第1章 STEP-NC数据模型分析 1
1.1 STEP-NC出现背景 1
1.2 STEP-NC数据接口特点 3
1.3 STEP-NC数据模型 4
1.4 STEP-NC程序的结构 5
1.5 STEP-NC描述语言EXPRESS 8
1.5.1 EXPRESS的特点 8
1.5.2 EXPRESS数据元素的说明 9
1.5.3 EXPRESS语言的数据类型 9
1.6 EXPRESS到STEP-NC文件的映射 10
第2章 基于STEP-NC的开放式CNC系统 12
2.1 基于STEP-NC的开放式CNC系统 12
2.1.1 STEP-CNC系统的功能结构 12
2.1.2 STEP-CNC系统的硬件结构 14
2.2 STEP-NC解释器的设计 16
2.2.1 STEP-NC解释器的功能 16
2.2.2 EXPRESS语言到C＋＋语言的映射规则 17
2.2.3 类的设计原则 18
2.2.4 几个关键类的设计 19
2.2.5 解释器的工作原理 21
2.3 STEP-NC与XML文件转换技术的研究 23
2.3.1 XML及相关技术介绍 23
2.3.2 EXPRESS与XML的区别及其映射 26
2.3.3 STEP-NC与XML文件的转换 31
2.3.4 实例分析与验证 33
2.4 STEP-NC文件到“G”代码的转换技术研究 36
2.4.1 两种编程标准的对比 36
2.4.2 STEP-NC文件到“G”代码程序的自动转换技术 38
2.4.3 转换实例 42
第3章 面向STEP-NC数控加工的刀具路径规划技术 44
3.1 参数化刀具路径设计思路 44
3.2 特征概述 44
3.2.1 特征的定义 44
3.2.2 特征的分类 45
3.2.3 STEP-NC制造特征有关定义 46
3.2.4 制造特征从属关系 47
3.2.5 STEP-NC中几类典型制造特征的定义 48
3.3 型腔类制造特征的参数化刀具轨迹设计 50
3.3.1 参数化刀具轨迹设计的基本原理 51
3.3.2 带岛屿的型腔刀具轨迹参数化设计 52
3.3.3 槽的加工刀具轨迹参数化设计 55
3.4 自由曲面的刀具轨迹规划及参数化设计 56
3.4.1 NURBS曲面简介 56
3.4.2 刀具轨迹曲线参数化生成 57
3.4.3 刀具轨迹仿真 59
3.5 复杂曲面五轴加工局部干涉处理技术研究 61
3.5.1 复杂曲面加工局部干涉处理技术发展现状 61
3.5.2 五轴数控加工模型及局部干涉 62
3.5.3 局部干涉的判断和处理 62
3.5.4 实例计算及分析 69
第4章 基于Multi-Agent技术的工艺协同设计 70
4.1 工艺设计现存问题与研究现状 70
4.1.1 工艺设计现存问题 70
4.1.2 工艺设计研究现状 71
4.2 Multi-Agent技术简介 71
4.2.1 Agent与Multi-Agent System概念 71
4.2.2 Agent属性 72
4.2.3 Multi-Agent System主要特点 73
4.3 基于Multi-Agent技术的工艺设计实现系统 74
4.3.1 基于Multi-Agent技术的工艺设计系统特点 74
4.3.2 基于Multi-Agent技术的工艺设计系统体系结构 75
4.4 基于Multi-Agent技术的工艺设计系统协同策略 76
4.4.1 Multi-Agent系统协调 76
4.4.2 Multi-Agent系统协作 77
4.4.3 Multi-Agent系统协商 78
4.4.4 Multi-Agent系统的协同策略 78
4.5 系统通信策略 79
4.5.1 Agent通信层次模型 79
4.5.2 Agent通信过程模型 80
4.5.3 KQML语言 80
4.5.4 系统中KQML语言应用 81
4.6 系统数据库设计 82
4.6.1 SQL简介 82
4.6.2 STEP-NC与SQL间数据类型映射 83
4.6.3 系统数据库创建 85
4.7 系统实例验证 87
第5章 基于遗传算法的工序优化及柔性作业车间调度 89
5.1 遗传算法概述 89
5.1.1 遗传算法的基本思想及发展历程 89
5.1.2 遗传算法的理论基础 90
5.1.3 遗传算法的基本原理 90
5.1.4 遗传算法的发展现状 97
5.2 基于改进遗传算法的柔性作业车间调度 97
5.2.1 车间调度问题概述 97
5.2.2 柔性作业车间调度问题概念和特点 100
5.2.3 柔性作业车间调度问题的优化方法 101
5.2.4 柔性作业车间调度问题的优化过程描述法 102
5.2.5 柔性作业车间调度问题的模型描述 103
5.2.6 柔性作业车间调度问题的算法设计 105
5.2.7 改进遗传算法的收敛性和参数分析 113
5.2.8 算法的实例验证与应用 114
5.3 基于精英选择遗传算法的工艺优化设计 119
5.3.1 传统的计算机辅助工艺过程设计 119
5.3.2 基于STEP-NC的非线性工艺设计 119
5.3.3 基于STEP-NC的非线性工艺设计过程 120
5.3.4 加工工步序列的优化 121
5.3.5 应用实例 124
第6章 基于模糊神经网络的数控机床故障诊断技术 126
6.1 数控机床故障诊断概述 126
6.1.1 数控机床故障的分类 126
6.1.2 常用数控机床的故障诊断技术 127
6.1.3 现代数控机床故障诊断技术 128
6.1.4 基于模糊神经网络机床故障诊断技术 130
6.2 模糊逻辑理论 131
6.2.1 模糊理论概述 131
6.2.2 隶属函数的概述及确定方法 132
6.2.3 模糊逻辑和模糊推理 135
6.2.4 模糊逻辑系统 136
6.3 人工神经网络技术 138
6.3.1 神经网络理论基础 139
6.3.2 神经网络模型的结构与神经网络的学习 141
6.3.3 BP神经网络简介 143
6.4 模糊神经网络模型 144
6.4.1 模糊逻辑系统与人工神经网络的比较 145
6.4.2 模糊逻辑系统与人工神经网络之间等价性与互换机制 146
6.4.3 模糊神经网络的概念与模型 146
6.4.4 模糊神经网络的模型 147
6.4.5 模糊神经网络的学习与逼近 150
6.5 基于模糊神经网络的数控机床故障诊断实现 150
6.5.1 模糊神经网络混合分类器 151
6.5.2 模糊神经网络的训练 154
6.5.3 模糊神经网络故障诊断模型的仿真 166
参考文献 170