息平臺與數字孿生管理系統，實現設備集成與互聯互通，應用仿真技術于產品設計及關鍵工藝，完成車間數字化升級，大幅提升智能制造水平。

基 金

聲明：