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第1章 绪论1

1.1 数控技术的定义1

1.2 数控技术的发展历史1

1.3 数控技术的重要性和发展现状1

目录1

1.4　数控技术的发展趋势2

1.5　虚拟数控技术主要内容4

1.6 虚拟数控技术的发展历程6

1.7 虚拟数控技术国内外研究现状7

1.8 虚拟数控技术发展趋势8

1.9 影响虚拟数控技术发展的相关技术9

1.9.1 先进制造技术的发展9

1.9.2 虚拟制造技术的发展及相关技术12

1.9.3 人工智能的发展及相关技术15

2.1.1　CNC系统的组成19

2.1.2　CNC系统的工作过程19

2.1 概述19

第2章　计算机数控系统19

2.2　CNC系统的硬件体系结构21

2.3　CNC系统的软件结构23

2.3.1 概述23

2.3.2　CNC装置软件结构24

2.3.3　速度计算和加减速控制27

2.3.4　插补程序、位置控制和故障诊断33

2.4.1　FANUC6系统34

2.4　典型数控系统34

2.4.2　SINUMERIK3系统37

第3章　虚拟数控技术轨迹控制原理40

3.1 虚拟数控技术编程中的数据处理40

3.1.1　基点坐标计算40

3.1.2 节点坐标计算40

3.1.3 刀位点轨迹的坐标计算42

3.2　虚拟数控技术插补原理与实现44

3.2.1　逐点比较法45

3.2.2　数字积分法48

3.2.2.1 数字积分法基本原理48

3.2.2.2 数字积分法直线插补49

3.2.2.3 数字积分法圆弧插补51

3.2.2.4　数字积分法插补的象限处理53

3.2.3　数据采样法53

3.2.3.1　插补周期与位置控制周期53

3.2.3.2　插补周期与精度、速度之间的关系53

3.2.3.3　数据采样法直线插补53

3.2.3.4　数据采样法圆弧插补55

3.3.1 刀具半径补偿原理与实现56

3.3　虚拟数控技术补偿原理与实现56

3.3.2 刀具长度补偿原理与实现59

第4章　复杂形体三维几何建模技术62

4.1 曲线曲面基本理论62

4.1.1 曲线曲面的参数表示62

4.1.2 曲线论63

4.1.3 曲面论65

4.2 曲线曲面生成69

4.2.1　Bezier曲线69

4.2.2　Bezier曲面72

4.2.3　B样条曲线74

4.2.4　B样条曲面77

4.2.5　NURBS曲线曲面78

4.3 曲面建模中的关键技术78

4.3.1 曲面求交78

4.3.2　过渡曲面82

4.4 曲面离散及其算法83

4.4.1 曲面离散83

4.4.2 散乱数据插值曲面86

4.5 几何建模中常用的形体表示方式87

4.5.1 物体的CSG树表示87

4.5.2 物体的边界表示88

4.5.3　八叉树表示90

4.5.4　基于参数化、特征的实体造型91

第5章　虚拟数控车床96

5.1 数控车床的机械结构96

5.1.1 数控车床的布局形式与基本构成96

5.2.1 数控车床的坐标系和运动方向98

5.2　数控车编程基础98

5.1.2 主要技术参数98

5.2.2 主要功能指令的使用101

5.3　虚拟数控车削加工系统的总体设计112

5.4 虚拟数控车削加工系统各功能模块113

5.5 数控车削加工编程以及仿真的特点118

5.5.1 数控车削加工仿真的数据结构119

5.5.2 数控车削加工仿真显示的主要算法120

5.6　小结123

6.1.1　数控铣床的分类124

第6章　虚拟数控铣床124

6.1 数控铣床的基本知识124

6.1.2 数控铣床的主要技术参数125

6.2　数控铣编程基础125

6.2.1 数控铣床的坐标系125

6.2.2　主要功能指令127

6.3 虚拟数控铣削加工系统的整体设计133

6.3.1 虚拟数控铣削加工系统的总体设计方案133

6.3.2.1　机床模型的建立134

6.3.2　虚拟数控铣削加工系统各功能模块134

6.3.2.2 虚拟操作面板的构造135

6.3.2.3　机床刀具库和夹具库的建立138

6.3.2.4　加工过程仿真控制138

6.3.2.5　在线帮助功能的建立139

6.3.2.6　数控加工仿真的建模方法139

6.4.2　表面建模140

6.4.3 实体建模140

6.4.1 线框建模140

6.4　数控加工仿真中的几何建模方法140

6.4.4　基于图像空间建模141

6.4.5 离散矢量建模142

6.4.6 优化离散矢量模型的建立143

6.4.6.1 优化离散矢量模型简介143

6.4.6.2　优化离散矢量模型的建立144

6.5 数控加工仿真中的数学求交计算145

6.5.1　毛坯体建模145

6.5.4 球头刀的求交运算150

6.5.3 毛坯体与刀具扫描体的几何求交运算150

6.5.2　刀具体与零件体建模150

6.5.5　平底刀的求交运算152

6.5.6 圆角刀的求交运算153

6.5.7 毛坯体数据的更新154

6.6 总结154

第7章　虚拟数控技术开发基础156

7.1　走进Visual C++156

7.1.1　理解VC程156

7.1.3　使用Wizard157

7.1.2　MFC编程特点157

7.2　MFC程序结构分析167

7.2.1　Windows程序工作原理167

7.2.2　建立应用程序167

7.2.3　程序结构剖析168

7.3　深入MFC类库173

7.4　VC程序调试180

7.4.1　VC调试工具180

7.4.2　高级调试技术193

7.5.1 动态链接库的基本知识196

7.5　动态链接库196

7.5.2 一个简单的DLL197

第8章　虚拟数控技术三维开发平台201

8.1 虚拟数控三维开发平台简介201

8.2　相关类库206

8.2.1　纯几何类库206

8.2.2　参数几何类库206

8.2.3 边界表示曲线曲面类库208

8.2.4　显示实体类库209

8.3　数据字典210

8.4 自定义实体221

8.4.1 交互实体基类介绍221

8.4.2 自定义交互实体223

8.5　相关例程236

附录239

附录1 虚拟数控技术三维开发平台主要函数239

附录2　光盘内容介绍268

参考文献269