第1章緒論 1
1.1 智能制造 1
1.1.1 智能制造的三種範式 2
1.1.2 智能制造的應用意義 3
1.2 智能數控繫統概況 3
1.2.1 智能數控繫統的發展歷程 3
1.2.2 智能數控繫統的發展趨勢 9
1.3 智能數控機床應用 10
1.3.1 智能數控機床概念 10
1.3.2 智能數控機床特征 11
1.3.3 智能數控機床關鍵技術 12
1.3.4 智能數控機床實例 12
本章小結 15
思考題 15
第2章智能數控繫統 16
2.1 智能數控繫統的實施要求 17
2.1.1 繫統需滿足開放性要求 17
2.1.2 繫統需滿足實時性要求 17
2.1.3 繫統需滿足數據接口及信息傳遞要求 17
2.1.4 繫統需滿足人工智能與加工知識模型融合要求 18
2.2 智能數控繫統體繫結構 18
2.3 智能數控繫統實現方案 20
2.3.1 自主感知與連接 20
2.3.2 自主學習與建模 21
2.3.3 自主優化與決策 21
2.3.4 自主控制與執行 22
2.4 智能數控繫統的數據訪問 22
2.5 智能數控繫統案例 22
本章小結 25
思考題 25
第3章智能數控機床結構 26
3.1 數控機床及其HCPS模型 27
3.1.1 數控機床及其HCPS1.0模型 27
3.1.2 “互聯網 ”機床及其HCPS1.5模型 29
3.1.3 智能機床及其HCPS2.0模型 30
3.2 智能數控機床功能 32
3.3 智能數控機床結構配置 33
3.3.1 結構配置原則 33
3.3.2 結構配置創新案例 35
3.4 智能數控機床 38
3.4.1 數控機床主軸發展歷程 38
3.4.2 數控機床電主軸 39
3.4.3 主軸軸承繫統的配置和預緊 41
3.4.4 主軸與刀具的連接 44
3.4.5 回轉軸的主軸頭 45
3.4.6 主軸工況監控與智能化 46
3.5 智能數控機床的進給驅動 51
3.5.1 直線進給驅動 51
3.5.2 圓周進給驅動 55
本章小結 58
思考題 58
第4章數控機床高性能技術 59
4.1 數控機床誤差補償技術 60
4.1.1 數控機床的誤差 60
4.1.2 熱誤差補償 61
4.1.3 幾何誤差補償 67
4.1.4 力誤差補償 71
4.2 數控機床振動抑制技術 72
4.2.1 振動測試方法 73
4.2.2 主軸振動抑制 74
4.2.3 進給軸振動抑制 77
4.2.4 刀具振動抑制 80
4.3 智能數控機床大數據技術 81
4.3.1 數控機床大數據應用層次 82
4.3.2 數控機床大數據感知 83
4.3.3 數控機床大數據傳輸 87
4.3.4 數控機床大數據處理 89
4.3.5 智能數控機床大數據應用——iNC Cloud服務平臺 91
4.4 智能數控機床的互聯通信 94
4.4.1 數控機床大數據的互聯、互通、互操作 95
4.4.2 數控繫統互聯通信協議 97
4.4.3 NC-Link協議 98
本章小結 103
思考題 103
第5章數控加工工藝及其智能化 105
5.1 數控加工工藝基礎 106
5.1.1 數控加工概述 106
5.1.2 數控加工工藝 109
5.1.3 數控加工工藝分析 110
5.2 數控加工工藝設計 112
5.2.1 毛坯種類及選擇 112
5.2.2 定位基準的選擇 113
5.2.3 表面加工方法的選擇 115
5.2.4 加工階段的劃分 117
5.2.5 加工順序的安排 118
5.2.6 加工餘量的確定 119
5.2.7 切削用量的確定 119
5.2.8 走刀路線的確定 120
5.2.9 數控加工工藝文件的編制 127
5.3 數控加工夾具 130
5.3.1 工件定位的基本原理 130
5.3.2 常見定位方式件 130
5.3.3 工件的裝夾 134
5.3.4 數控機床夾具 134
5.3.5 數控車床常用夾具 135
5.3.6 數控銑床與加工中心常用夾具 136
5.4 數控加工刀具 138
5.4.1 常用刀具材料及性能 138
5.4.2 數控車削刀具 140
5.4.3 數控銑床與加工中心刀具 143
5.5 數控加工工藝智能優化 148
5.5.1 數控機床智能編程工藝優化 148
5.5.2 曲面加工工藝優化 150
5.5.3 數控加工工藝智能優化案例 155
本章小結 157
思考題 158
第6章智能數控機床加工程序編制 159
6.1 智能數控加工編程基礎 160
6.1.1 數控程序編制內容與方法 160
6.1.2 坐標繫 162
6.1.3 絕對坐標編程與增量坐標編程 165
6.1.4 程序結構 166
6.1.5 基本移動指令 170
6.1.6 刀具補償 175
6.2 數控車削程序編制 180
6.2.1 數控車削編程基礎 180
6.2.2 編程坐標繫設定 181
6.2.3 螺紋切削 182
6.2.4 FANUC繫統車削固定循環指令 184
6.2.5 SIEMENS繫統車削固定循環指令 194
6.2.6 Shop Turn智能工步編程 202
6.2.7 數控車削綜合編程實例 211
6.3 數控銑削與加工中心程序編制 214
6.3.1 工件坐標繫設定 215
6.3.2 極坐標編程 215
6.3.3 子程序 216
6.3.4 比例縮放指令 218
6.3.5 鏡像指令 220
6.3.6 坐標繫旋轉 221
6.3.7 孔加工固定循環 222
6.3.8 Shop Mill智能工步編程 228
6.3.9 加工中心綜合編程實例 233
6.4 數控加工自動編程 236
6.4.1 UG自動編程 237
6.4.2 SurfMill自動編程 238
本章小結 241
思考題 241
第7章智能制造加工過程監測 246
7.1 加工過程監測內容 247
7.2 傳感器 248
7.2.1 傳感器功能 248
7.2.2 傳感器分類 249
7.2.3 智能傳感器 250
7.3 加工過程中的刀具監測 251
7.3.1 加工過程中刀具振動監測 251
7.3.2 加工過程中刀具磨損監測 254
7.4 加工過程的熱特性檢測 257
7.4.1 熱特性檢測儀器 258
7.4.2 溫度測點布置 258
7.4.3 機床主軸熱特性快速辨識 259
7.5 數控加工在機測量 260
7.5.1 在機測量意義 260
7.5.2 在機測量方法 260
7.5.3 在機測量應用案例 261
本章小結 265
思考題 265
第8章柔性制造應用 266
8.1 柔性 267
8.1.1 柔性制造繫統 267
8.1.2 柔性 268
8.2 柔性制造的物流繫統 269
8.2.1 物流繫統的組成與功能 269
8.2.2 物流繫統的工件流 270
8.2.3 物流繫統的刀具流 270
8.3 柔性制造的信息繫統 272
8.4 柔性制造的網絡通信 274
8.5 柔性制造的監控繫統 275
8.6 柔性制造的機器人 275
8.7 柔性應用實例 277
本章小結 280
思考題 280
參考文獻 281