目錄
第1章 緒論 1
1.1 數(shù)字化內(nèi)涵與外延 1
1.1.1 數(shù)字化技術(shù)簡介 1
1.1.2 產(chǎn)品開發(fā)的流程 2
1.2 數(shù)字化現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢 4
1.2.1 數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展史 4
1.2.2 數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 6
1.2.3 數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展趨勢 6
1.3 數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù) 8
1.3.1 數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的基礎(chǔ) 8
1.3.2 數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的特點 9
1.4 數(shù)字化設(shè)計與制造在機械產(chǎn)品中的應(yīng)用 14
1.4.1 3D打印成型件的制備 14
1.4.2 大國鯤鵬運-20的數(shù)字化制造 15
1.5 數(shù)字化設(shè)計與制造框架體系 16
第2章 數(shù)字化建模技術(shù) 18
2.1 數(shù)字化幾何建模基礎(chǔ) 18
2.1.1 數(shù)字化幾何建模定義 18
2.1.2 計算機的圖形變換 18
2.2 幾何建模模式 21
2.2.1 線框、表面、實體建模技術(shù) 22
2.2.2 特征建模和參數(shù)化建模技術(shù) 23
2.2.3 建模規(guī)則 26
2.2.4 建模處理過程 27
2.3 建模的數(shù)據(jù)處理 31
2.3.1 工程數(shù)據(jù)的類型 31
2.3.2 工程數(shù)據(jù)的數(shù)字化處理方法 32
2.4 建模仿真步驟及有效方法 32
2.5 數(shù)字化建模的關(guān)鍵技術(shù) 34
2.6 主流數(shù)字化建模軟件簡介 35
第3章 數(shù)字化樣機技術(shù) 39
3.1 數(shù)字化樣機的內(nèi)涵與外延 39
3.1.1 數(shù)字化樣機的概念 39
3.1.2 數(shù)字化樣機的特點 40
3.1.3 數(shù)字化樣機的關(guān)鍵技術(shù) 41
3.1.4 數(shù)字化樣機的應(yīng)用 42
3.2 數(shù)字化樣機的運動學與動力學分析 43
3.2.1 數(shù)字化仿真分析的內(nèi)涵 43
3.2.2 數(shù)字化仿真分析的一般過程 44
3.2.3 數(shù)字化仿真分析技術(shù) 45
3.2.4 基于數(shù)字化樣機的機器人運動學和動力學仿真分析 49
3.3 數(shù)字化樣機的有限元分析 57
3.3.1 有限元法分析的基本思想 57
3.3.2 有限元法分析的基本步驟 57
3.3.3 ANSYS軟件簡介 59
3.3.4 基于數(shù)字化樣機的盾構(gòu)機滾刀有限元分析 60
第4章 數(shù)字化加工仿真技術(shù) 64
4.1 數(shù)字化加工仿真概述 64
4.2 數(shù)控加工幾何仿真 65
4.2.1 曲面加工的刀具軌跡可視化仿真 65
4.2.2 葉片的多軸車銑加工模擬仿真 69
4.3 數(shù)控加工物理仿真 72
4.3.1 數(shù)控加工切屑形狀仿真 72
4.3.2 數(shù)控加工過程力學仿真 74
4.3.3 數(shù)控加工振動與加工穩(wěn)定性仿真 77
4.3.4 數(shù)控加工工件表面形貌仿真 81
第5章 數(shù)字化裝配技術(shù) 84
5.1 數(shù)字化裝配技術(shù)概述 84
5.1.1 數(shù)字化裝配的概念 84
5.1.2 數(shù)字化裝配的發(fā)展概況 84
5.1.3 數(shù)字化裝配的特點 85
5.1.4 數(shù)字化裝配系統(tǒng)的需求 86
5.2 數(shù)字化裝配的關(guān)鍵技術(shù) 87
5.2.1 裝配信息建模 87
5.2.2 裝配序列規(guī)劃 90
5.2.3 虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實 94
5.3 總裝生產(chǎn)線大部件物流分析實例解析 96
第6章 數(shù)字化控制技術(shù) 103
6.1 自動控制系統(tǒng)及其仿真概述 103
6.1.1 控制系統(tǒng)概述 103
6.1.2 控制系統(tǒng)仿真的概述 104
6.2 PID控制算法概述 105
6.2.1 模擬PID控制算法 105
6.2.2 數(shù)字PID控制算法 108
6.2.3 數(shù)字PID的改進 109
6.3 ADAMS/View、MATLAB/Simulink及其聯(lián)合仿真 111
6.3.1 ADAMS/View中直接建立控制方案 111
6.3.2 利用ADAMS/Control進行聯(lián)合仿真 113
6.3.3 實例分析 114
6.4 數(shù)字化加工過程控制 123
6.4.1 數(shù)字化銑削溫度監(jiān)測平臺 123
6.4.2 數(shù)控銑顫振監(jiān)測與控制 125
6.4.3 智能加工淺談 129
第7章 應(yīng)用實例分析 132
7.1 混聯(lián)機床數(shù)字化樣機及控制分析 132
7.1.1 混聯(lián)機床機構(gòu)特點 132
7.1.2 混聯(lián)機床三維建模與參數(shù)化 133
7.1.3 混聯(lián)機床運動學和動力學仿真 135
7.1.4 混聯(lián)機床運動軌跡的控制分析 139
7.2 康復機器人數(shù)字化設(shè)計及控制分析 142
7.2.1 康復機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計 143
7.2.2 康復機器人的運動學分析 145
7.2.3 康復機器人的控制設(shè)計及樣機實驗 148
7.3 葉輪數(shù)字化加工仿真分析與實驗 152
7.3.1 案例分析思路 153
7.3.2 案例分析流程 153
7.3.3 案例分析結(jié)果 156
7.4 基于數(shù)字化的葉輪加工形狀精度測量及補償分析 158
7.4.1 整體葉輪的建模與加工 158
7.4.2 基于誤差模型的自適應(yīng)輪廓檢測研究 161
7.4.3 葉輪在機測量實驗與加工誤差分析 162
7.4.4 葉輪加工誤差補償及實驗驗證 165
7.5 數(shù)字化虛擬加工仿真系統(tǒng) 168
7.5.1 機械典型產(chǎn)品數(shù)字化展示 169
7.5.2 五軸加工過程及測量仿真分析 170
7.5.3 基于三坐標檢測的數(shù)控加工虛擬仿真分析 173
7.5.4 基于Web環(huán)境的數(shù)控加工虛擬仿真系統(tǒng) 176
7.6 增材制造的數(shù)字化仿真分析 178
7.6.1 金屬增材制造數(shù)字化建模仿真特點 178
7.6.2 金屬增材制造成形過程中多物理場建模仿真 180
7.6.3 金屬增材制造微觀組織演化建模與仿真分析 185
7.7 增減材復合制造仿真系統(tǒng) 191
7.7.1 數(shù)控機床與工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)組成 191
7.7.2 五軸增減材復合加工中心和六軸工業(yè)機器人的靜剛度測定 193
7.7.3 復雜金屬零件的增減材復合加工 195
7.7.4 六軸工業(yè)機器人的虛擬鉆锪加工 199
7.8 總裝站位數(shù)字化裝配分析實例 201
7.8.1 案例研究目標 201
7.8.2 案例分析思路 202
7.8.3 案例分析流程 203
7.8.4 案例分析結(jié)果 208
參考文獻 211