機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)

內(nèi)容概要

　　《機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)》率先采用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法，從機(jī)床加工系統(tǒng)的變量檢測(cè)到信號(hào)處理、系統(tǒng)建模到適應(yīng)控制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)，對(duì)機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面地論述，反映了該技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果。具體內(nèi)容有：機(jī)床適應(yīng)控制的概念及分類、機(jī)能及意義、發(fā)展及應(yīng)用；機(jī)床加工系統(tǒng)變量的檢測(cè)及信號(hào)的處理方法；機(jī)床加工系統(tǒng)模型的建立；機(jī)床約束適應(yīng)控制策略；機(jī)床加工參數(shù)優(yōu)化方法；機(jī)床最優(yōu)適應(yīng)控制策略；機(jī)床幾何適應(yīng)控制策略；機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)?！　”緯?shū)可作為機(jī)械工程等專業(yè)的研究生和高年級(jí)本科生的教材，同時(shí)可供相關(guān)領(lǐng)域的教師、研究人員和工程技術(shù)人員閱讀。

書(shū)籍目錄

第l章 緒論1.1 機(jī)床適應(yīng)控制概念及分類1.2 機(jī)床適應(yīng)控制機(jī)能及意義1.3 機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用1.3.1 機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)的產(chǎn)生1.3.2 機(jī)床適應(yīng)控制策略的發(fā)展1.3.3 機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用1.3.4 機(jī)床智能控制系統(tǒng)的展望第2章 機(jī)床加工系統(tǒng)變量的檢測(cè)及信號(hào)處理2.1 加工過(guò)程變量檢測(cè)2.1.1 切削力檢測(cè)2.1.2 切削溫度檢測(cè)2.1.3 切削功率和電流檢測(cè)2.2 刀具磨、破損檢測(cè)及信號(hào)處理2.2.1 AE傳感器檢測(cè)及信號(hào)處理2.2.2 加速度傳感器檢測(cè)及信號(hào)處理2.2.3 位移傳感器檢測(cè)及信號(hào)處理2.2.4 切削聲音傳感器檢測(cè)及信號(hào)處理2.2.5 光學(xué)圖像傳感器檢測(cè)及信號(hào)處理2.2.6 放射性同位素傳感器檢測(cè)及信號(hào)處理2.3 加工工件精度檢測(cè)2.3.1 表面粗糙度檢測(cè)2.3.2 尺寸形狀檢測(cè)2.4 機(jī)床加工狀況檢測(cè)2.4.1 振動(dòng)和切屑檢測(cè)2.4.2 機(jī)床熱變形檢測(cè)第3章 機(jī)床加工系統(tǒng)模型3.1 力、力矩和功率模型3.1.1 切削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ图捌鋯我蛩鼗貧w分析方法3.1.2 切削力穩(wěn)態(tài)模型參數(shù)的實(shí)時(shí)估計(jì)方法3.1.3 切削力動(dòng)態(tài)模型參數(shù)的在線最小二乘遞歸估計(jì)方法3.1.4 切削力濾波模型參數(shù)的在線遞歸估計(jì)方法3.1.5 切削力隨機(jī)模型參數(shù)的在線遞歸估計(jì)方法3.1.6 切削力非線性模型的在線神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法3.1.7 切削力矩和功率模型3.1.8 磨削力和功率模型3.2 機(jī)床加工優(yōu)化模型3.2.1 目標(biāo)函數(shù)3.2.2 約束函數(shù)3.2.3 優(yōu)化模型3.3 刀具磨損模型3.3.1 變切削條件下的后刀面磨損估計(jì)3.3.2 基于主軸轉(zhuǎn)速變化的后刀面磨損預(yù)測(cè)3.3.3 基于力檢測(cè)和非線性觀測(cè)器的在線后刀面磨損估計(jì)3.3.4 基于自適應(yīng)觀測(cè)器的在線后刀面磨損估計(jì)3.3.5 基于自適應(yīng)觀測(cè)器的在線刀具磨損估計(jì)3.3.6 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒刀具磨損估計(jì)3.4 機(jī)床加工精度模型3.4.1 加工精度回歸分析模型3.4.2 加工精度遞歸估計(jì)模型3.4.3 加工精度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型第4章 機(jī)床約束適應(yīng)控制4.1 反饋適應(yīng)控制4.1.1 PID控制策略4.1.2 車(chē)削力積分控制系統(tǒng)4.2 參數(shù)適應(yīng)控制4.2.1 參數(shù)適應(yīng)控制結(jié)構(gòu)……第5章 機(jī)床加工參數(shù)優(yōu)化第6章 機(jī)床最優(yōu)適應(yīng)控制第7章 機(jī)床幾何適應(yīng)控制第8章 機(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒　　論　　1．1　機(jī)床適應(yīng)控制概念及分類　　機(jī)床自誕生之日起，其技術(shù)革新的基本目標(biāo)之一是高效率和高精度。機(jī)床數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展雖然使機(jī)床效率和加工精度得到顯著提高，但是并沒(méi)有從本質(zhì)上解決機(jī)床的效率和精度問(wèn)題。如圖l-1所示，傳統(tǒng)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是半閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)只是在伺服單元內(nèi)具有位置和速度反饋環(huán)節(jié)，只能通過(guò)電機(jī)位置和速度的檢測(cè)和控制使機(jī)床按期望運(yùn)動(dòng)軌跡和速度運(yùn)行。并且其期望運(yùn)動(dòng)軌跡和速度是編程時(shí)由預(yù)先給定的加工參數(shù)確定的，它取決于編程人員對(duì)工件和刀具材料、冷卻效果和機(jī)床特征等的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。所以，編程人員對(duì)加工參數(shù)的選取直接影響產(chǎn)品尺寸精度、表面粗糙度、金屬切削率、刀具磨損率和刀具破損等，最終影響到機(jī)床效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為了保證生產(chǎn)安全和避免加工故障，編程人員往往按最壞的極端情況(實(shí)際上很少發(fā)生)選取保守不變的加工參數(shù)。然而，實(shí)際加工過(guò)程是復(fù)雜多變的，加工效率和精度不僅與伺服單元的位置和速度有關(guān)，而且受加工狀態(tài)和外界干擾等因素的影響。這些因素主要有工件材質(zhì)不均、刀具磨損和變形、機(jī)床熱變形等，編程人員無(wú)法預(yù)先考慮這些過(guò)程因素的影響，而機(jī)床適應(yīng)控制技術(shù)則是考慮加工過(guò)程因素，從本質(zhì)t2探索生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題?！　C(jī)床適應(yīng)控制系統(tǒng)是全閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1—2所示，它除了電機(jī)位置、速度的檢測(cè)和控制外，主要通過(guò)機(jī)床加工過(guò)程變量(切削力、轉(zhuǎn)矩、功率、刀具磨損、尺寸精度和表面粗糙度等)的在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制來(lái)調(diào)節(jié)加工參數(shù)(切削速度、進(jìn)給量等)，所以，能夠消除加工過(guò)程中機(jī)床狀態(tài)變化和外界擾動(dòng)的影……

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