新一代智能化数控系统

通过本书的学习，读者可对智能数控系统的研究背景与发展方向、智能数控系统的体系构架、开放式软硬平台、“数字+”、“互联网+”和“智能+”等有一个全面的了解，为智能数控系统的学习与研究打下基础。

新一代人工智能引领下的智能数控系统和智能化技术，已成为智能制造领域的重要发展方向。围绕制造业发展的重大需求，开发智能数控系统，可为当前制造业所面临的发展与转型升级的迫切需求提供智能元素和支撑平台。
本书在介绍智能数控系统研究背景与发展方向的基础上，系统地阐述了智能数控系统的组成、体系结构及开放式平台。从“数字+”“互联网+”“智能+”三个方面描述了智能数控系统的高性能技术、大数据技术和关键赋能技术，通过数控机床在质量提升、工艺优化、健康保障、生产管理等四大方面的典型案例体现智能数控系统的应用成效。此外，本书还探讨了智能数控系统在柔性产线中的集成应用。
本书可供从事智能制造领域工作的研究人员与工程技术人员参考，也可作为高等院校的人工智能、机械工程、自动化与信息工程等相关专业的教师、研究生的参考读物。

"陈吉红，现任武汉华中数控股份有限公司（简称华中数控）董事长、国家数控系统工程技术研究中心（简称数控中心）主任。是数控系统领域享受国务院特殊津贴的拔尖专家，是“高档数控机床与基础制造装备”国家重大专项总体组专家。担任中国机床工具工业协会副理事长和数控系统分会理事长、全国机床数控系统标准化技术委员会副主任委员、中国机械工业标准化技术协会理事等职务。 陈吉红领导华中数控发展成为国内数控系统研发的龙头企业、国内数控系统少有上市公司，首批重量“创新型企业”。"

第1章 智能数控系统介绍
1.1 背景与意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 数控技术发展概况
1.2.2 数控系统智能化技术发展面临的问题
1.2.3 智能数控系统华中9型iNC
1.3 智能数控系统的发展趋势及应用前景
1.4 本章小结
参考文献
第2章 数控系统的组成与结构
2.1 概述
2.2 数控机床及其HCPS模型
2.2.1 数控机床及其HCPS1.0模型
2.2.2 “互联网+”机床及其HCPS1.5模型
2.2.3 智能机床及其HCPS2.0模型
2.3 数控系统基本的功能与组成
2.3.1 数控系统基本功能及其实现方式的演变
2.3.2 数控系统的基本组成
2.3.3 数控系统的主要发展阶段
2.4 典型数控系统体系结构
2.4.1 NC阶段的数控系统体系结构
2.4.2 CNC阶段的数控系统体系结构
2.4.3 iNC阶段的数控系统体系结构
2.5 智能数控系统体系结构
2.5.1 智能数控系统的需求
2.5.2 智能数控系统硬件平台
2.5.3 智能数控系统的大数据访问形式
2.5.4 智能数控系统控制原理与实现方案
2.6 本章小结
参考文献
第3章 智能数控系统的开放式平台
3.1 概述
3.2 开放式数控系统的概念
3.2.1 传统数控系统存在的问题
3.2.2 开放式数控系统的定义及属性
3.2.3 开放式数控系统的特征
3.3 数控系统开放的技术标准
3.3.1 开放式数控系统的发展
3.3.2 基于IEC 61131-3的数控系统开放标准
3.3.3 开放式数控系统的开发环境
3.4 智能数控系统开放的关键技术
3.4.1 传感器接入及机床内部数据访问技术
3.4.2 AI芯片及AI算法库支持
3.4.3 智能APP二次开发及管理技术
3.4.4 智能开放式平台的应用案例
3.5 本章小结
参考文献
第4章 “数字+”——高性能技术
4.1 概述
4.2 高速高精运动控制技术
4.2.1 高精度插补
4.2.2 柔性加/减速
4.2.3 高速高精伺服控制
4.3 多轴联动与多通道协同技术
4.3.1 多轴RTCP
4.3.2 刀轴平滑
4.3.3 多通道控制技术
4.4 误差补偿技术
4.4.1 数控机床的误差
4.4.2 空间误差补偿技术
4.4.3 热误差补偿技术
4.5 振动抑制技术
4.5.1 主轴振动抑制
4.5.2 进给轴振动抑制
4.5.3 刀具的振动抑制
4.6 曲面加工优化技术
4.6.1 曲面加工存在的问题
4.6.2 曲面加工优化的方法
4.6.3 高性能数控系统曲面加工优化功能
4.7 本章小结
参考文献
第5章 智能数控机床大数据技术
5.1 概述
5.2 数控机床大数据感知与处理
5.2.1 数控机床大数据类型
5.2.2 数控机床大数据应用流程
5.2.3 数控机床大数据获取技术
5.2.4 数控机床大数据存储技术
5.3 智能数控机床“互联网+”服务平台iNC Cloud
5.3.1 体系构成
5.3.2 存储模型
5.3.3 平台应用
5.4 本章小结
参考文献
第6章 智能数控机床的互联通信
6.1 概述
6.2 数控机床大数据的互联互通互操作
6.3 国内外常见的数控系统互联通讯协议
6.3.1 OPC UA协议
6.3.2 MTConnect协议
6.3.3 umati协议
6.3.4 NC-Link协议
6.4 NC-Link标准
6.4.1 NC-Link标准组成
6.4.2 NC-Link体系架构
6.4.3 NC-Link设备模型
6.4.4 NC-Link数据字典
6.4.5 NC-Link接口要求
6.4.6 NC-Link安全要求
6.5 NC-LinkOverMQTT
6.5.1 NOM体系架构
6.5.2 NOM数据交互方式
6.6 本章小结
参考文献
附录1 NC-Link四轴立式加工中心设备模型
附录2 NC-Link接口定义
第7章 “智能+”——赋能技术
7.1 概述
7.2 “智能+”数控系统组成
7.2.1 数控系统的编程加工优化过程
7.2.2 “智能+”数控系统的数字孪生
7.2.3 数字孪生模型与HCPS系统的关系
7.3 “智能+”数控系统的指令域分析技术
7.3.1 时域及频域数据的不足
7.3.2 指令域的概念
7.3.3 数控机床工作过程中的工况与响应
7.3.4 基于指令域的分析方法
7.4 面向“智能+”数控系统的数字孪生建模技术
7.4.1 基于物理模型的数字孪生建模方法
7.4.2 基于大数据模型的数字孪生建模方法
7.5 面向复杂计算场景的“智能+”数控系统算力平台技术
7.5.1 云端、雾端和边缘端三层立体式算力平台
7.5.2 协处理器芯片
7.6 “智能+”数控系统的智能应用概述
7.7 “智能+”数控系统的发展趋势
7.7.1 新技术在“智能+”数控系统中的应用
7.7.2 从单一过程到全生命周期数字孪生的整合
7.8 本章小结
参考文献
第8章 典型智能化功能及其实践
8.1 概述
8.2 机床进给系统跟随误差建模
8.2.1 背景及意义
……