第1章
轨迹规划概述
数控机床运动控制的基本概念 · 轨迹规划的定义与目标 · 在加工精度与效率中的作用
基础概念
第2章
坐标系与运动学基础
机床坐标系与工件坐标系 · 刚体运动学基础 · 齐次变换矩阵 · 正逆运动学求解
坐标系运动学
第3章
插补原理入门
插补的基本概念 · 脉冲增量插补与数据采样插补 · 逐点比较法直线插补原理
插补原理
第4章
逐点比较法圆弧插补
圆弧插补的偏差判别函数 · 进给方向与终点判别 · 四象限圆弧插补实现
圆弧逐点比较
第5章
数字积分法插补
数字积分法(DDA)原理 · DDA直线插补 · DDA圆弧插补 · 插补精度与速度控制
DDA积分
第6章
数据采样插补
时间分割法原理 · 直线与圆弧的时间分割插补 · 插补周期与精度分析
采样时间分割
第7章
速度规划基础
梯形速度曲线 · S形速度曲线 · 加加速度(Jerk)约束 · 速度规划对加工质量的影响
速度Jerk
第8章
梯形速度规划算法
加速段、匀速段、减速段计算 · 临界距离判断 · 起点终点速度约束
梯形算法
第9章
S形速度规划算法
七段式S曲线模型 · 加加速度约束下的时间计算 · S曲线参数整定
S曲线七段
第10章
前瞻速度规划
前瞻窗口原理 · 速度前瞻与拐点减速 · 小线段连续加工的速度衔接
前瞻拐点
第11章
B样条曲线基础
B样条曲线定义 · 控制点与节点向量 · 均匀与非均匀B样条 · 曲线连续性
B样条连续性
第12章
NURBS曲线插补
NURBS曲线定义与权重 · NURBS插补器结构 · 参数密化与自适应步长
NURBS插补
第13章
NURBS速度规划
弓高误差约束 · 进给速度自适应调整 · NURBS路径的实时插补策略
弓高误差自适应
第14章
小线段路径优化
小线段加工问题分析 · 局部拐角光顺 · 线段合并与路径压缩
光顺压缩
第15章
拐角过渡策略
圆弧过渡 · 样条过渡 · 拐角速度规划 · 过渡误差控制
拐角过渡
第16章
实时插补与多轴联动
多轴联动插补原理 · 同步运动控制 · RTCP(旋转刀具中心点)功能
多轴RTCP
第17章
加减速控制策略
离线加减速与在线加减速 · 指数加减速 · 三角函数加减速
加减速策略
第18章
轨迹精度与误差分析
轮廓误差 · 跟随误差 · 弦高误差 · 误差补偿方法
误差补偿
第19章
伺服系统与轨迹跟踪
伺服系统基本结构 · 位置环与速度环 · 轨迹跟踪误差来源
伺服跟踪
第20章
前馈控制与轨迹跟踪
速度前馈与加速度前馈 · 零相位误差跟踪控制(ZPETC) · 鲁棒性分析
前馈ZPETC
第21章
振动抑制与轨迹平滑
机床振动来源 · 陷波滤波器设计 · 轨迹平滑滤波 · Jerk限制
振动平滑
第22章
基于时间最优的轨迹规划
时间最优问题建模 · bang-bang控制 · 约束条件下的时间最优求解
时间最优bang-bang
第23章
能量最优轨迹规划
能耗模型建立 · 能量最优速度曲线 · 多目标优化(时间+能量)
能量多目标
第24章
机器人轨迹规划基础
机器人运动学与轨迹规划 · 关节空间与笛卡尔空间规划 · 奇异点处理
机器人奇异点
第25章
五轴数控机床轨迹规划
五轴运动学模型 · 刀轴矢量规划 · 五轴插补与RTCP
五轴刀轴
第26章
轨迹规划中的碰撞检测
碰撞检测基本方法 · 包围盒与空间分割 · 轨迹重规划策略
碰撞重规划
第27章
轨迹仿真与可视化
轨迹仿真工具 · 碰撞检测可视化 · 加工过程动画模拟
仿真可视化
第28章
工业标准与代码生成
G代码标准(ISO 6983) · M代码与辅助功能 · 后处理器原理
G代码后处理
第29章
开源轨迹规划库实践
OpenCNC · LinuxCNC轨迹规划模块 · Python仿真实现
开源LinuxCNC
第30章
综合案例：复杂曲面加工轨迹规划
从CAD模型到轨迹生成 · 完整加工流程 · 性能评估与优化
综合曲面