《基于STEP-NC的开放式数控系统及关键技术研究》以面向STEP—NC的数控加工和智能技术在制造中的应用为主线，较全面地介绍了数控加工中所涉及到的新型数控系统构成、刀具路径设计、工艺设计、数控机床故障诊断等基础知识和智能化制造技术。具体内容为：STEP—NC数据模型分析；基于STEP—NC的开放式CNC系统；面向STEP—NC的数控加工刀具路径规划技术；基于Multi—Agent技术的工艺协同设计；基于遗传算法在工序优化及柔性作业车间调度中的应用研究；基于模糊神经网络的数控机床故障诊断技术。《基于STEP-NC的开放式数控系统及关键技术研究》可供企业、高等工科院校、研究院所从事数控技术、机电一体化研究的工程技术人员及相关科研人员学习参考。

　　《基于STEP-NC的开放式数控系统及关键技术研究》：
　　
　　2.4STEP—NC文件到“G”代码的转换技术研究
　　随着STEP—NC不断显露出来的巨大优越性，它已在世界范围内获得越来越多的支持。除了美国、韩国、瑞士和欧盟等一些国家和地区的许多研究机构都启动了STEP—NC的研究项目外，英国和新西兰等发达国家也正在进行这方面的研究。毋庸置疑，STEP—NC将逐步替代当前使用的ISO6983数控编程接口是必然的趋势。然而，目前世界上成千上万的CAD／CAM工作站以及CNC控制器开发商依然采用传统的以“G”代码和“M”代码为核心的ISO6983编程接口进行数控编程，虽然这种传统的编程接口最终会被STEP—NC所取代，但是在短期内实现是不现实的。而对于当前广大的使用传统数控系统的用户来说，在不久的将来势必面临着传统数控系统向新型STEPCNC数控系统的更新换代问题，这不仅造成极大的资源浪费，而且还需要花费很多财力去购买新型数控系统和进行人员培训。因此，为了使STEP—NC数据接口标准能在传统的数控系统巾得到广泛应用，需要研究STEP—NC文件到以“G”代码为核心的CNC程序的自动转换技术，使得在不需要改造现有传统数控系统的基础上，也能应用这种新的数据编程接口。然而到目前为止，还未见到任何有关研究STEP—NC文件到G代码程序转换技术的相关文献，只有SEUNGJS和SUKHS等人研究了面向车削加工的G代码程序到STEP—NC文件的自动转换技术。因此，有必要研究面向铣削加工的STEP—NC文件到“G”代码程序的自动转换技术。
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第1章 STEP—NC数据模型分析
1.1 STEP—NC出现背景
1.2 STEP—NC数据接口特点
1.3 STEP—NC数据模型
1.4 STEP—NC程序的结构
1.5 STEP—NC描述语言EXPRESS
1.5.1 EXPRESS的特点
1.5.2 EXPRESS数据元素的说明
1.5.3 EXPRESS语言的数据类型
1.6 EXPRESS到STEP—NC文件的映射

第2章 基于STEP—NC的开放式CNC系统
2.1 基rSTEP—NC的开放式CNC系统
2.1.1 STEP—CNC系统的功能结构
2.1.2 STEP—CNC系统的硬件结构
2.2 STEP—NC解释器的设计
2.2.1 STEP—NC解释器的功能
2.2.2 EXPRESS语言到c++语言的映射规则
2.2.3 类的设计原则
2.2.4 几个关键类的设计
2.2.5 解释器的工作原理
2.3 STEP—NC与XML文件转换技术的研究
2.3.1 XML及相关技术介绍
2.3.2 EXPRESS与XML的区别厦其映射
2.3.3 STEP—NC与XML文件的转换
2.3.4 实例分析与验证
2.4 STEP—NC文件到“G”代码的转换技术研究
2.4.1 两种编程标准的对比
2.4.2 STEP—NC文件到“G”代码程序的自动转换技术
2.4.3 转换实例

第3章 面向STEP—NC数控加工的刀具路径规划技术
3.1 参数化刀具路径设计思路
3.2 特征概述
3.2.1 特征的定义
3.2.2 特征的分类
3.2.3 STEP—NC制造特征有关定义
3.2.4 制造特征从属关系
3.2.5 STEP—NC中几类典型制造特征的定义
3.3 型腔类制造特征的参数化刀具轨迹设计
3.3.1 参数化刀具轨迹设计的基本原理
3.3.2 带岛屿的型腔刀具轨迹参数化设计
3.3.3 槽的加工刀具轨迹参数化设计
3.4 自由曲面的刀具轨迹规划及参数化设计
3.4.1 NURBS曲面简介
3.4.2 刀具轨迹曲线参数化生成
3.4.3 刀具轨迹仿真
3.5 复杂曲面五轴加工局部干涉处理技术研究
3.5.1 复杂曲面加工局部干涉处理技术发展现状
3.5.2 五轴数控加工模型及局部干涉
3.5.3 局部干涉的判断和处理
3.5.4 实例计算及分析
第4章 基于Multi—Agent技术的工艺协同设计
4.1 工艺设计现存问题与研究现状
4.1.1 工艺设计现存问题
4.1.2 工艺设计研究现状
4.2 Multi—Agent技术简介
4.2.1 Agent与Multi—AgentSystem概念
4.2.2 Agent属性
4.2.3 Multi—AgentSystem主要特点
4.3 基于Multi—Agent技术的工艺设计实现系统
4.3.1 基亍Multi—Agent技术的工艺设计系统特点
4.3.2 基于Multi—Agent技术的工艺设计系统体系结构
4.4 基于Multi—Agent技术的工艺设计系统协同策略
4.4.1 Multi—Agent系统协调
4.4.2 Multi—Agent系统协作
4.4.3 Multi—Agent系统协商
4.4.4 Multi—Agent系统的协同策略
4.5 系统通信策略
4.5.1 Agent通信层次模型
4.5.2 Agent通信过程模型
4.5.3 KQML语言
4.5.4 系统中KQML语言应用
4.6 系统数据库设计
4.6.1 SQL简介
4.6.2 STEP—NC与SQL间数据类型映射
4.6.3 系统数据库创建
4.7 系统实例验证

第5章 基于遗传算法的工序优化及柔性作业车间调度
5.1 遗传算法概述
5.1.1 遗传算法的基本思想及发展历程
5.1.2 遗传算法的理论基础
5.1.3 遗传算法的基本原理
5.1.4 遗传算法的发展现状
5.2 基于改进遗传算法的柔性作业车间调度
5.2.1 车间调度问题概述
5.2.2 柔性作业车间调度问题概念和特点
5.2.3 柔性作业车间调度问题的优化方法
5.2.4 桑性作业车间调度问题的优化过程描述法
5.2.5 柔性作业车间调度问题的模型描述
5.2.6 柔性作业车间调度问题的算法设计
5.2.7 改进遗传算法的收敛性和参数分析
5.2.8 算法的实例验证与应用
5.3 基于精英选择遗传算法的工艺优化设计
5.3.1 传统的计算机辅助工艺过程设计
5.3.2 基于STEP—NC的非线性工艺设计
5.3.3 基于STEP—NC的非线性工艺设计过程
5.3.4 加工工步序列的优化
5.3.5 应用实例

第6章 基于模糊神经网络的数控机床故障诊断技术
6.1 数控机床故障诊断概述
6.1.1 数控机床故障的分类
6.1.2 常用数控机床的故障诊断技术
6.1.3 现代数控机床故障诊断技术
6.1.4 基于模糊神经网络机床故障诊断技术
6.2 模糊逻辑理论
6.2.1 模糊理论概述
6.2.2 隶属函数的概述及确定方法
6.2.3 模糊逻辑和模糊推理
6.2.4 模糊逻辑系统
6.3 人工神经网络技术
6.3.1 神经网络理论基础
6.3.2 神经网络模型的结构与神经网络的学习
6.3.3 BP神经网络简介
6.4 模糊神经网络模型
6.4.1 模糊逻辑系统与人工神经网络的比较
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
6.4.3 模糊神经网络的概念与模型
6.4.4 模糊神经网络的模型
6.4.5 模糊神经网络的学习与逼近
6.5 基于模糊神经网络的数控机床故障诊断实现
6.5.1 模糊神经网络混合分类器
6.5.2 模糊神经网络的训练
6.5.3 模糊神经网络故障诊断模型的仿真
参考文献