异型石材制品智能加工轨迹控制

本书从高速高精加工的角度，比较系统地探讨了石材制品多轴智能数控加工的方法，总结了石材制品数控加工运动控制领域的相关进展。全书在论述石材制品多轴智能数控加工的概念和内涵基础上，介绍了多智能体系统的基础知识，探讨了基于多智能体技术的智能数控系统体系结构建模方法，叙述了五轴数控机床通用运动学转换关系，建立了不同配置结构机床加工精度和效率模型，阐述了适用于石材制品五轴高速高精加工的指令点插补方法和平滑过渡方法。介

目录
“21世纪先进制造技术丛书”序
前言
第1章 绪论 1
1.1 数控加工技术的发展 1
1.2 智能数控系统体系结构 5
1.3 机床运动学分析 6
1.3.1 多轴数控机床运动学转化 7
1.3.2 机床轴运动引起的误差分析 7
1.4 刀具运动轨迹控制 8
1.4.1 指令点插补 8
1.4.2 指令点平滑过渡 10
1.5 本书研究内容 11
参考文献 12
第2章 基于MAS的石材制品智能数控加工系统体系结构 16
2.1 MAS相关理论 16
2.1.1 开放式数控系统 16
2.1.2 agent个体研究 19
2.1.3 MAS理论 21
2.1.4 MAS研究现状 26
2.1.5 MAS理论与先进制造技术的结合 31
2.2 开放式数控系统结构框架研究 31
2.2.1 数控系统的广义模型 32
2.2.2 开放式数控系统的特征 33
2.2.3 开放式数控系统体系结构设计指导原则 33
2.3 智能数控系统功能介绍 35
2.3.1 智能数控系统的主要特性 35
2.3.2 智能数控系统的工作过程 35
2.3.3 智能数控系统数据流模型 37
2.3.4 智能数控系统功能需求分析 37
2.3.5 智能数控系统功能模块划分 38
2.4 基于MAS的异型石材制品智能数控系统整体结构模型设计 40
参考文献 42
第3章 五轴数控机床运动学分析 44
3.1 五轴数控加工运动学模型 44
3.2 AC双转台型机床运动学分析 45
3.3 BA双摆头型机床运动学分析 48
3.4 BA混合型机床运动学分析 50
3.5 五轴数控机床通用运动学分析方法 52
参考文献 57
第4章 五轴数控加工精度与效率模型 59
4.1 旋转轴运动引起的刀具姿态误差分析 59
4.1.1 刀具姿态误差计算模型 59
4.1.2 平行类机床与非平行类机床刀具姿态误差分析 64
4.2 平行类机床与非平行类机床运动效率比较 85
4.2.1 两旋转轴转动幅度相同 85
4.2.2 首末刀轴矢量相同 86
4.3 刀轴矢量与旋转轴间速度的映射关系 95
参考文献 98
第5章 异型石材制品五轴数控加工的指令点插补方法 100
5.1 线性插补方法 100
5.2 基于平面刀具姿态控制的指令点插补方法 103
5.2.1 刀具轨迹规划模块 103
5.2.2 坐标系转换模块 106
5.2.3 中间指令点拟合模块 107
5.2.4 实时插补模块 109
5.2.5 实例验证及分析 110
5.3 基于平滑刀具姿态控制的指令点插补方法 115
5.3.1 刀轴矢量平滑插值模型 115
5.3.2 实例验证及分析 118
5.4 基于圆锥直纹面刀具姿态控制的指令点插补方法 121
5.4.1 基本方法 122
5.4.2 参数曲线插补 122
5.4.3 刀具姿态控制 123
5.4.4 具体实现 127
5.4.5 实例验证及分析 129
5.5 基于刀具姿态控制的指令点插补方法 134
5.5.1 代码预处理 135
5.5.2 连续加工区域识别 135
5.5.3 指令点压缩 138
5.5.4 实时插补 142
5.5.5 实例验证及分析 143
5.6 适用于圆柱直纹面锯切加工的指令点插补方法 147
5.6.1 运动几何学模型 147
5.6.2 方法设计 148
5.6.3 实例验证及分析 154
5.7 适用于椭圆柱直纹面锯切加工的指令点插补方法 155
5.7.1 运动几何学模型 155
5.7.2 方法设计 156
5.7.3 实例验证及分析 158
参考文献 159
第6章 异型石材制品五轴数控加工的指令点平滑过渡方法 161
6.1 基于旋转轴位置修正的指令点平滑过渡方法 162
6.1.1 初始修正区域识别 162
6.1.2 待修正区域确定 165
6.1.3 旋转轴位置修正 166
6.1.4 轨迹重规划 167
6.1.5 实例验证及分析 168
6.2 基于刀轴矢量定向压缩的指令点平滑过渡方法 179
6.2.1 待压缩区域确定 180
6.2.2 待压缩刀轴矢量表示 181
6.2.3 投影角和倾斜角拟合 182
6.2.4 刀轴矢量修正 184
6.2.5 数控指令格式 184
6.2.6 实例验证及分析 185
参考文献 187