基于神经网络的磨削工艺参数智能预测模型

磨削参数的合理选择对于磨削加工过程有着重要的影响,将人工智能运用到磨削工艺参数的选择过程中是现代发展的一个新趋势.在分析现有的智能算法后,提出了一种利用BP神经网络模型来确定磨削参数的方法.在该方法中综合考虑影响磨削加工的因素,把它们列为神经网络系统的输入参数,并对输入参数进行编码;同时也对输出参数(砂轮速度、工件速度、磨削深度、磨削进给速度)进行了归一化处理以适应神经网络的学习.采用循环算法比较得出隐层的最优神经元个数,从而最终建立了磨削参数智能预测模型,并利用Matlab进行仿真预测,仿真结果表明该预测模型准确率很高,能为磨削参数的选择提供可靠数据.     

磨削工艺过程预报系统的研究

本文介绍了作者所研究开发并编写的一个用于对磨削工艺过程进行预报的软件系统，利用这个系统输入实际的磨削参数，能对磨削过程(现象)及磨削加工质量进行预报和估计，该预报系统对优化磨削工艺过程、实现智能控制、提高加工效率、降低加工成本等方面具有极大的实用价值。预报结果与实验结果具有良好的一致性。     

机床加工过程中的振动实验研究

分析了数控车床加工过程中切削颤振的产生机理,总结了目前国内外对切削颤振抑制理论和实践的研究现状.基于CJK6140数控车床利用脉冲激振法对刀架系统进行初步实验研究,并且提出了基于计算机仿真技术对加工过程进行动态仿真的方法,研究结果为提高加工效率提供了依据.     

基于Flexsim的混合流水线系统仿真与优化

对某企业的一条混流生产线进行了研究,分析了其车间混流生产线加工的特点和现状。应用工业工程方法和物流系统建模与仿真技术,在建立车间加工流程图的基础上,利用Flexsim仿真软件建立车间系统加工流程模型,并进行生产线加工流程仿真。在多次优化仿真运行的基础上,通过对仿真数据输出结果的分析,得出生产线"瓶颈"所在的工位。通过分析其生产特点,提出针对性的改善方案,通过对不同改善方案的实际仿真运行,对比仿真输出结果,最后验证得出改善方案二的可行性。     

基于有限差分模型的磨削弧区流场动压力数值分析

磨削弧区动压力对通过磨削区磨削液的有效流量、润滑和冷却作用有重要影响。本研究基于流体动压理论,建立了磨削弧区的动压力分布数学模型,将微分方程简化至近似泊松方程形式后,采用有限差分法将连续方程离散化,得出了磨削区动压力的数值解,并提出了迭代优化算法,提高了计算效率。将砂轮特性参数纳入数学模型之中,可根据砂轮材质、砂轮与工件间隙、砂轮转速等参数预报磨削弧区的磨削液动压力分布。在此理论模型基础上,进行了验证实验,证明模型的科学性。结果表明:通过输入砂轮各项参数,该模型可以快速、准确地预报动压力的分布,为磨削加工提供参考。      

结合面接触参数与加工工艺参数非线性关系特性分析

为了揭示加工工艺参数与结合面接触参数非线性关系,首先以加工工艺参数为输入层,以结合面表面形貌参数为输出层,建立了基于深度信念网的表面形貌预测模型,然后应用预测结果采用分形理论建立了结合面参数模型,最后分析了铣削工艺参数、磨削工艺参数对结合面接触参数的影响规律。应用预测模型可实现任意输入加工工艺参数即可获得高精度的结合面接触参数,建立的结合面接触参数与加工工艺参数非线性预测模型,为指导结合面加工工艺参数选择、优化提供了理论基础。     

数控加工物理仿真技术研究

数控加工物理仿真研究是数控加工仿真技术研究的核心内容，反映了加工过程的实质。文章介绍了物理仿真的研究现状、研究内容，提出了数控加工物理仿真系统的体系结构，讨论了物理仿真各种模型的建模方法，最后指出了物理仿真研究的发展趋势。     

外圆磨削加工的仿真、优化及控制

磨削技术已广泛应用于最后加工有光滑表面和高精度要求的零件,在过去的30年里,经过广泛的研究,对磨削加工的许多方面有了一个较为清楚的了解。本论文的目的在于说明怎样利用我们对磨削过程的理解来预报磨削特性和获得最佳加工条件。一个集成了描述磨削过程中不同方面的分析模块的软件包已被开发出来。这软件包括三个主要模块：仿真,校准和优化,仿真模块作为一个虚拟磨床来预测磨削过程和零件质量,校准模块通过实测参数如功率,表面粗糙度和椭圆度等对模型的系数进行修正,从而对实际磨削特性进行学习,优化模块是以最小化周期时间或以基于服从工件质量约束校正模型后的周期时间为目标来确定磨削和修整参数。本软件已被集成进了PC开放体系控制器（OAC）,作为智能磨削系统（IGS）的基础。     

生产线的设备规划布局设计与加工仿真的实现

生产线的设施规划布局设计作为制造系统设计的重要组成部分,它对生产设备的利用率、产品的生产与等待时间以及生产线的效率等都有密切关系。针对某企业机加工设备布局不合理现状,进行了机械加工设备布局方法及布局方案仿真技术的研究。通过分析设备布局的影响因素,建立了布局系统抽象模型,同时开发了设备布局原型系统,然后通过计算机仿真来预测系统的真实可用性,进而实现混合比加工零件的生产加工,仿真结果能够以图表或者文本的格式输出。通过在企业的实际应用表明,改进后的生产线设施规划布局方案能够有效地提高生产效率和设备利用率,仿真结果与实际结果比较接近。     

磨削加工硬脆材料的延性域研究进展

为实现硬脆材料在磨削过程中处于延性域加工,以提高材料的表面质量、增加材料的使用寿命,使材料具有优良的抗疲劳、耐磨损性能,从试验研究、理论建模、仿真分析3个方面介绍了国内外学者对硬脆材料磨削加工过程中的脆塑转变现象的研究。分析了超声辅助振动磨削加工中脆塑转变的国内外研究现状,提出将高速、超高速与超声辅助振动磨削相结合的加工方式。研究结果表明:磨削速度对硬脆材料的最大未变形切屑厚度影响较大;引入超声辅助振动容易实现硬脆材料延性域磨削;施加不同方向的超声辅助振动对材料脆塑转变的临界切削深度影响不同。提出未来应从磨削热、预热处理、仿真分析模型、磨削加工模型4个方面对硬脆材料延性域磨削进行更深层次的研究。研究成果为实现硬脆材料延性域磨削和实际生产提供了参考。     

宽板V型自由弯曲智能化控制过程的影响因素分析

在板材成形智能化控制过程中，参数的实时识别及预测是两个最关键的部分。神经网络识别及预测模型输入输出参数的选择，对智能化控制的成功与否以及控制精度高低起着至关重要的作用。本文利用ANSYS软件，通过对宽板V型自由弯曲及卸载过程的有限元数值模拟，研究了影响成形及卸载过程的因素，为宽板V型自由弯曲智能化控制神经网络参数识别及预测模型输入、输出参数的选择提供了依据。     

铸造充型过程的数值模拟研究现状及发展

铸件充型过程计算机模拟仿真是铸造学科发展的前沿领域.分析了国内外铸造充型数值模拟的发展过程以及目前应用的最前沿数值模拟方法,论述了铸造充型模拟的数学模型、计算方法和实验验证方法,并提出了数值模拟现存的主要问题,阐述了充型过程数值模拟的发展趋势.     

磨头磨削镍基高温合金仿真

镍基高温合金磨削过程中磨削力是影响表面质量的重要参量。为构建磨削力有限元仿真预测模型,基于电镀磨头实际表面形貌,通过调用分布函数的方法,建立磨粒高度随机且整体服从二维高斯分布磨头整体模型,进行磨削过程有限元仿真与磨削力试验验证。结果表明：磨头整体模型具有真实磨头的随机特性,优势在于充分考虑多磨粒相互作用的磨削特性;磨削仿真过程中可观察到划擦、耕犁、切屑成形3个典型阶段,高度还原实际磨削过程;磨削力试验与仿真的单位宽度切向与法向磨削力在不同参数下变化趋势相同,平均误差分别为8.2%和8.6%。仿真模型对镍基高温合金磨削力有很好的预测效果。     

帽型件弯曲智能化控制过程的影响因素分析

在板材弯曲成形智能化控制系统中,准确确定实时识别和预测模型的输入、输出参数,是弯曲智能化控制成功与否以及回弹控制精度高低的关键。文章采用LS-DYNA软件,对影响帽型件弯曲智能化回弹控制过程的因素进行了数值分析,并对模拟结果进行了实验验证,得出了影响回弹规律的主要因素,为帽型件弯曲智能化控制神经网络参数识别,及预测模型输入、输出参数的选择提供依据。     

工业叶片磨抛加工过程接触控制优化

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性。针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法。以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负输入的整形器,优化控制系统的性能。为验证所提出方法的有效性,应用MATLAB建立仿真分析模型,并采用工业机器人与磨抛加工装置开展实验。结果表明,所提出的改进方法可以实现磨抛加工过渡过程的平滑过渡,减少系统响应时间延迟和加快响应速度,具有较强的鲁棒性和稳定性。     

脉冲逆变焊接电源建模与仿真

构建了包含输入、输出整流滤波和逆变、降压等电路的物理模型,通过非线性接口模型,研究了主回路和数字控制系统的整体建模与仿真.建立了动态焊接过程的系统数学模型,利用Matlab对焊接电源系统进行了仿真研究,然后定量分析了扰动作用下各物理量变化规律和系统动态响应过程,有效预测了脉冲MIG焊接电源的工作过程,指出了焊接电流和电弧电压控制的意义,为进一步研究指明了方向.     

Advances in Modeling and Simulation of Grinding Processes

In the last decade the relevance of modeling and simulation of grinding processes has significantly risen which is caused by industrial needs and is indicated by the number of publications and research activities in this area. This keynote paper results from a collaborative work within the STC G and gives an overview of the current state of the art in modeling and simulation of grinding processes: Physical process models (analytical and numerical models) and empirical process models (regression analysis, artificial neural net models) as well as heuristic process models (rule based models) are taken into account, and outlined with respect to their achievements in this paper. The models are characterized by the process parameters such as grinding force, grinding temperature, etc. as well as work results including surface topography and surface integrity. Furthermore, the capabilities and the limitations of the presented model types and simulation approaches will be exemplified.     

GCr15钢平面磨削力仿真分析与实验研究

目的 对不同磨削工艺参数下的平面磨削力进行预测,对磨削机理进行研究,进而控制磨削加工质量。方法 考虑CBN砂轮表面磨粒形状的多样性、姿态的多样性和空间分布的随机性,建立CBN砂轮模型,对GCr15材料模型进行有限元砂轮磨削仿真。同时使用CBN砂轮,采用不同的工件进给速度对GCr15进行单因素平面磨削实验,使用三坐标测力仪测量不同磨削参数下的磨削力。结果 建立的仿真砂轮模型的表面形貌与真实砂轮接近,仿真砂轮上的磨粒出刃高度均服从正态分布,与实际砂轮一致。对比随机多面体磨粒模型和真实CBN磨粒照片,两者形貌相似。磨削力实验和仿真结果表明,工件进给速度由3 m/min增大到18 m/min时,磨削力逐渐增大,仿真所得法向磨削力最大误差远小于切向磨削力。结论 实验结果与仿真结果具有一致性,证明了砂轮磨削有限元仿真模型可用于磨削力预测。因为仿真中无法考虑实际砂轮尺寸和砂轮表面结合剂对磨削的影响,结果具有一定误差,仿真的准确性有待进一步提高。研究结果为使用有限元方法研究磨削机理和控制磨削加工质量提供了思路。     

切入式磨削烧伤仿真预测与控制方法研究

基于磨削热传递模型和磨削去除率模型,提出了一种基于监控功率信号的切入式磨削烧伤仿真预测与控制方法,对砂轮在粗磨、半精磨、精磨、光磨各阶段的磨削功率信号进行监测,再利用计算机对机床数控系统各加工工艺参数进行控制,使砂轮实际磨削功率信号始终低于磨削烧伤最大功率边界的5%～15%,来避免出现工件磨削烧伤现象;同时,用轴承套圈内圆磨削试验验证了该方法的有效性和实用性。      

砂带磨削表面粗糙度理论预测及灵敏度分析

目的 以钢化玻璃磨边为研究对象,建立金刚石砂带磨削表面粗糙度理论预测模型,并分析粗糙度对各工艺因素的灵敏度。方法 首先,采用多因素线性回归分析建立了关于磨削工艺参数的粗糙度理论预测模型;其次,通过正交试验研究了磨削压力、砂带线速度和砂带张紧力对粗糙度和材料去除率的影响大小,并得到了工艺参数的优水平组合;再次,根据正交试验结果计算了粗糙度理论预测模型的数学表达式,同时,建立了灵敏度模型来进行工艺因素的灵敏度分析和工艺参数的区间优化;最后,利用随机试验验证了粗糙度理论预测模型的准确性。结果 极差分析可知,RA（0.137）?RC（0.068）?RB（0.016）,MC（6.828）?MA（5.228）?MB（1.784）,磨削工艺参数的优水平组合为A2B3C3。电镀金刚石砂带磨削表面粗糙度理论预测模型的表达式为 。各工艺参数的优选区间为：磨削压力10~20 N,线速度15~30 m/s,张紧力40~60 N。随机试验可得,粗糙度理论预测模型的相对误差大小维持在5.5%~10%。结论 关于工艺因素对磨削质量的影响,磨削压力最大,砂带张紧力次之,砂带线速度最小。关于工艺因素对材料去除率的影响,砂带张紧力最大,磨削压力次之,砂带线速度最小。磨削压力为18 N、砂带线速度为30 m/s、砂带张紧力为55 N时,磨削表面质量最好,且材料去除率较高。试验参数范围内,粗糙度对磨削压力的灵敏度随磨削压力的增加而下降,对砂带线速度和砂带张紧力的灵敏度随着二者的增加而增加。15组随机试验表明,粗糙度理论预测模型具有较高的可靠性和准确性。