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內(nèi)容簡介

　　全書共分為7章，第1章介紹了薄壁件和五軸加工的特點，分析了刀具軌跡規(guī)劃和數(shù)控插補對零件加工質(zhì)量的影響。第2章針對連續(xù)線段的加工采用參數(shù)曲線實現(xiàn)光順過渡并實現(xiàn)前瞻加減速規(guī)劃問題，提出了NURBS曲線、S加減速算法及前瞻控制算法的理論。第3章針對五軸線性刀路，利用系列雙三次NURBS曲線方法，對刀具中心點平移軌跡和刀軸點平移軌跡進行拐角光順，獲得滿足誤差約束且達到G2連續(xù)的五軸雙NURBS曲線拐角刀路，實現(xiàn)刀具平移和旋轉(zhuǎn)的平滑變化。第4章提出了拐角平滑算法和連續(xù)加速度的拐角平滑算法，，基于跳度限制加速度曲線及其速度和加速度邊界條件，結(jié)合進給運動的速度、加速度、跳度極限和指定的輪廓誤差，生成曲率光順的拐角轉(zhuǎn)接輪廓實現(xiàn)拐角平滑轉(zhuǎn)接且加工路徑達到G3連續(xù)。第5章基于規(guī)劃拐角輪廓間短線段的進給運動，在整個加工路徑實現(xiàn)不間斷進給運動的目標(biāo)，獲得滿足G1連續(xù)的加速度輪廓，開發(fā)了在指定范圍內(nèi)調(diào)整*大轉(zhuǎn)接速度的插補算法，使得拐角處的轉(zhuǎn)接運動和拐角輪廓間短線段進給運動的加工時間之和達到*優(yōu)。第6章利用有限元對薄壁零件加工過程中的整體變形規(guī)律進行了分析和預(yù)測，分別從工藝控制變形和誤差補償控制變形對零件的加工精度控制及補償方法進行了研究，提出了相應(yīng)工藝控制措施和補償策略。第7章基于RTX數(shù)控系統(tǒng)，研究了小線段插補的數(shù)據(jù)采樣算法、S型加減速規(guī)劃、位置控制算法，利用圓弧銜接連續(xù)小線段間高速銜接的離散速度平滑處理，使數(shù)控機床在較高速度下獲得較高的精度和柔韌性，完善了薄壁件數(shù)控加工理論與精度控制理論與方法。

作者簡介

　　劉鋼博士、教授，畢業(yè)于上海交通大學(xué)，上海工程技術(shù)大學(xué)機械制造類學(xué)科帶頭人，曾任上海特種數(shù)控裝備及工藝工程技術(shù)研究中心主任。上海市優(yōu)秀技術(shù)帶頭人，上海市領(lǐng)軍人才計劃；獲得中國航天科技集團科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎，國防科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎，上海市科學(xué)技術(shù)獎科技進步獎一等獎等。劉鋼博士長期致力于高端自動化裝備和加工核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，帶領(lǐng)的團隊主持了10項*重大攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化項目，交付了我國用于大型火箭筒段的三頭鏡像銑削設(shè)備，火箭總裝攪拌焊，火箭筒段自動鉚接機器人、國產(chǎn)大型航空薄壁件雙五軸鏡像銑機床等大量關(guān)鍵型號自動化制造裝備。

圖書目錄

1緒論(1)
1.1薄壁件的分類(1)
1.1.1框體類零件(1)
1.1.2整體類壁板(2)
1.1.3梁類零件(2)
1.1.4復(fù)雜曲面類零件(2)
1.2五軸數(shù)控機床簡介(3)
1.2.1雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)五軸機床(3)
1.2.2單轉(zhuǎn)臺單擺頭結(jié)構(gòu)五軸機床(3)
1.2.3雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸機床(4)
1.3五軸數(shù)控加工中心控制原理(5)
1.3.1數(shù)控機床坐標(biāo)系(5)
1.3.2數(shù)控機床坐標(biāo)系確定方法(5)
1.3.3機床原點與機床坐標(biāo)系(6)
1.3.4工件原點與工件坐標(biāo)系(6)
1.4數(shù)控加工技術(shù)(6)
1.4.1刀具路徑光順(7)
1.4.2速度規(guī)劃(8)
1.5本書主要內(nèi)容(9)
本章參考文獻(9)
2基于光順過渡的前瞻速度規(guī)劃理論(11)
2.1前瞻控制的基本原理(11)
2.1.1轉(zhuǎn)接速度的確定(12)
2.1.2進給速度的處理(12)
2.2S曲線加減速規(guī)劃(13)
2.2.1S曲線加減速速度規(guī)劃(13)
2.2.2S曲線加減速進行前瞻速度平滑處理的流程(15)
2.3連續(xù)短線段高速加工圓弧轉(zhuǎn)接前瞻控制算法(16)
2.3.1拐角圓弧過渡模型(16)
2.3.2圓弧過渡前瞻控制(18)
2.4算例與分析(23)
本章參考文獻(26)
3局部拐角光順?biāo)惴ㄅc光順刀路速度規(guī)劃(28)
3.1五軸路徑局部拐角光順?biāo)惴?28)
3.1.1五軸路徑拐角雙NURBS曲線的表示(28)
3.1.2刀具中心點線性路徑的拐角光順(29)
3.1.3G2連續(xù)的五軸路徑拐角雙NURBS曲線過渡模型(32)
3.2G2連續(xù)的五軸路徑的參數(shù)同步(33)
3.2.1拐角雙NURBS曲線的參數(shù)同步(34)
3.2.2線性路徑段的同步(34)
3.2.3算例仿真(35)
3.3雙NURBS光順刀路的速度規(guī)劃(40)
3.3.1五軸機床各軸伺服能力約束下的速度(40)
3.3.2五軸機床各軸伺服能力約束下的加速度(42)
3.3.3五軸等距雙NURBS刀具路徑同步插補(43)
3.3.4仿真實驗(45)
本章參考文獻(47)
4基于曲率光順的拐角插補算法(48)
4.1跳度限制加速度曲線(48)
4.2中斷加速度的拐角平滑算法(51)
4.3連續(xù)加速度的拐角平滑算法(56)
4.4仿真實驗(61)
4.4.1仿真分析(61)
4.4.2實驗分析(66)
本章參考文獻(70)
5獨立拐角輪廓間短線段插補算法和重疊拐角輪廓插補算法(72)
5.1自適應(yīng)進給速度(73)
5.2插補算法的實時性實現(xiàn)(81)
5.3獨立拐角輪廓間插補算法的仿真實驗(83)
5.3.1仿真分析(83)
5.3.2實驗分析(85)
5.4重疊拐角輪廓插補算法(90)
5.4.12段平滑插補算法(90)
5.4.24段平滑插補算法(93)
5.4.3仿真實驗(96)
本章參考文獻(101)
6薄壁零件加工變形規(guī)律有限元分析(103)
6.1零件建模及仿真(103)
6.1.1零件特性介紹(103)
6.1.2模型網(wǎng)格劃分及約束力施加(104)
6.1.3結(jié)果與分析(105)
6.2薄壁零件加工變形控制(106)
6.2.1進給速度優(yōu)化(107)
6.2.2加工順序優(yōu)化選擇(112)
6.2.3施加局部預(yù)變形力以控制變形(112)
6.3局部優(yōu)化變形誤差補償(114)
6.3.1變形誤差補償基本原理(115)
6.3.2基于公差的局部優(yōu)化補償(116)
6.3.3確定優(yōu)化補償?shù)淖冃务詈舷禂?shù)(117)
6.4薄壁零件加工精度控制及補償方法(118)
6.4.1薄壁零件變形控制實驗(118)
6.4.2實驗結(jié)果分析(125)
本章參考文獻(125)
7RTX開放式數(shù)控系統(tǒng)研究與開發(fā)(127)
7.1實時操作系統(tǒng)(127)
7.1.1Windows系統(tǒng)實時擴展平臺RTX(127)
7.1.2RTX實時性能分析(128)
7.1.3數(shù)控系統(tǒng)中RTX實時組件技術(shù)應(yīng)用(129)
7.2數(shù)控軟件開發(fā)編程技術(shù)應(yīng)用(130)
7.2.1開發(fā)工具簡介(130)
7.2.2人機界面設(shè)計技術(shù)(131)
7.2.3Windows系統(tǒng)多進程技術(shù)(131)
7.3基于RTX數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計(131)
7.3.1PC的硬件結(jié)構(gòu)(132)
7.3.2高速并口CNC接口板(132)
7.3.3光電隔離驅(qū)動板(133)
7.4系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)平臺(134)
7.4.1數(shù)控軟件功能模塊分析(134)
7.4.2數(shù)控軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)(135)
7.5系統(tǒng)各功能模塊算法實現(xiàn)(136)
7.5.1譯碼模塊(138)
7.5.2插補模塊(139)
7.5.3離散S曲線加減速控制算法(141)
7.5.4位置控制模塊(146)
7.6數(shù)控系統(tǒng)實驗與研究(148)
7.6.1系統(tǒng)實驗方案(148)
7.6.2加工實例(149)
7.6.3系統(tǒng)分析(151)
本章參考文獻(152)