机械制造与自动化

2025年03期

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双月刊

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智能制造前沿技术概述 摘要：智能制造作为现代制造业的演进范式，通过新一代信息技术与制造系统的深度融合，推动全球制造业强国重新定义其产业竞争策略框架。其核心目标在于构建具备制造全流程数据贯通、全要素协同联动及全周期动态优化能力的智能生产系统，实现产品全生命周期维度...

进气条件对多级高压压气机的稳定性影响 摘要：基于彻体力模型思想设计三维计算程序，对某型多级高速压气机进行地面标准大气状况、高空低雷诺数状态和稳态周向总压畸变3种不同进气条件下性能及稳定性的数值仿真计算。研究给出不同进气条件下的压比特性与等熵效率特性，地面标况特性与实验结果吻合良...
高温气冷堆氮气截止阀在线研磨维修方法研究 摘要：高温气冷堆氨气截止阀用于通断反应堆回路中的氨气，其密封性能对反应堆的安全运行至关重要。针对氮气截止阀在使用过程中密封性能下降且无法从系统回路中拆卸这一问题，设计一种在线研磨维修设备及截止阀模拟体和试验台架，通过试验验证了氨气截止阀在线...
基于RF特征优选和EEMD-SSAE的行星齿轮箱故障诊断 摘要：针对在行星齿轮箱故障诊断中由于特征提取不足导致识别率低的问题，研究一种RF特征优选与EEMD-SSAE结合的行星齿轮箱故障诊断方法。采用EEMD对时域信号进行分解；基于Pearson选取相关系数较大的IMF分量，提取时域、频域特征与原...
二级齿轮系统非线性振动研究 摘要：在考虑齿侧间隙等非线性因素的基础上，建立齿轮系统的振动数学模型，并对该模型进行数值求解，得到了该模型的分岔图。通过对分岔图的分析，发现齿轮系统随着转速、阻尼比、扭转阻尼比的变化表现出复杂多样的动力学特性。系统随着转速的变化会发生倍化分...
一种含间隙的电梯横向振动行为分析 摘要：以电梯的横向振动现象为研究对象，建立运动过程中的物理模型、力学模型和数学模型。推导运动时的无量纲方程，用四阶Runge-Kutta法，对数学模型进行数值仿真。借助相图与Poincare截面图分析在不同频率下电梯运动中存在的倍化分岔和H...
基于PSO算法的IMC-PID加热炉温度控制研究 摘要：加热炉温度具有非线性、大滞后等特点，且扰动的因素多，传统PID控制器及其参数整定方法难以满足快速升温、无超调工艺控制要求。提出一种基于PSO算法的IMC-PID串级控制方法。应用内模控制理论对主控制器进行改进，并运用PSO算法进行控制...
成型模具安装误差原位测量控制系统研究与开发 摘要：针对成型模具安装误差人工测量方式效率低、劳动强度大、耗时长等问题，设计一种基于PLC控制的成型模具安装误差原位测量控制系统。以台达DVP50MC多轴运动控制器为主控制器，结合伺服控制技术，通过三轴运动机构驱动线激光轮廓仪进行精确定位，...
对称驱动式层叠压电泵的设计 摘要：压电泵是一种利用压电材料逆压电效应实现液体定向流动的新型微流体输送仪器。由于压电材料的变形非常微小,限制了其输出能力；同时常规的压电泵工作频率较低，不能充分利用压电材料高频率下功率密度高的优势。为此,利用柔性铰链位移放大机构放大压电陶...
TiB₂ 颗粒增强钢基复合材料制备研究现状 摘要：当前大型结构件的制造具有轻量化的趋势，对材料的强度和密度提出了新的要求，因此 TiB2 颗粒增强钢铁基复合材料受到了国内外广泛的关注。基于对国内外 TiB2 颗粒增强钢基复合材料的相关研究成果，对现有的 TiB2 增强钢基复合材料制备...
基于引射旋流器的驻涡燃烧室燃烧特性研究 摘要：为进一步拓宽驻涡燃烧室内主燃级的火焰稳定范围，研究一种新型的引射旋流器对旋流驻涡燃烧室性能的影响。该旋流器出口设置的径向引射槽增强了值班级与主燃级之间的质量交换，从而促进值班级高温热源向主燃级输运。数值模拟结果表明：径向V型引射槽能够...
铸铝缸盖加工残留铝屑去除工艺探索研究 摘要：在某铸铝缸盖生产线项目投产初期，缸盖铝屑残留问题严峻，严重影响缸盖质量。聚焦于缸盖油道、水道等型腔铝屑产生的工艺难点展开深入剖析。通过系统分析加工参数、刀具结构与铝屑尺寸之间的内在关联，对工艺参数进行优化调整，并对刀具结构予以改进，以...
弹性连接器盲配安装分析及结构设计 摘要：弹性连接器是一种具有体积小、集成度高等众多优点的新型连接器，是未来高集成度结构设计的重要连接方式之一。在结构紧凑的设计中，弹性连接器只需很小的高度尺寸空间就可完成信号传输，但其对盲配结构公差的要求非常严格。为了更好地设计弹性连接器盲配...
高速数控铣削加工时颤动抑制技术研究 摘要：在数控铣削加工时会出现因动态不稳定和刀具异常振动带来的机床颤动，其颤动影响精密零件的正常铣削加工。根据建立的低浸没铣削模型，通过Matlab软件对铣削不稳定性进行分析，设计不稳定铣削的时频控制器结构模型。通过软件仿真和实际加工对比可见...
基于POA-VMD与综合筛选指标的轴承故障诊断 摘要：为更准确地对轴承进行故障诊断,提出一种基于POA-VMD与综合筛选指标的轴承故障诊断方法。针对VMD方法中对分解效果影响较大的 K 与 α 两个参数，基于经验选取导致振动信号分解效果不佳的问题，利用POA算法自动寻优，得到最大化VMD...
一种起重机回转装置液压冲击抑制系统的设计 摘要：起重机回转运行中产生的液压冲击降低了起重机回转系统的稳定性，以提高起重机回转系统稳定性为目标，设计一种能够有效抑制起重机回转系统压力冲击的控制系统。阐述起重机回转系统的基本结构，同时利用AMESim建立传统回转系统的仿真模型并进行仿真...
压型工艺方案的B柱回弹补偿策略研究 摘要：由于B柱采用的是厚板料高强钢，压型工艺方案比拉延工艺方案的回弹大，在回弹补偿策略上有一定的难度。针对某车型压型工艺方案的B柱回弹特点以及生产线特点，应用CAE分析软件AutoFom进行全工序回弹分析，制定用压型后回弹补偿自身、最终序回...
一种轮式装载机举升机构同步控制系统的优化设计 摘要：针对轮式装载机举升机构工作过程中液压缸产生的同步位置偏差问题，进行同步控制系统的优化设计。阐述轮式装载机举升机构的基本结构与核心参数，建立举升机构的动力学模型并进行力学分析。利用FluidSIM软件绘制举升机构液压系统原理图并进行仿真...
应用 Ω_t. -SNE流形学习方法的盾构刀盘磨损信号降维 摘要：为了提高盾构刀盘运行稳定性监测能力，设计一种基于 Ψt -SNE流形学习方法的盾构刀盘转矩振动信号降维及性能评估方法。根据盾构装备的实际参数，通过数据驱动实现对刀盘状态参数识别。研究结果表明：与 ISOMap 、LLE、KPCA等方法...
折叠舵舵面展开时间高效测量方法 摘要：针对折叠舵舵面展开时间传统测量方法存在的人为因素影响大、效率低等问题，提出一种折叠舵舵面展开时间自动化测量方法，并基于单片机开发设计折叠舵舵面展开时间的自动化测量装置。选择3批折叠舵产品，对比分析该自动化测量方法与传统测量方法，验证该...

基于Tecnomatix的智能制造单元建模与运动仿真 摘要：为有效提升制造单元的智能化水平，利用NX软件对智能制造单元进行结构设计，建立包含仓储系统、3D打印机和拾取机器人等模型，并通过Tecnomatix平台下的ProcessSimulate软件对整个制造单元进行运动仿真，完整展现出料与入料...
变工况异源域刀具磨损均衡联合分布适配识别 摘要：为提高变工况异源域样本情况下刀具磨损度识别准确率，提出基于均衡联合分布适配的刀具磨损度识别算法。分析刀具磨损机制和磨损过程特点，从多个域构造刀具磨损特征空间；针对边缘分布差异和条件概率分布差异未知导致的分布适配关注度无法确定的问题，提...
6082铝合金高速搅拌摩擦焊温度场的数值模拟 摘要：基于耦合欧拉-拉格朗日方法，建立6082铝合金高速搅拌摩擦焊的三维完全热力耦合有限元模型，并与试验得到的温度值进行对比，验证模型的准确性。对焊接过程温度场进行数值模拟研究，分析搅拌头旋转速度、焊接速度对温度场的影响规律。结果表明：高速...
视觉跟踪在数控加工智能产线中的应用研究 摘要：针对汽车发动机柔性数控加工产线运转过程中机器人如何准确抓取传送带上随机无序摆放零件的问题，研究FANUC视觉系统的视觉控制位置跟踪和机器人快速定位抓取零件的技术方法。分析通过多个相机对传送带上无序摆放的零件视觉检测图像数据生成过程以及...
一种基于TwIST稀疏正则化的冲击载荷识别方法 摘要：针对冲击载荷识别精度低的问题，提出一种基于稀疏正则化和两步迭代收缩阈值算法(TwIST)的冲击载荷识别方法。该方法采用稀疏正则化方法构建冲击载荷识别模型，使用TWIST算法迭代求解冲击载荷。通过铝合金梁冲击载荷识别试验对该方法进行验证...
一种基于凸优化技术的航天器轨迹快速优化框架 摘要：交会与接近操作频繁出现在航天技术发展的各种空间任务，提高在轨航天器快速入轨和任务拓展对于节约人力、物力具有重要意义。结合Birkhoff谱方法，提出一种基于凸优化技术的航天器轨迹快速优化框架。建立二体相对运动的动力学模型，引入最优控制...
高速数控车床电主轴过盈配合仿真分析及性能评估 摘要：对某高速数控车床电主轴转子过盈配合展开研究，为其仿真设计提供思路。使用分析软件的冷缩配合功能，求解热胀装配后转子套直径缩小量；分析温升和离心力对接触压强的影响，获得两种工作模式下转速、传递转矩值及安全系数，评估过盈配合性能。...
农田复合连杆式施药机械设备优化设计与实现 摘要：农田复合连杆式施药机械具有多个连杆、传动和控制部件，其耦合关系复杂，设计稳定性直接影响工作安全性。因此，考虑设备的结构和尺寸设计，改进优化传统设计。根据施药机械设备的运动过程，结合结构布置特点，简化设备模型,分析具体的运动力学,根据液...
夹具传动齿轮啮合过程摩擦载荷变化建模与求解 摘要：为准确分析夹具传动齿轮啮合周期的摩擦载荷，研究夹具传动齿轮啮合过程摩擦载荷变化的建模与求解方法。将夹具传动齿轮视为多个自由度系统，根据不同自由度系统间的非线性关系和啮合位置的变化情况，结合轮齿刚度、啮合位置滑移量等参数，建立夹具传动齿...
基于半物理仿真的协同作战与评估系统的设计与实现 摘要：随着军事技术的不断发展，新装备、新武器在现代战争中快速的迭代应用，其作战能力以及与其他相关装备、武器的协同性需要在设计及维修后进行试验验证。然而在真实环境中，众多的配试设备和战场环境存在执行难度大、经费成本高等限制因素，大规模、高频度...
弹性拔取式白萝卜收获机的设计和试验 摘要：为解决现有白萝卜收获机存在漏拔和破损萝卜的问题，设计一种弹性拔取式白萝卜收获机。利用SolidWorks软件对行走底盘、弹性夹取装置、调节装置及其他附属装置进行设计，采用有限元分析软件SWSimulation对松土组件进行强度校核，结...
架空输电线路移动式地线除冰装置研制 摘要：传统直流融冰技术难以适用于现行架空地线除冰，因此，利用机械振动装置在线上自动除冰成为一种必要手段。研制一种用于架空地线的移动式除冰装置，装置结构包括行走机构、压紧机构、取能机构以及冲击除冰机构，具有行走和除冰作业两种状态；利用连杆结构...
基于有限元法与SVM的摄像机外壳防暴性能分析及壁厚优化 摘要：IK作为电器设备外壳机械碰撞的防护等级，是结构设计过程中重要的测试标准。利用有限元软件构建IK10(20J能量)仿真模型。通过与试验比对，模型的应变预测误差小于 6% 且能准确捕捉到裂纹损伤的起始位置，具有良好的一致性。基于上述模型，...
大型民用飞机非线性弹性载荷设计方法研究 摘要：结合载荷设计中工程实际需求，研究一种适用于民用大型飞机的非线性静气动弹性配平分析和载荷计算方法。以某民用飞机为算例进行大变形状态的非线性静气动弹性载荷设计分析，并对不同主梁刚度下的非线性配平分析和载荷设计结果进行研究和比较。研究表明：...
基于Hopcroft-Karp算法的阀门零件批量选配系统 摘要：为减少阀门装配过程中的零件选配时间,提高零件利用率及阀门批量生产效率，开发一种基于Hopcroft-Karp(HK)算法的阀门零件批量选配系统。在系统内部建立阀门的配合公差数据库，以最大匹配数为目标，利用HK算法进行最大匹配计算，同时...

基于新型幂次趋近律的换电机械臂跟踪控制策略 摘要：乘用车动力电池换电机器人机械臂作为多输入、多输出系统，具有高非线性、强动态耦合、参数摄动等特性，直接影响作业跟踪控制性能。针对换电机器人机械臂轨迹跟踪控制误差大的问题，提出一种新型趋近律的机械臂跟踪控制策略，提高机械臂的动态性能和收敛...
基于五次S型曲线的集装箱卸货机器人平滑启动研究 摘要：为解决集装箱卸货机器人启动过程中存在的加速度和加加速度突变的问题，提出一种基于五次S型曲线的控制系统算法。设计机器人的控制系统并设置适当的转动惯量比和PI参数；基于五次多项式插值原理对启动过程进行速度规划，推导出位移、速度、加速度、加...
基于MCD的包装检测机器人工作站设计 摘要：针对人工包装效率低、人工成本过高的问题，提出建立机器人包装工作站的方案来降低工作成本并提高生产效率。根据实际生产要求设计并计算各部件的尺寸参数，通过UG对各部件进行建模，装配各部件对工作站布局进行优化。利用MCD模块对机器人的运动轨迹...
应用状态反馈云数据的变电站巡检机器人S型加减速控制方法 摘要：变电站巡检机器人日常工作过程中，通常利用指数型加减速控制算法生成控制方案，起点存在加减速突变情况，导致速度控制结果加速度变化率较大。提出应用状态反馈云数据的变电站巡检机器人S型加减速控制方法。运用S型控制原理，将机器人加减速控制过程划...
柔性多关节液压机械臂运动过程碰撞检测方法 摘要：机械臂通常用于复杂、高精度操作任务。针对柔性多关节液压机械臂自由度多、执行任务时需同时考虑机械臂末端位姿和整体构型的问题，当前研究碰撞检测方法需要大量的外部传感器监测机械臂与外部环境的接触可能性，检测效率低，虚警率高。提出一种柔性多关...
驱动器饱和下多自由度机械臂同步控制方法 摘要：为解决驱动器饱和引起的多自由度机械臂控制不同步问题并提高控制精度和收敛速度，提出驱动器饱和下多自由度机械臂同步控制方法。通过从正向和逆向两方面建立多自由度机械臂运动学方程，并将其与驱动器中的数据匹配，在CAN总线监测设备获取机械臂的需...
升压站挂轨式巡检机器人系统研究 摘要：介绍一种挂轨式巡检机器人的控制和监测系统。机器人控制系统以STM32微控制器为核心，实时采集电机编码器、轨道限位器、避障传感器等信息，实现准确定位、安全和高效地运行；机器人还可以搭载红外相机、可见光相机、局放放电等监测设备，对升压站内...
面向风电巡检中的VR移动机器人系统设计 摘要：针对人工风电巡检中存在效率低、劳动强度大的现状，设计开发一个基于虚拟现实(VR)技术的三维人机交互机器人系统。该VR移动机器人能为风电巡检者提供身临其境的远程呈现，并通过人手持控制器与移动机器人进行交互,通过头戴式显示器实时扫描和重建...
爬坡状态下输电导线巡检探伤机器人行走姿态控制方法 摘要：巡检探伤机器人在输电导线上行走及爬坡的过程中，其质心可能会随着坡度的变化而发生偏移，导致控制参数与实际行走状态出现偏差，从而影响行走姿态控制的稳定性。为了缓解这一问题，提出爬坡状态下输电导线巡检探伤机器人行走姿态控制方法。基于机器人质...

共形天线表面贴片压力柔顺控制方法 摘要：贴片压力是影响共形天线表面贴片电阻贴装质量的关键工艺参数之一。考虑到贴片电阻尺寸、焊盘间隙较小，如果贴片压力控制不当可能会导致贴装偏离，甚至导致共形天线损坏，严重影响产品性能。针对共形天线贴装过程中贴片压力柔顺控制的需求，分析贴装接触...
基于改进自抗扰光电稳定平台视轴控制 摘要：在研究海上光电平台中，对视轴稳定性提出了快速性、稳定性要求，而采用自抗扰非线性研究方式比较复杂。为降低研究的复杂程度，进行线性化处理，并引入已知部分模型信息以及对线性化自抗扰进行优化，设计一种改进型的线性自抗扰控制器。通过Simuli...
ROV电缆自动收放优化技术研究 摘要：水下遥控机器人作业时脐带电缆通过绞车频繁收放，电缆在储缆盘上的排布整齐程度直接影响电缆的使用寿命。通过工程应用分析，提出一种利用图像检测手段对电缆自动收放排布进行优化的方法，并对该方法进行了验证。结果表明：利用图像检测技术能够有效解决...
基于分数阶自抗扰的水下滑翔机运动控制研究 摘要：水下滑翔机对黑潮等强流进行观测时，其运动轨迹往往会受到严重的影响。为此，针对黑潮流域内水下滑翔机的轨迹跟踪控制问题设计一种分数阶自抗扰控制器，并对其中的扩张状态观测器进行改进。以海燕I为研究对象，在考虑洋流的情况下推导并搭建其数学模型...
面向安全距离约束滤波的车辆GNSS车载定位优化 摘要：北斗卫星导航系统(BDS)在车辆定位领域具有重要的作用，直接影响到国家安全和人民生活。为了提高车载定位信息处理能力，设计一种面向安全距离约束滤波的车辆全球导航卫星系统车载定位方法。在安全距离约束的基础上，根据距离参数完成BDS定位，实...
3D打印装备NC系统现状与发展 摘要：3D打印技术是一种依托数字模型、借助数控系统实现快速成型的创新技术，被誉为“第三次工业革命”,凭借其周期短、一体化成型、高效制造等独特的技术优势，已经被广泛应用于航空航天、交通运输、教育、医疗等行业，随着数控系统技术不断更新进步，其潜...
基于支持向量机和频域信号熵的电梯急停故障检测方法 摘要：针对电梯急停故障检测复杂度高的问题，提出基于支持向量机和频域信号熵的电梯急停故障检测方法。利用电梯振动分析仪采集电梯运行期间振动信号，通过离散正交小波方法将振动信号分解为低频与高频成分频带，提取各层电梯细节信号与近似信号，计算各层频域...
基于改进YOLOv9s的受电弓弓角检测技术 摘要：针对复杂场景下受电弓弓角检测存在的实时性差及车载部署困难等问题，以 Υ0LOv9s 为基础，使用轻量化卷积GhostConv替代传统Conv,设计ORPEA-RepN4模块改进特征提取模块，并在其后添加CBAM模块增加检测能力。实验结...
基于灰色关联的电动汽车传动系统速比多目标优化 摘要：根据汽车理论计算电机、电池、传动系统参数，基于Isight与Cruise建立仿真分析模型，用多岛遗传算法对传动系统速比进行单目标优化，采用灰色关联方法计算多目标优化中各单目标的权重系数；采用NSGA-II算法多目标优化并与经验确定权重...
某乘用车加速工况啸叫分析及控制 摘要：针对某乘用车加速、滑行工况出现的啸叫噪声进行诊断分析与控制。通过主观评价确定问题工况，实车测试中发现 3600r/min 以上车内啸叫点。利用相关性分析可知，啸叫由发动机前端附件的发电机爪尖变形引起。通过优化整型模结构，有效控制高速啸...
双孢蘑菇堆肥自动化生产线控制系统设计 摘要：针对目前食用菌工厂化种植存在自动化程度低的问题，分析现有双孢蘑菇工厂化堆肥制作工艺，设计相适应的自动化堆肥生产线，同时在结构化编程的框架下，通过采用局部面向对象的程序设计方法实现PLC的控制算法，通过设计“状态机”实现生产线不同工艺之...
考虑载荷摆角的码头装卸起重机消摆自动控制 摘要：当前码头装卸起重机消摆控制过程中均只考虑了振动摆角，未考虑载荷摆角，导致在不同状态下控制精度低，且存在安全隐患。为此设计一种考虑载荷摆角的码头装卸起重机消摆自动控制方法。针对控制过程中的载荷摆角问题,深入研究起重机的动力学特性，查找准...
基于智能机器人的高压配电柜红外图像自动检测 摘要：为了自动检测高压配电柜内部的电气设备是否存在异常，如过热、短路、接触不良等问题,提高电力系统的可靠性和稳定性，提出一种基于智能机器人的高压配电柜红外图像自动检测方法。采用投影矩阵和单视觉测量法明确待检测目标与机器人搭载红外传感器的水平...
基于GNN和蒙特卡罗法的电力采购系统围标串标行为辨识算法 摘要：受到投标手段多样性以及电力采购系统节点关系复杂性的影响，在对围标串标行为进行辨识时，通常会因忽略对投标模式规律性的考量而导致辨识精度不佳。对此，提出基于GNN和蒙特卡罗法的电力采购系统围标串标行为辨识算法。结合电力采购系统内部的实体与...
单目相机与激光雷达点云融合的电力作业装备检测定位研究 摘要：针对电力作业过程中机器人对作业工具检测定位问题，提出一种融合单目相机图像与激光雷达数据的识别定位方法。识别作业工具上的二维码标记，得到其在相机坐标系下的位姿，以单目相机与激光雷达联合标定为基础，通过坐标变换得到该标记在激光雷达坐标系下...
卷绕电芯负极片褶皱成因分析及扼制应用研究 摘要：卷绕是锂离子电池制造的一个关键过程，将正负极片和隔膜结合在一起，电芯负极片褶皱会造成正负极片和隔膜全部报废，对制造成本、电池性能和安全性有很大的影响。通过对褶皱成因分析，从预卷、张力、冷压3个主要方面展开扼制研究。结果表明：合理入料夹...