简介
虚拟制造技术是近10年来发展迅速、应用前沿的新兴学科，其中虚拟数控技术作为其核心内容，近几年来越来越成熟，越来越实用化，并涌现出好几款实用的商业软件。本书反映了近年来国内外虚拟数控技术领域的最新成果，并详细介绍了虚拟数控技术的系统组成、算法及相关实现。
本书反映了近年来国内外虚拟数控技术领域的最新成果。详细介绍了虚拟数控技术的系统组成、算法及相关实现，主要内容包括虚拟数控技术的相关发展和技术、数控系统的软硬件组成、虚拟数控技术采用到的部分数据结构、轨迹控制原理、曲线曲面相关理论、曲线曲面生成及关键算法、虚拟数控车床、虚拟数控铣床、虚拟数控技术三维二次开发平台相关技术等。本书可供制造自动化领域的研究人员、工程技术人员使用，也可作为高等院校数控技术专业本科生、研究生的教材或参考书。
目录
第1章 绪论
1.1 数控技术的定义
1.2 数控技术的发展历史
1.3 数控技术的重要性和发展现状
1.4 数控技术的发展趋势
1.5 虚拟数控技术主要内容
1.6 虚拟数控技术的发展历程
1.7 虚拟数控技术国内外研究现状
1.8 虚拟数控技术发展趋势
1.9 影响虚拟数控技术发展的相关技术
1.9.1 先进制造技术的发展
1.9.2 虚拟制造技术的发展及相关技术
1.9.3 人工智能的发展及相关技术
第2章 计算机数控系统
2.1 概述
2.1.1 CNC系统的组成
2.1.2 CNC系统的工作过程
2.2 CNC系统的硬件体系结构
2.3 CNC系统的软件结构
2.3.1 概述
2.3.2 CNC装置软件结构
2.3.3 速度计算和加减速控制
2.3.4 插补程序、位置控制和故障诊断
2.4 典型数控系统
2.4.1 FANUC6系统
2.4.2 SINUMERIK3系统
第3章 虚拟数控技术轨迹控制原理
3.1 虚拟数控技术编程中的数据处理
3.1.1 基点坐标计算
3.1.2 节点坐标计算
3.1.3 刀位点轨迹的坐标计算
3.2 虚拟数控技术插补原理与实现
3.2.1 逐点比较法
3.2.2 数字积分法
3.2.2.1 数字积分法基本原理
3.2.2.2 数字积分法直线插补
3.2.2.3 数字积分法圆弧插补
3.2.2.4 数字积分法插补的象限处理
3.2.3 数据采样法
3.2.3.1 插补周期与位置控制周期
3.2.3.2 插补周期与精度、速度之间的关系
3.2.3.3 数据采样法直线插补
3.2.3.4 数据采样法圆弧插补
3.3 虚拟数控技术补偿原理与实现
3.3.1 刀具半径补偿原理与实现
3.3.2 刀具长度补偿原理与实现
第4章 复杂形体三维几何建模技术
4.1 曲线曲面基本理论
4.1.1 曲线曲面的参数表示
4.1.2 曲线论
4.1.3 曲面论
4.2 曲线曲面生成
4.2.1 Bezier曲线
4.2.2 Bezier曲面
4.2.3 B样条曲线
4.2.4 B样条曲面
4.2.5 NURBS曲线曲面
4.3 曲面建模中的关键技术
4.3.1 曲面求交
4.3.2 过渡曲面
4.4 曲面离散及其算法
4.4.1 曲面离散
4.4.2 散乱数据插值曲面
4.5 几何建模中常用的形体表示方式
4.5.1 物体的CSG树表示
4.5.2 物体的边界表示
4.5.3 八叉树表示
4.5.4 基于参数化、特征的实体造型
第5章 虚拟数控车床
5.1 数控车床的机械结构
5.1.1 数控车床的布局形式与基本构成
5.1.2 主要技术参数
5.2 数控车编程基础
5.2.1 数控车床的坐标系和运动方向
5.2.2 主要功能指令的使用
5.3 虚拟数控车削加工系统的总体设计
5.4 虚拟数控车削加工系统各功能模块
5.5 数控车削加工编程以及仿真的特点
5.5.1 数控车削加工仿真的数据结构
5.5.2 数控车削加工仿真显示的主要算法
5.6 小结
第6章 虚拟数控铣床
6.1 数控铣床的基本知识
6.1.1 数控铣床的分类
6.1.2 数控铣床的主要技术参数
6.2 数控铣编程基础
6.2.1 数控铣床的坐标系
6.2.2 主要功能指令
6.3 虚拟数控铣削加工系统的整体设计
6.3.1 虚拟数控铣削加工系统的总体设计方案
6.3.2 虚拟数控铣削加工系统各功能模块
6.3.2.1 机床模型的建立
6.3.2.2 虚拟操作面板的构造
6.3.2.3 机床刀具库和夹具库的建立
6.3.2.4 加工过程仿真控制
6.3.2.5 在线帮助功能的建立
6.3.2.6 数控加工仿真的建模方法
6.4 数控加工仿真中的几何建模方法
6.4.1 线框建模
6.4.2 表面建模
6.4.3 实体建模
6.4.4 基于图像空间建模
6.4.5 离散矢量建模
6.4.6 优化离散矢量模型的建立
6.4.6.1 优化离散矢量模型简介
6.4.6.2 优化离散矢量模型的建立
6.5 数控加工仿真中的数学求交计算
6.5.1 毛坯体建模
6.5.2 刀具体与零件体建模
6.5.3 毛坯体与刀具扫描体的几何求交运算
6.5.4 球头刀的求交运算
6.5.5 平底刀的求交运算
6.5.6 圆角刀的求交运算
6.5.7 毛坯体数据的更新
6.6 总结
第7章 虚拟数控技术开发基础
7.1 走进Visual C++
7.1.1 理解VC工程
7.1.2 MFC编程特点
7.1.3 使用Wizard
7.2 MFC程序结构分析
7.2.1 Windows程序工作原理
7.2.2 建立应用程序
7.2.3 程序结构剖析
7.3 深入MFC类库
7.4 VC程序调试
7.4.1 VC调试工具
7.4.2 高级调试技术
7.5 动态链接库
7.5.1 动态链接库的基本知识
7.5.2 一个简单的DLL
第8章 虚拟数控技术三维开发平台
8.1 虚拟数控三维开发平台简介
8.2 相关类库
8.2.1 纯几何类库
8.2.2 参数几何类库
8.2.3 边界表示曲线曲面类库
8.2.4 显示实体类库
8.3 数据字典
8.4 自定义实体
8.4.1 交互实体基类介绍
8.4.2 自定义交互实体
8.5 相关例程
附录
附录1 虚拟数控技术三维开发平台主要函数
附录2 光盘内容介绍
参考文献
1.1 数控技术的定义
1.2 数控技术的发展历史
1.3 数控技术的重要性和发展现状
1.4 数控技术的发展趋势
1.5 虚拟数控技术主要内容
1.6 虚拟数控技术的发展历程
1.7 虚拟数控技术国内外研究现状
1.8 虚拟数控技术发展趋势
1.9 影响虚拟数控技术发展的相关技术
1.9.1 先进制造技术的发展
1.9.2 虚拟制造技术的发展及相关技术
1.9.3 人工智能的发展及相关技术
第2章 计算机数控系统
2.1 概述
2.1.1 CNC系统的组成
2.1.2 CNC系统的工作过程
2.2 CNC系统的硬件体系结构
2.3 CNC系统的软件结构
2.3.1 概述
2.3.2 CNC装置软件结构
2.3.3 速度计算和加减速控制
2.3.4 插补程序、位置控制和故障诊断
2.4 典型数控系统
2.4.1 FANUC6系统
2.4.2 SINUMERIK3系统
第3章 虚拟数控技术轨迹控制原理
3.1 虚拟数控技术编程中的数据处理
3.1.1 基点坐标计算
3.1.2 节点坐标计算
3.1.3 刀位点轨迹的坐标计算
3.2 虚拟数控技术插补原理与实现
3.2.1 逐点比较法
3.2.2 数字积分法
3.2.2.1 数字积分法基本原理
3.2.2.2 数字积分法直线插补
3.2.2.3 数字积分法圆弧插补
3.2.2.4 数字积分法插补的象限处理
3.2.3 数据采样法
3.2.3.1 插补周期与位置控制周期
3.2.3.2 插补周期与精度、速度之间的关系
3.2.3.3 数据采样法直线插补
3.2.3.4 数据采样法圆弧插补
3.3 虚拟数控技术补偿原理与实现
3.3.1 刀具半径补偿原理与实现
3.3.2 刀具长度补偿原理与实现
第4章 复杂形体三维几何建模技术
4.1 曲线曲面基本理论
4.1.1 曲线曲面的参数表示
4.1.2 曲线论
4.1.3 曲面论
4.2 曲线曲面生成
4.2.1 Bezier曲线
4.2.2 Bezier曲面
4.2.3 B样条曲线
4.2.4 B样条曲面
4.2.5 NURBS曲线曲面
4.3 曲面建模中的关键技术
4.3.1 曲面求交
4.3.2 过渡曲面
4.4 曲面离散及其算法
4.4.1 曲面离散
4.4.2 散乱数据插值曲面
4.5 几何建模中常用的形体表示方式
4.5.1 物体的CSG树表示
4.5.2 物体的边界表示
4.5.3 八叉树表示
4.5.4 基于参数化、特征的实体造型
第5章 虚拟数控车床
5.1 数控车床的机械结构
5.1.1 数控车床的布局形式与基本构成
5.1.2 主要技术参数
5.2 数控车编程基础
5.2.1 数控车床的坐标系和运动方向
5.2.2 主要功能指令的使用
5.3 虚拟数控车削加工系统的总体设计
5.4 虚拟数控车削加工系统各功能模块
5.5 数控车削加工编程以及仿真的特点
5.5.1 数控车削加工仿真的数据结构
5.5.2 数控车削加工仿真显示的主要算法
5.6 小结
第6章 虚拟数控铣床
6.1 数控铣床的基本知识
6.1.1 数控铣床的分类
6.1.2 数控铣床的主要技术参数
6.2 数控铣编程基础
6.2.1 数控铣床的坐标系
6.2.2 主要功能指令
6.3 虚拟数控铣削加工系统的整体设计
6.3.1 虚拟数控铣削加工系统的总体设计方案
6.3.2 虚拟数控铣削加工系统各功能模块
6.3.2.1 机床模型的建立
6.3.2.2 虚拟操作面板的构造
6.3.2.3 机床刀具库和夹具库的建立
6.3.2.4 加工过程仿真控制
6.3.2.5 在线帮助功能的建立
6.3.2.6 数控加工仿真的建模方法
6.4 数控加工仿真中的几何建模方法
6.4.1 线框建模
6.4.2 表面建模
6.4.3 实体建模
6.4.4 基于图像空间建模
6.4.5 离散矢量建模
6.4.6 优化离散矢量模型的建立
6.4.6.1 优化离散矢量模型简介
6.4.6.2 优化离散矢量模型的建立
6.5 数控加工仿真中的数学求交计算
6.5.1 毛坯体建模
6.5.2 刀具体与零件体建模
6.5.3 毛坯体与刀具扫描体的几何求交运算
6.5.4 球头刀的求交运算
6.5.5 平底刀的求交运算
6.5.6 圆角刀的求交运算
6.5.7 毛坯体数据的更新
6.6 总结
第7章 虚拟数控技术开发基础
7.1 走进Visual C++
7.1.1 理解VC工程
7.1.2 MFC编程特点
7.1.3 使用Wizard
7.2 MFC程序结构分析
7.2.1 Windows程序工作原理
7.2.2 建立应用程序
7.2.3 程序结构剖析
7.3 深入MFC类库
7.4 VC程序调试
7.4.1 VC调试工具
7.4.2 高级调试技术
7.5 动态链接库
7.5.1 动态链接库的基本知识
7.5.2 一个简单的DLL
第8章 虚拟数控技术三维开发平台
8.1 虚拟数控三维开发平台简介
8.2 相关类库
8.2.1 纯几何类库
8.2.2 参数几何类库
8.2.3 边界表示曲线曲面类库
8.2.4 显示实体类库
8.3 数据字典
8.4 自定义实体
8.4.1 交互实体基类介绍
8.4.2 自定义交互实体
8.5 相关例程
附录
附录1 虚拟数控技术三维开发平台主要函数
附录2 光盘内容介绍
参考文献
虚拟数控技术及应用
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