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现代制造工程
现代制造工程

徐大湧

月刊

1671-3133

mme666@vip.sohu.com

010-83167135

100053

北京市宣武区核桃园西街36号301A

现代制造工程/Journal Modern Manufacturing EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊重点报道传统制造技术的创新（技巧创新和决窍）和现代制造技术的最新进展、研究与生产应用成果，注重实用性，推介先进性，力促创新性，以我国机械制造技术的理论创新发展和制造企业制造现代化为己任。读者对象为机械制造技术的研究、教学、生产实践的技术人员、教师等。
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    轮式刀头超声滚压设备的优化设计及加工验证

    孙兆星张开明朱林刘爽...
    1-10,16页
    查看更多>>摘要：通过超声滚压对压气机叶片进行强化可以延长叶片的工作寿命，但由于叶片根部结构受限，常规的超声滚压设备难以对根部受限空间进行加工。为使得超声滚压设备能够更好地适应此类空间，在改进了超声滚压刀头结构后，将刀头尺寸的影响加入到变幅杆尺寸的优化设计考虑因素中，借助Abaqus与Matlab软件的联合仿真，获得了在安装刀头时具有稳定纵振频率与放大系数的变幅杆尺寸，并完善了超声滚压设备的整体设计。通过加工平板试样件分析了该设备在不同加工参数下对表面完整性的影响，基于此筛选出最优加工参数并在弯曲疲劳振动试样件上进行疲劳性能实验，加工后的试样件疲劳寿命有所提升。在叶片类结构件根部受限空间进行了加工实验，加工后试样件的表面完整性有明显提升。对受限空间的成功强化证明了该轮式刀头超声滚压设备可以应用于如压气机叶片根部等具有狭窄受限空间的零件，并有望进一步提升一些具有复杂特征结构零/部件的表面完整性与疲劳寿命。

    超声滚压变幅杆设计受限空间表面完整性

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    双圆弧齿轮泵不同工况下流量特性分析

    韦智博徐恺黄成李阁强...
    11-16页
    查看更多>>摘要：为分析不同工况下的双圆弧齿轮泵流量特性，使用AMESim软件对双圆弧齿轮泵进行精确建模，设定不同转速、负载压力和气体质量分数并分析其瞬时出口流量和出口流量脉动率。结果表明:转速与瞬时出口流量呈正相关，转速为3 000 r/min时的平均出口流量是转速为1 500 r/min时平均出口流量的2。17倍;负载压力与瞬时出口流量呈负相关，负载压力为6 MPa时的平均出口流量较负载压力为2 MPa时平均出口流量减小0。621 L/min;在转速为3 000 r/min、负载压力为2 MPa时，出口流量脉动率最小;出口流量脉动率与转速呈负相关，与负载压力呈正相关。油液的气体质量分数增大会加剧双圆弧齿轮泵空化现象，对流量特性造成不利影响。

    双圆弧齿轮泵流量特性AMESim软件精确建模

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    不确定条件下基于区间灰数的柔性车间调度

    刘智飞李国林
    17-23页
    查看更多>>摘要：为了获得柔性车间在不确定条件下的最优调度方案，提出了基于区间灰数和操作顺序自适应遗传算法的车间调度方法。考虑了加工时间模糊、机床维护等不确定条件，建立了以加工时间区间灰数最小为目标的优化模型。在求解算法上，根据染色体聚集度自适应调整遗传操作顺序，保持了算法在不同情况下的进化能力，从而提出了基于操作顺序自适应遗传算法的调度方法。以某车间的生产调度案例为例，经仿真验证，与遗传算法、精英保留遗传算法和候鸟算法等相比，操作顺序自适应遗传算法的完工时间区间灰数最小，为[74，84]min;且调度方案满足生产顺序约束和时间约束，是可行的调度方案。实验结果表明，操作顺序自适应遗传算法在车间调度中是有效可行的。

    不确定条件柔性车间调度区间灰数遗传算法操作顺序自适应

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    基于改进灰狼算法的柔性作业车间动态节能分批调度问题

    闫富乾石致远王立闻
    24-32,161页
    查看更多>>摘要：针对柔性作业车间动态节能分批调度问题，建立了以优化车间生产成本、机床能耗成本和动静态调度方案差异成本为目标的数学模型，接着针对实际生产过程中的动态扰动设计了动态调度方案，针对动态扰动导致工件工艺路线变化的问题设计了重组批技术，针对动态调度方案的求解则设计了改进灰狼算法，采用层级位置更新方法进行狼群的位置更新，提高算法的搜索效率，最后通过标准算例库验证了算法求解柔性作业车间动态节能分批调度问题的有效性与优越性。

    柔性作业车间调度批量调度动态调度节能

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    基于模拟退火量子遗传算法的焊接机器人轨迹规划

    金宇杰龚堰珏赵罘
    33-38页
    查看更多>>摘要：针对焊接机器人在焊接过程中经常出现的轨迹规划问题，以六自由度机械臂PUMA 560为研究对象，采用笛卡尔空间规划轨迹，并利用混合算法，以关节惯性力矩变化量最小为优化目标，对不同末端位置的各个关节惯性力矩进行优化，从而消除了机械臂焊接过程中的运行不稳定、关节运动不平稳等问题。克服了模拟退火算法收敛速度慢及量子遗传算法局部寻优能力差等问题，成功规划出机械臂关节惯性力矩最优轨迹。MATLAB仿真结果表明，模拟退火量子遗传算法收敛时间相比传统遗传算法缩短30。56％，并且优化了关节惯性力矩，验证了该算法的可行性，可为后续研究奠定基础。

    机械臂轨迹规划模拟退火算法量子遗传算法惯性力矩

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    受限空间机械臂避障路径与能耗最优研究

    黄广伟陈军杰
    39-44,109页
    查看更多>>摘要：为了探讨在空间受限情况下，机械臂避障路径与能耗之间的最优关系，以五连杆机械臂为研究对象，采用D-H矩阵构建数学模型，以Euler-Lagrange方程建立动力学方程;根据系统特性，建立了机械臂最优能耗系统方程及其必要条件限制方程，运用直接配置非线性规划(DCNLP)法将两端点边界值问题(TPBVP)转换为一般非线性规划问题，采用符号语言进行编程，运算求解出系统的最优值。应用MATLAB软件进行仿真，结果表明，在受限空间内，开启避障功能时，随障碍物体积(半径)逐步增大，机械臂执行任务总时间及能耗指标值逐步增大，并在障碍物体积(半径)增大至某一值时，最优时间及能耗指标值陡增，而当障碍物体积(半径)增大至某一极值时，机械臂将无法避障。

    受限空间机械臂避障路径规划能耗最优

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    基于微服务的制造执行系统架构研究

    史慧杰王立平王冬
    45-50页
    查看更多>>摘要：智能制造要求具备工业化的软件基础，工业软件的深入应用是加速制造业数字化转型的关键，制造执行系统(MES)在车间生产中发挥着越来越重要的作用。在未来发展中，智能制造对MES提出了模块化、组件化及平台化的需求。基于微服务的思想，首先对MES的业务功能进行微服务的划分，设计基于微服务架构的制造执行系统框架;然后提出注册中心与微服务库的绑定机制，该机制可有效应对企业业务流程的多变与动态变更;在此基础上，进一步研究如何从微服务库中选出MES所需的最优微服务与业务流程微服务，对之后基于微服务的MES开发起到参考作用。

    智能制造微服务制造执行系统

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    基于滑模协调控制的四轮独立电驱动车辆稳定性控制研究

    张晓林王保华邓召文吴华伟...
    51-57页
    查看更多>>摘要：针对四轮独立电驱动车辆动力学特性及驱动控制策略复杂等问题，提出了基于力矩分配系数法的驱动协同控制策略，并设计了驱动力矩滑模协调控制器，配合车辆失稳判断模块计算出车辆维持稳定所需的附加横摆力矩，同时利用载荷分配方法设计了驱动力矩最优分配控制器，基于载荷分配方法将驱动力矩分配至4个车轮，以维持车辆稳定行驶。为验证驱动协同控制策略的有效性，基于CarSim软件建立四轮独立电驱动车辆模型，并将提出的驱动协同控制策略和普通滑模控制策略进行仿真对比。结果表明:驱动协同控制策略使横摆角速度偏差降低了 25％，质心侧偏角偏差降低了 23％，能够满足车辆稳定性控制要求，同时降低了整车驱动力矩分配控制难度。

    滑模协调控制稳定性控制四轮独立电驱动力矩分配控制

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    基于数值仿真的扭力梁变形对前束外倾影响的分析

    李欢余振龙于飞刘宁...
    58-62,73页
    查看更多>>摘要：为研究扭力梁悬架车辆在整车下线状态下由于扭力梁变形对前束外倾角产生的影响，以某电动出租车扭力梁前束外倾角为研究对象，利用数值仿真技术和台架验证相结合的方式，在扭力梁零/部件开发阶段就完成前束外倾角的机加工补偿和台架验证。相比传统利用小批量整车前束外倾角的统计分析结果对扭力梁前束外倾角进行机加工补偿的方法，该方法大幅缩短了开发周期，为主机厂对扭力梁悬架前束外倾角的机加工补偿提供了新的设计和验证方法。主要结果如下:1)利用扭力梁变形数值仿真方法，计算求得弹簧对扭力梁施加下线载荷后的扭力梁前束角变化为2。7'、外倾角变化为-31。5';2)扭力梁结构对前束角变化影响较小，对外倾角变化影响较大;3)基于扭力梁前束外倾角数值仿真变形结果，给与扭力梁前束外倾角等值、反向的机加工角度补偿，利用扭力梁悬架系统台架进行实物验证;4)对比扭力梁前束外倾角变化的数值仿真数据和台架验证数据，误差均在10％以内，扭力梁变形数值仿真结果与台架验证结果的一致性较好。最后，通过整车批量验证，较好地满足了主机厂的生产要求。

    扭力梁变形前束外倾角数值仿真台架验证

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    面向动臂势能再生的主动式储能元件控制策略

    蒋梦军贺湘宇袁玉林刘琪...
    63-73页
    查看更多>>摘要：主动式储能元件是一种针对现有液压蓄能器不足而提出的新型气-电混合型储能元件，但其存在着液压能、压缩气体能和电能间的能量耦合问题，导致其工作时抗干扰能力较差，降低了工作液压系统的节能效率。为了解决其存在抗干扰能力差的问题，针对液压挖掘机动臂液压回路的工作特点，提出了利用主动式储能元件实现动臂势能再生的系统架构，并设计了一种自抗扰控制策略及其参数优化方法，通过设计扩张状态观测器来解决干扰和参数不确定性等问题。为验证控制策略的可行性，首先介绍了主动式储能元件的结构;其次，设计了以主动式储能元件为控制对象的自抗扰控制器。建立了基于主动式储能元件的动臂势能再生系统仿真模型，并进行了试验验证。研究结果表明，蓄能器模式、普通控制模式及自抗扰控制模式的回收效率分别为42。81％、56。76％和58。60％;再利用效率分别为96。01％、97。06％和95。81％;再生效率分别为41。1％、55。1％和56。1％。仿真试验验证结果也表明，以主动式储能元件为对象提出的自抗扰控制策略有效地改善了控制性能，增强了系统压力稳定性。

    主动式储能元件液压蓄能器自抗扰控制器动臂势能再生液压节能

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