为解决机加工中刀具材料的多准则决策问题,考虑到决策者选择时的主观性和模糊性,提出一种将模糊层次分析法与熵权理想点法集成的求解模型。该方法运用层次分析法将刀具材料的技术性、经济性、绿色性三个方面作为评价指标,先用模糊层次分析法对各指标进行主观权重求解,再通过熵权法进行客观权重求解,最后利用理想点法对刀具材料的选择模型进行评价,计算各备选材料方案的贴近度。贴近度越大,则最终的选择方案越理想。并通过实例分析证明模糊层次分析法与熵权理想点法对刀具材料选择的合理性与有效性。

现代企业生产将会面临生产效率、经济及环境等多方面的需求,并且车间需要随时根据企业生产需求的改变调整生产调度策略。文章面向流水车间,建立了车间的生产运作时间,生产成本以及车间能耗的多目标数学模型,运用归一加权方法对量纲进行统一,并根据企业需求,通过层次分析法决策各指标权重,利用遗传算法对此问题进行寻优迭代,实时获取符合当下生产情况的调度优化方案,建立了一套面向高效、经济、节能的流水车间多目标调度优化方法。在此基础上,根据车间生产特点,提出了四种典型车间生产调度模式,并运用敏感性分析对车间生产模式进行判断。最后,以流水车间齿轮类零件加工为例,分析不同生产模式下车间调度方案,验证了模型的有效性与准确性。

针对在多数主流造型软件中无法或不方便对STL文件进行信息查看的问题,文章设计并实现了一个面向离线编程任务的工件STL文件浏览器,在读取STL文件的同时建立其拓扑关系,完成了诸如模型显示、特定点坐标,特定面法矢及其拓扑关系查看、信息批量输出等功能。该浏览器可作为一个模块嵌入离线编程软件,精简离线编程任务的工作流程。

针对加工中心机床VMC850B的立柱进行结构优化设计,提出了一种基于神经网络和遗传算法优化的结构设计方法。基于有限元设计方法,建立立柱的三维模型,并运用ANSYS软件对立柱进行静力学分析和模态分析,采用不同的遗传算法优化结果对立柱进行优化设计,对优化结果进行静动态特性分析。结果表明,在保证立柱刚度和稳定性的前提下,优化后立柱的一阶固有频率有不同程度的提高,有效改善了立柱的动态性能,提高了整机的稳定性,为机床的进一步优化提供了有效的理论依据。

针对某电梯零部件制造企业对产品制造过程质量可控性的要求,结合电梯零部件生产企业多品种、小批量的生产特点,提出基于SPC（统计过程控制）和神经网络的电梯零部件工序质量控制方法。将加工件的质量相关数据采集到MES系统中,再根据质量数据绘制出加工件的x-R控制图（均差-极值）,然后建立用于控制图模式识别的神经网络模型,并使用遗传算法对神经网络的参数进行优化,使网络误差达到最小。在正确的识别了控制图模式后,可实时的监控生产过程中存在的问题并予以处理。最后,通过实例验证了基于SPC和神经网络的多品种小批量机加工车间工序质量控制方法的可行性。

铣削速度和铣削深度显著影响铣削共形件的残余应力,为了获得航空共形薄壁结构件用5A06铝合金材料高速铣削过程中铣削参数对残余应力的影响,因此进行了基于Advantage的铝合金5A06高速铣削三维仿真研究。基于J-C本构方程模拟工件的应力应变关系,研究了铣削速度和铣削深度对表面残余应力的影响规律,为进一步有效控制共形件结构变形提供了新的研究方法,研究共形件表面残余应力的规律对于铣削加工参数的选取具有一定的参考价值。

在精密加工过程中,机床基础大件的热变形会引起加工误差,影响加工精度。为了降低主轴箱热变形对机床精度的影响,以龙门式铣镗加工中心GMB250主轴箱为研究对象,基于Hypermesh与Ansys Workbench为软件平台,建立主轴箱热力学模型,计算其达到热平衡状态所需时间及温度场分布,采用热-结构耦合方法,分析稳态情况下不同热源对主轴箱热变形影响,通过调整热源位置及热源温度改善主轴箱热特性,提高加工精度。

文章基于通用机械手在简单工况中使用的问题提出了一种连杆式串联机械手结构并进行了研究分析。首先对研究对象的结构进行了参数设计,然后详细分析了该机械手的运动学问题,基于D-H参数建模法确定了各关节坐标系及参数表,对其正、逆解进行了求解运算,最后使用Robotics Toolbox建立了相应的运动学模型,对其正、逆解和运动轨迹进行了验证和仿真。研究结果表明了该机械手的运行表现平滑稳定,且结构简单,成本较低,非常适合应用于简单自动化工况。

利用扩展雅克比矩阵方法,在逆运动学中引入自运动向量,采用具有能量优化与避障约束的标量函数设计自运动向量,规划避障次级任务;为了减小机械手关节驱动器实际输出的峰值力矩,避免过大峰值力矩导致的转矩饱和,提出力矩峰值减小优化算法,该方法采用局部优化策略,使用当前转矩及给定约束优化下一状态转矩。通过平面3连杆机械手的仿真结果表明,机械手在笛卡尔空间完成轨迹跟踪主任务的同时,能有效避开障碍物,减小输出力矩峰值。

利用扩展雅克比矩阵方法,在逆运动学中引入自运动向量,采用具有能量优化与避障约束的标量函数设计自运动向量,规划避障次级任务;为了减小机械手关节驱动器实际输出的峰值力矩,避免过大峰值力矩导致的转矩饱和,提出力矩峰值减小优化算法,该方法采用局部优化策略,使用当前转矩及给定约束优化下一状态转矩。通过平面3连杆机械手的仿真结果表明,机械手在笛卡尔空间完成轨迹跟踪主任务的同时,能有效避开障碍物,减小输出力矩峰值。