《基於STEP-NC的開放式數控系統及關鍵技術研究》是2014年10月國防工業出版社出版的圖書，作者是杜娟。
基本介紹
- 書名：基於STEP-NC的開放式數控系統及關鍵技術研究
- 作者：杜娟
- ISBN：978-7-118-09545-6
- 頁數：79.00
- 定價：79.00
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2014年10月
- 裝幀：平裝
- 開本：16
- 版次：1版1次
- 字數：265
- 中圖分類：TG659
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書以面向STEP?NC的數控加工和智慧型技術在製造中的套用為主線，較全面地介紹了數控加工中所涉及到的新型數控系統構成、刀具路徑設計、工藝設計、數控工具機故障診斷等基礎知識和智慧型化製造技術。
具體內容為：STEP?NC數據模型分析；基於STEP-NC的開放式CNC系統；面向STEP-NC的數控加工刀具路徑規劃技術；基於Multi-Agent技術的工藝協同設計；基於遺傳算法在工序最佳化及柔性作業車間調度中的套用研究；基於模糊神經網路的數控工具機故障診斷技術。本書可供企業、高等工科院校、研究院所從事數控技術、機電一體化研究的工程技術人員及相關科研人員學習參考。
圖書目錄
第1章 STEP−NC數據模型分析 1
1.1 STEP−NC出現背景 1
1.2 STEP−NC數據接口特點 3
1.3 STEP−NC數據模型 4
1.4 STEP−NC程式的結構 5
1.5 STEP−NC描述語言EXPRESS 8
1.5.1 EXPRESS的特點 8
1.5.2 EXPRESS數據元素的說明 9
1.5.3 EXPRESS語言的數據類型 9
1.6 EXPRESS到STEP−NC檔案的映射 10
第2章 基於STEP−NC的開放式CNC系統 12
2.1 基於STEP−NC的開放式CNC系統 12
2.1.1 STEP−CNC系統的功能結構 12
2.1.2 STEP−CNC系統的硬體結構 14
2.2 STEP−NC解釋器的設計 16
2.2.1 STEP−NC解釋器的功能 16
2.2.2 EXPRESS語言到C++語言的映射規則 17
2.2.3 類的設計原則 18
2.2.4 幾個關鍵類的設計 19
2.2.5 解釋器的工作原理 21
2.3 STEP−NC與XML檔案轉換技術的研究 23
2.3.1 XML及相關技術介紹 23
2.3.2 EXPRESS與XML的區別及其映射 26
2.3.3 STEP−NC與XML檔案的轉換 31
2.3.4 實例分析與驗證 33
2.4 STEP−NC檔案到“G”代碼的轉換技術研究 36
2.4.1 兩種編程標準的對比 36
2.4.2 STEP−NC檔案到“G”代碼程式的自動轉換技術 38
2.4.3 轉換實例 42
第3章 面向STEP−NC數控加工的刀具路徑規劃技術 44
3.1 參數化刀具路徑設計思路 44
3.2 特徵概述 44
3.2.1 特徵的定義 44
3.2.2 特徵的分類 45
3.2.3 STEP−NC製造特徵有關定義 46
3.2.4 製造特徵從屬關係 47
3.2.5 STEP−NC中幾類典型製造特徵的定義 48
3.3 型腔類製造特徵的參數化刀具軌跡設計 50
3.3.1 參數化刀具軌跡設計的基本原理 51
3.3.2 帶島嶼的型腔刀具軌跡參數化設計 52
3.3.3 槽的加工刀具軌跡參數化設計 55
3.4 自由曲面的刀具軌跡規劃及參數化設計 56
3.4.1 NURBS曲面簡介 56
3.4.2 刀具軌跡曲線參數化生成 57
1.1 STEP−NC出現背景 1
1.2 STEP−NC數據接口特點 3
1.3 STEP−NC數據模型 4
1.4 STEP−NC程式的結構 5
1.5 STEP−NC描述語言EXPRESS 8
1.5.1 EXPRESS的特點 8
1.5.2 EXPRESS數據元素的說明 9
1.5.3 EXPRESS語言的數據類型 9
1.6 EXPRESS到STEP−NC檔案的映射 10
第2章 基於STEP−NC的開放式CNC系統 12
2.1 基於STEP−NC的開放式CNC系統 12
2.1.1 STEP−CNC系統的功能結構 12
2.1.2 STEP−CNC系統的硬體結構 14
2.2 STEP−NC解釋器的設計 16
2.2.1 STEP−NC解釋器的功能 16
2.2.2 EXPRESS語言到C++語言的映射規則 17
2.2.3 類的設計原則 18
2.2.4 幾個關鍵類的設計 19
2.2.5 解釋器的工作原理 21
2.3 STEP−NC與XML檔案轉換技術的研究 23
2.3.1 XML及相關技術介紹 23
2.3.2 EXPRESS與XML的區別及其映射 26
2.3.3 STEP−NC與XML檔案的轉換 31
2.3.4 實例分析與驗證 33
2.4 STEP−NC檔案到“G”代碼的轉換技術研究 36
2.4.1 兩種編程標準的對比 36
2.4.2 STEP−NC檔案到“G”代碼程式的自動轉換技術 38
2.4.3 轉換實例 42
第3章 面向STEP−NC數控加工的刀具路徑規劃技術 44
3.1 參數化刀具路徑設計思路 44
3.2 特徵概述 44
3.2.1 特徵的定義 44
3.2.2 特徵的分類 45
3.2.3 STEP−NC製造特徵有關定義 46
3.2.4 製造特徵從屬關係 47
3.2.5 STEP−NC中幾類典型製造特徵的定義 48
3.3 型腔類製造特徵的參數化刀具軌跡設計 50
3.3.1 參數化刀具軌跡設計的基本原理 51
3.3.2 帶島嶼的型腔刀具軌跡參數化設計 52
3.3.3 槽的加工刀具軌跡參數化設計 55
3.4 自由曲面的刀具軌跡規劃及參數化設計 56
3.4.1 NURBS曲面簡介 56
3.4.2 刀具軌跡曲線參數化生成 57
3.4.3 刀具軌跡仿真 59
3.5 複雜曲面五軸加工局部干涉處理技術研究 61
3.5.1 複雜曲面加工局部干涉處理技術發展現狀 61
3.5.2 五軸數控加工模型及局部干涉 62
3.5.3 局部干涉的判斷和處理 62
3.5.4 實例計算及分析 69
第4章 基於Multi−Agent技術的工藝協同設計 70
4.1 工藝設計現存問題與研究現狀 70
4.1.1 工藝設計現存問題 70
4.1.2 工藝設計研究現狀 71
4.2 Multi−Agent技術簡介 71
4.2.1 Agent與Multi−Agent System概念 71
4.2.2 Agent屬性 72
4.2.3 Multi−Agent System主要特點 73
4.3 基於Multi−Agent技術的工藝設計實現系統 74
4.3.1 基於Multi−Agent技術的工藝設計系統特點 74
4.3.2 基於Multi−Agent技術的工藝設計系統體系結構 75
4.4 基於Multi−Agent技術的工藝設計系統協同策略 76
4.4.1 Multi−Agent系統協調 76
4.4.2 Multi−Agent系統協作 77
4.4.3 Multi−Agent系統協商 78
4.4.4 Multi−Agent系統的協同策略 78
4.5 系統通信策略 79
4.5.1 Agent通信層次模型 79
4.5.2 Agent通信過程模型 80
4.5.3 KQML語言 80
4.5.4 系統中KQML語言套用 81
4.6 系統資料庫設計 82
4.6.1 SQL簡介 82
4.6.2 STEP−NC與SQL間數據類型映射 83
4.6.3 系統資料庫創建 85
4.7 系統實例驗證 87
第5章 基於遺傳算法的工序最佳化及柔性作業車間調度 89
5.1 遺傳算法概述 89
5.1.1 遺傳算法的基本思想及發展歷程 89
5.1.2 遺傳算法的理論基礎 90
5.1.3 遺傳算法的基本原理 90
5.1.4 遺傳算法的發展現狀 97
5.2 基於改進遺傳算法的柔性作業車間調度 97
5.2.1 車間調度問題概述 97
5.2.2 柔性作業車間調度問題概念和特點 100
5.2.3 柔性作業車間調度問題的最佳化方法 101
5.2.4 柔性作業車間調度問題的最佳化過程描述法 102
5.2.5 柔性作業車間調度問題的模型描述 103
5.2.6 柔性作業車間調度問題的算法設計 105
5.2.7 改進遺傳算法的收斂性和參數分析 113
5.2.8 算法的實例驗證與套用 114
5.3 基於精英選擇遺傳算法的工藝最佳化設計 119
5.3.1 傳統的計算機輔助工藝過程設計 119
5.3.2 基於STEP−NC的非線性工藝設計 119
5.3.3 基於STEP−NC的非線性工藝設計過程 120
5.3.4 加工工步序列的最佳化 121
5.3.5 套用實例 124
第6章 基於模糊神經網路的數控工具機故障診斷技術 126
6.1 數控工具機故障診斷概述 126
3.5 複雜曲面五軸加工局部干涉處理技術研究 61
3.5.1 複雜曲面加工局部干涉處理技術發展現狀 61
3.5.2 五軸數控加工模型及局部干涉 62
3.5.3 局部干涉的判斷和處理 62
3.5.4 實例計算及分析 69
第4章 基於Multi−Agent技術的工藝協同設計 70
4.1 工藝設計現存問題與研究現狀 70
4.1.1 工藝設計現存問題 70
4.1.2 工藝設計研究現狀 71
4.2 Multi−Agent技術簡介 71
4.2.1 Agent與Multi−Agent System概念 71
4.2.2 Agent屬性 72
4.2.3 Multi−Agent System主要特點 73
4.3 基於Multi−Agent技術的工藝設計實現系統 74
4.3.1 基於Multi−Agent技術的工藝設計系統特點 74
4.3.2 基於Multi−Agent技術的工藝設計系統體系結構 75
4.4 基於Multi−Agent技術的工藝設計系統協同策略 76
4.4.1 Multi−Agent系統協調 76
4.4.2 Multi−Agent系統協作 77
4.4.3 Multi−Agent系統協商 78
4.4.4 Multi−Agent系統的協同策略 78
4.5 系統通信策略 79
4.5.1 Agent通信層次模型 79
4.5.2 Agent通信過程模型 80
4.5.3 KQML語言 80
4.5.4 系統中KQML語言套用 81
4.6 系統資料庫設計 82
4.6.1 SQL簡介 82
4.6.2 STEP−NC與SQL間數據類型映射 83
4.6.3 系統資料庫創建 85
4.7 系統實例驗證 87
第5章 基於遺傳算法的工序最佳化及柔性作業車間調度 89
5.1 遺傳算法概述 89
5.1.1 遺傳算法的基本思想及發展歷程 89
5.1.2 遺傳算法的理論基礎 90
5.1.3 遺傳算法的基本原理 90
5.1.4 遺傳算法的發展現狀 97
5.2 基於改進遺傳算法的柔性作業車間調度 97
5.2.1 車間調度問題概述 97
5.2.2 柔性作業車間調度問題概念和特點 100
5.2.3 柔性作業車間調度問題的最佳化方法 101
5.2.4 柔性作業車間調度問題的最佳化過程描述法 102
5.2.5 柔性作業車間調度問題的模型描述 103
5.2.6 柔性作業車間調度問題的算法設計 105
5.2.7 改進遺傳算法的收斂性和參數分析 113
5.2.8 算法的實例驗證與套用 114
5.3 基於精英選擇遺傳算法的工藝最佳化設計 119
5.3.1 傳統的計算機輔助工藝過程設計 119
5.3.2 基於STEP−NC的非線性工藝設計 119
5.3.3 基於STEP−NC的非線性工藝設計過程 120
5.3.4 加工工步序列的最佳化 121
5.3.5 套用實例 124
第6章 基於模糊神經網路的數控工具機故障診斷技術 126
6.1 數控工具機故障診斷概述 126
6.1.1 數控工具機故障的分類 126
6.1.2 常用數控工具機的故障診斷技術 127
6.1.3 現代數控工具機故障診斷技術 128
6.1.4 基於模糊神經網路工具機故障診斷技術 130
6.2 模糊邏輯理論 131
6.2.1 模糊理論概述 131
6.2.2 隸屬函式的概述及確定方法 132
6.2.3 模糊邏輯和模糊推理 135
6.2.4 模糊邏輯系統 136
6.3 人工神經網路技術 138
6.3.1 神經網路理論基礎 139
6.3.2 神經網路模型的結構與神經網路的學習 141
6.3.3 BP神經網路簡介 143
6.4 模糊神經網路模型 144
6.4.1 模糊邏輯系統與人工神經網路的比較 145
6.4.2 模糊邏輯系統與人工神經網路之間等價性與互換機制 146
6.4.3 模糊神經網路的概念與模型 146
6.4.4 模糊神經網路的模型 147
6.4.5 模糊神經網路的學習與逼近 150
6.5 基於模糊神經網路的數控工具機故障診斷實現 150
6.5.1 模糊神經網路混合分類器 151
6.5.2 模糊神經網路的訓練 154
6.5.3 模糊神經網路故障診斷模型的仿真 166
參考文獻 170
6.1.2 常用數控工具機的故障診斷技術 127
6.1.3 現代數控工具機故障診斷技術 128
6.1.4 基於模糊神經網路工具機故障診斷技術 130
6.2 模糊邏輯理論 131
6.2.1 模糊理論概述 131
6.2.2 隸屬函式的概述及確定方法 132
6.2.3 模糊邏輯和模糊推理 135
6.2.4 模糊邏輯系統 136
6.3 人工神經網路技術 138
6.3.1 神經網路理論基礎 139
6.3.2 神經網路模型的結構與神經網路的學習 141
6.3.3 BP神經網路簡介 143
6.4 模糊神經網路模型 144
6.4.1 模糊邏輯系統與人工神經網路的比較 145
6.4.2 模糊邏輯系統與人工神經網路之間等價性與互換機制 146
6.4.3 模糊神經網路的概念與模型 146
6.4.4 模糊神經網路的模型 147
6.4.5 模糊神經網路的學習與逼近 150
6.5 基於模糊神經網路的數控工具機故障診斷實現 150
6.5.1 模糊神經網路混合分類器 151
6.5.2 模糊神經網路的訓練 154
6.5.3 模糊神經網路故障診斷模型的仿真 166
參考文獻 170
