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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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    航空铝钛合金自冲铆接成形机理及力学行为研究

    高山凤雷乐赵伦叶凯...
    1-6,25页
    查看更多>>摘要：自冲铆接技术作为新型连接技术，在薄板材料的连接中具有优异的连接性能，在航空工业中有着广阔的应用场景。选用5A06铝合金和TA1钛合金薄板进行自冲铆接，对其成形过程进行有限元分析，通过进行常温与-30℃环境下拉伸剪切试验，探究不同材料和温度对接头静力学性能和失效形式的影响。结果表明，同质接头铆接成形对称性良好，铆接较硬板材容易出现空腔;低温环境下，接头载荷峰值均值均有所下降，但失效位移均值和能量吸收均值都大幅提升，提高了接头的缓冲吸振能力;5A06-5A06接头(SAA接头)在-30 ℃下的载荷峰值均值降低了 13。6％，TA1-TA1接头(STT接头)在-30 ℃下载荷峰值均值降低了 6。6％，说明STT接头有较好的抗低温性能;在常温和低温环境下，SAA接头均为拉脱失效，失效点发生塑性变形，STT接头在低温下铆钉开裂数量增多，裂纹扩展起点为脆性断裂，扩展边缘为韧性断裂。

    轻量化自冲铆接数值模拟力学性能失效形式微观分析

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    箭头型阻流体无阀压电泵的设计与试验

    严天祥王俊贤屈俊辰陈虎城...
    7-12页
    查看更多>>摘要：针对三棱柱阻流体无阀压电泵输出流量小的问题，基于箭头结构流阻小的特点设计了一种箭头型阻流体无阀压电泵，介绍了该泵的结构及工作原理。利用有限元软件模拟仿真了箭头型阻流体无阀压电泵的泵腔速度流线图，并将该泵与三棱柱阻流体无阀压电泵的阻力特性进行了对比分析。结果表明，箭头型阻流体无阀压电泵能单向运输流体，且其效率较三棱柱阻流体无阀压电泵提升了 19。51％。利用3D打印机制作了 2种泵的样机，进行了流量和压差试验。试验结果表明，在300 V的驱动电压下，箭头型阻流体无阀压电泵的最大流量和压差分别为17。40 g/min和470 Pa，较三棱柱阻流体无阀压电泵分别提升了 22。71％和37。03％。

    箭头无阀压电泵三棱柱流量压差

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    基于改进灰狼优化算法的柔性作业车间分批调度问题研究

    黎增灿丁林山管在林
    13-25页
    查看更多>>摘要：针对以最小化最大完工时间为目标的柔性作业车间分批调度问题(Flexible Job shop Batch Scheduling Problem，FJB-SP)，提出了一种改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization，IGWO)算法，优化对象为工件的分批方案。首次将流体模型应用于FJBSP的求解，提出了一种基于流体模型的解码方法，用于获得更好的子批调度方案;然后改进了狼群的等级制度，避免了算法过早收敛;其次设计了一种全新的适应可变长编码的交叉方法，深入交流2个个体之间的分批信息，增强了算法的搜索能力和稳定性;再次，提出了能够动态更新个体游走率的自适应灰狼游走策略，兼顾了算法的搜索质量和收敛速度;此外，对领头狼使用自适应邻域搜索动态调整每种工件选择各邻域的概率，提高算法的局部搜索能力;最后，设计了 9个算例和3组实验，验证了所提出的IGWO算法的有效性和优越性。

    柔性作业车间分批调度问题改进灰狼优化算法流体模型自适应邻域搜索

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    盾构机主驱动装配生产线关键技术研究与应用

    徐山
    26-32页
    查看更多>>摘要：针对盾构机主驱动装配效率低下和质量管控难度大的缺点，研制了一种集高效装配与数据传输于一体的主驱动装配生产线。在盾构机主驱动装配生产线总体设计方案的基础上，对主驱动零件自动化清洗、物料自动化转运、零/部件自动化装配、紧固件拧紧信息在线检测及存储和智能调度系统等关键技术展开研究，以高度集成的自动化设备取代传统人工装配流程，在提高主驱动装配质量和效率的同时实现了装配信息的管理与追溯，形成了主驱动装配生产线核心技术体系。最终设计的盾构机主驱动装配生产线顺利建成并完成了实际工艺验证，达到设计效果，现已成功应用于多种规格主驱动的装配生产作业，并取得了显著的经济效益。

    盾构机主驱动装配生产线工艺设计

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    基于海鸥优化算法的分布式柔性车间调度研究

    孙鸿羽吉卫喜李威刘凯...
    33-42页
    查看更多>>摘要：基于分布式柔性作业车间问题特点，构建了以最小化最大完工时间、工厂总能耗和设备总负载为目标函数的数学模型，并对3个目标函数采用线性加权和法进行归一化。在传统的海鸥优化算法基础上，改进了自适应附加变量更新策略，提高算法后期的局部寻优能力和收敛精度。融合麻雀算法中的飞行机制，扩大个体局部寻优范围，进一步提高寻优精度。引入针对关键工厂的变邻域搜索算法，拓展了邻域搜索范围，增强了算法的局部搜索能力。通过标准算例和工厂实际算例的验证，证明了改进海鸥优化算法(Improve Seagull Optimization Algorithm，ISO A)在求解多目标分布式柔性作业车间问题上的有效性和可行性。

    分布式柔性作业车间多目标优化变邻域搜索自适应附加变量

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    基于关节点寻路算法的航空线缆路径规划

    吴明宇雷璐黄慧萍刘贡平...
    43-48页
    查看更多>>摘要：针对航空线缆路径规划问题，提出一种非栅格化处理的关节点寻路算法。引入"基线"概念，首先通过基线和布线环境信息求得初始关节点集合，将路径规划问题转换为关节点集合的优化选取问题;然后依据障碍物信息进行关节点的冗余关节点筛选优化;再对去除冗余点的关节点集合进行迭代优化，以路径最优为收敛条件进行关节点的添加和删除;最后利用关节点作为布线路径节点，获得线缆路径。实验结果表明，关节点寻路算法可以有效减少线缆布线的弯折次数和线缆长度，并在布线时间上较优。

    路径规划关节点寻路算法筛选优化迭代优化

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    改进灰狼算法的移动充电机器人路径规划

    刘尚俊男刘书海肖华平
    49-56页
    查看更多>>摘要：移动充电机器人的出现解决了老旧停车场内电动汽车充电的问题，但停车场内复杂与随机的障碍物环境对其路径规划与避障功能提出了更高的要求。通过对传统灰狼算法的改进，对停车场内的电动汽车移动充电机器人的路径规划问题进行了仿真与分析。灰狼算法迭代速度快，但优化精度低，且容易陷入局部最优，在对停车场地图进行栅格化处理后，从适应度函数、收敛因子以及位置更新函数3个方面对传统灰狼算法进行了改进，并利用MATLAB软件进行了仿真。结果表明改进灰狼算法的平均迭代次数较传统灰狼算法减少了 39。4％，路径长度缩短了 4。7％，在与其他典型改进灰狼算法对比中路径长度最短。对同一停车场不同车位占用率的移动充电机器人的路径规划利用该算法进行了仿真，结果表明该算法在随机地图与不同目标位置的情况下均可以成功运行，验证了算法的稳定性。

    移动充电机器人路径规划灰狼算法栅格化地图

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    基于MRAC+PID算法的机器人打磨力跟踪控制研究

    胡凤宝戴士杰季文彬刘淑媛...
    57-65,79页
    查看更多>>摘要：针对铝合金轮毂打磨过程中末端执行器气动系统建模不准确以及外部环境干扰导致打磨过程中打磨力稳定性差的问题，提出了一种MRAC+PID混合控制策略来实现对打磨力的跟踪控制。首先对末端执行器进行建模和分析;然后采用MRAC+PID控制策略对末端执行器进行控制，其中通过构造李雅普诺夫函数来设计自适应控制律;最后通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。结果表明，MRAC+PID在提高系统的响应速度和抗干扰方面具有良好的控制性能，能够快速准确地跟踪期望打磨力，提高铝合金轮毂的表面打磨质量。

    机器人打磨铝合金轮毂MRAC+PID控制打磨力控制

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    铣削加工机器人旋量建模及几何求逆优化

    赵佳伟李卫东周勇胡吉全...
    66-72页
    查看更多>>摘要：为了提高机器人在铣削加工应用中的性能，将旋量理论应用于铣削加工机器人的建模中。针对仿真过程中逆解计算太慢的问题，提出了一种改进几何法对求逆过程进行优化。该方法以库卡KR60铣削加工机器人为例，考虑铣削加工位置相对固定，忽略了机器人前三个关节引起的逆解变化，从而简化了逆解的求取。仿真结果表明，经过改进后的几何法相对MATLAB软件自带求逆方法能够极大提高运算效率，减少仿真时间。

    铣削加工机器人旋量理论运动学逆解几何法

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    基于非奇异快速积分终端滑模的机械臂鲁棒控制

    杨杰杰秦志杰
    73-79页
    查看更多>>摘要：为了克服机械摩擦、未知负载和模型误差等不确定性因素对机械臂控制精度的影响，采用指数障碍李雅普诺夫函数设计了非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律。首先，建立了带有各类不确定性因素的机械臂数学模型，并通过设计的观测器准确地估计出干扰值;然后，利用机械臂转角误差设计了非奇异快速积分终端滑模面，在指数障碍李雅普诺夫函数的基础上，设计出了有限时间鲁棒控制律;最后，通过稳定性分析验证了设计的有限时间鲁棒控制律能够在有效时间内收敛。三自由度机械臂的仿真结果表明:提出的有限时间鲁棒控制律能够有效克服不确定性因素对机械臂控制精度的影响，观测器的最大估计误差为0。1(°)/s2，机械臂各关节转角的最大跟踪误差为0。1°，验证了设计方法的有效性。在三维空间固定坐标定位实验中，机械臂在提出的有限时间鲁棒控制律作用下的最大定位误差为0。22 cm，最长运行时间为2。2 s，验证了在实际工程应用中能够实现更高的控制精度和运行效率。

    机械臂观测器指数障碍李雅普诺夫函数非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律

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