本书综合应用数值方法、微分几何、实体建模、优化方法, 解决数控磨床加工过程中精度与效率的问题。全书共分为10 章, 前3 章阐述了数控加工的原理、工艺、加工路径以及误差检测与评定; 第4 章、第5 章阐述了速度优化与轮廓误差算法的理论依据与经验优化方法;第6 章基于实际数控磨床参数建立了仿真模型与凸轮磨削数学模型; *后4 章阐述了数控凸轮加工过程中的速度优化与轮廓误差补偿算法。本书可提供给机械工程、自动化专业研究生作为教材使用, 也可以提供给科研院所与企业研发人员、工程技术人员作为参考, 尤其是对进行数控加工方面研究与应用的技术人员具有参考价值。

第1章概述/1 1.1数控设备及数控加工/1 1.2数控机床结构及原理/2 1.2.1数控系统及伺服控制/2 1.2.2数控系统实现刀具轨迹控制的关键/5 1.2.3数控系统基本指令及数控编程/5 1.3数控设备加工误差/6 参考文献/7 第2章凸轮的磨削加工/8 2.1凸轮简介/8 2.1.1凸轮类型及特点/8 2.1.2盘形凸轮/9 2.1.3偏心轮/9 2.1.4共轭凸轮/9 2.2数控凸轮轴磨床的坐标系/10 2.2.1数控凸轮轴磨床的结构及主要运动/10 2.2.2数控凸轮轴磨床的设备坐标及参数/11 2.3凸轮磨削的数据处理/11 2.3.1凸轮升程表数据的预处理/11 2.3.2升程数据的密化处理/14 2.3.3凸轮轮廓及磨削关系计算/18 2.3.4理想磨削过程及磨削曲线/19 2.3.5砂轮的往复运动与叠加进给/20 2.3.6速度优化与轮廓误差补偿/21 参考文献/22 第3章凸轮的检测与轮廓误差评定/24 3.1凸轮轮廓测量仪结构及原理/24 3.1.1凸轮测量仪的基本功能及分类/24 3.1.2凸轮升程测量及滚轮半径选取/24 3.1.3共轭凸轮共轭度测量/27 3.1.4典型凸轮测量仪简介/29 3.2凸轮轮廓误差及特征参数计算/30 3.2.1凸轮的相位误差与轮廓误差/30 3.2.2凸轮相位角的计算/32 3.2.3凸轮的升程及轮廓曲线/54 3.2.4升程检测中的滚轮半径折算/56 3.2.5共轭凸轮的检测与共轭计算/57 3.2.6凸轮的误差评定/59 3.3凸轮检测误差/60 3.3.1影响测量误差的因素/60 3.3.2减少误差的措施/61 参考文献/62 第4章凸轮模型的速度优化与轮廓补偿/64 4.1速度曲线及其与轮廓误差的关系/64 4.1.1跟随误差及其对轮廓误差的影响/64 4.1.2速度与跟随误差/65 4.1.3基于同步滞后原理的速度优化/66 4.1.4几种基本的速度优化方法/68 4.2凸轮的形位误差补偿/69 4.2.1轮廓误差补偿/69 4.2.2相位误差补偿/70 4.2.3基圆半径补偿/70 4.3提高凸轮磨削精度的基本原则/71 参考文献/73 第5章基于经验公式的速度优化与补偿/74 5.1基于经验公式的速度优化/74 5.2凸轮形位误差的直接补偿/92 参考文献/93 第6章基凸轮磨削的数学建模/95 6.1机床各轴传动动力学模型/96 6.1.1X轴机械传动数学模型/96 6.1.2C轴机械传动数学模型/97 6.1.3X轴和C轴的非线性因素机理分析/98 6.2多轴联动控制系统数学模型/100 6.2.1对心直动尖顶从动件盘形凸轮/101 6.2.2对心直动滚轮从动件盘形凸轮/101 6.2.3对心直动平底从动件盘形凸轮/102 6.2.4砂轮位置与凸轮转角通用数学模型/102 参考文献/103 第7章基于Cycle-to-Cycle反馈控制的轮廓补偿/105 7.1Cycle-to-Cycle的原理/105 7.1.1CTC反馈控制概念/105 7.1.2CTC过程控制模型/106 7.2CTC在凸轮磨削中的应用/106 7.2.1基于CTC优化的双层轮廓误差补偿算法/107 7.2.2有效集方法/110 7.2.3采用双层优化的轮廓误差控制/112 参考文献/113 第8章凸轮磨削速度优化算法/115 8.1基于同步滞后的凸轮磨削速度优化算法/115 8.1.1单轴伺服跟踪误差计算/117 8.1.2基于同步滞后的凸轮轮廓误差模型磨削速度优化算法/118 8.1.3仿真实验与结果分析/122 8.2基于当量磨削的凸轮转速动态优化/126 8.2.1准恒线速度磨削加工/129 8.2.2基于恒当量磨削厚度的速度优化/131 8.2.3基于遗传算法的凸轮转速优化/133 8.2.4磨削转速动态优化仿真分析/136 参考文献/143 第9章凸轮磨削误差补偿/145 9.1凸轮磨削误差补偿的基本原理/145 9.2基于迭代学习控制的交叉耦合控制/146 9.2.1基本原理/146 9.2.2仿真实验与结果分析/149 9.3凸轮磨削的仿形跟踪误差补偿/149 9.3.1仿形跟踪/150 9.3.2凸轮轮廓误差模型/152 9.3.3仿真实验验证/155 9.4基于切向-轮廓控制与位置补偿的凸轮轮廓控制/157 9.4.1切向-轮廓控制算法/157 9.4.2整体轮廓误差控制算法/163 9.4.3整体轮廓误差控制算法的仿真验证/165 9.5基于遗传算法的凸轮升程误差修正/171 9.5.1凸轮升程曲线优化准则/171 9.5.2凸轮升程误差修正/172 9.5.3仿真实验结果/174 9.6基于等效误差法和B样条曲线的凸轮磨削算法研究/178 9.6.1等效误差模型原理/178 9.6.2等效误差模型使用限定条件/180 9.6.3B样条曲线实时插补算法及其隐函式化方法/181 9.6.4Caley隐函式化方法/182 9.6.5反馈线性化控制器设计/184 9.6.6凸轮磨削系统中不确定性干扰的分析/186 9.6.7反馈线性化控制器的计算过程/186 9.6.8基于反馈线性化控制器设计的仿真分析/190 9.6.9基于RBF神经网络的等效积分滑模控制器设计/193 9.6.10RBF神经网络自适应控制增益调整/197 参考文献/202 第10章基于GCTC优化的凸轮轮廓误差的双闭环控制/204 10.1广义CTC反馈控制/205 10.2基于GCTC控制的数控凸轮磨削的闭环轮廓曲线控制/207 参考文献/210 索引/212