STEP-NC的可扩展标记语言实现方法研究

STEP-NC是新发展的数控编程国际标准（ISO14649），依据该标准生成的数控程序通常采用ISO10303 Part21物理文件格式。但该格式的数控程序不但不易解释，而且不适合在网上传输。为此，提出了采用可扩展标记语言作为STEP-NC数控程序的文件格式。首先，分析了STEP-NC数据模型核心内容及ISO10303 Part21物理文件格式数控程序的缺点，研究了可扩展标记语言格式STEP-NC数控程序的生成，包括文档结构的选择、EXPRESS向可扩展标记语言的映射等，并将其作为机床控制器的输入。将机床控制器软件划分为3个模块，即可扩展标记语言形式数控程序的解释、微观工艺规划并自动生成刀具路径和控制机床运动的数控指令的生成。重点研究了可扩展标记语言数控程序的解释。     

基于UG的加工仿真及后置处理器的开发

目前多数的数控仿真软件仿真的机床和控制系统有限,不能满足一般企业的需求,而且仿真的代码也需要手工输入到仿真系统中,不能保证仿真的准确率。文章在UG／POST通用后置处理器的基础上,开发出针对NEXUS-410B机床的四轴专用后置处理器,能够自动输出数控程序,并详细阐述了在UG／IS＆V环境下数控机床仿真模型的构建与加工仿真系统的建立过程,包括刀具轨迹的创建与验证、数字模型与装配、运动仿真、机床驱动器以及仿真模型的加工仿真,并通过产品加工实例验证了该专用后置处理器和加工过程仿真系统的正确性和实用性。     

基于STEP-NC的切削加工机器人CAM系统

为解决现有CAM系统不支持机器人后置处理器的问题,将STEP-NC标准引入机器人切削加工领域,研究了基于STEP-NC的机器人CAM系统。该系统以STEP-NC加工程序作为输入,包含STEP-NC文件读取与解析模块、刀具路径生成模块、路径仿真与优化模块等,以型腔特征为例,对双向铣削方法的换向算法进行了研究。采用本文所述CAM系统生成的机器人加工程序实现了零件的加工,验证了所述方法的正确性和可行性。     

经济型五轴数控机床后置处理系统研究与应用

在双转台五轴数控机床结构的基础上,通过分析机床结构坐标系和CAM加工坐标系的关系,建立其机床加工刀头运动轨迹的数学模型,推导出该类型机床的后置处理转角计算公式和坐标转换计算公式。根据推导结果,在UG/PostBuilder通用后置处理器的基础上,针对不同类型五轴联动数控机床选配特定数控系统,设定机床参数、程序和刀轨参数、NC代码格式设置,编制了双转台式五轴数控机床的专用后置处理程序,经实际加工验证可以满足经济型五轴联动后置处理的要求。     

针对FP-3M数控系统的MasterCAM后置处理程序开发

在深入研究MasterCAM后置处理程序格式的基础上,开发出适合FP-3M数控系统的专用后置处理程序,解决了由MasterCAM生成的数控程序无法在FP-3M铣床数控系统上加工的难题。     

CAM后置处理研究

文中分析了数控加工后置处理技术的特征、面临的问题和当前的发展趋势，介绍了应用通用后置处理器开发定制专用后置处理器的实践。     

MasterCAM后置处理程序在SIEMENS系统中的应用

在研究MasterCAM后置处理程序格式的基础上。开发出适合SIEMENS数控系统的专用后置处理程序。解决了由MasterCAM生成的数控程序不能在SIEMENS数控铣床系统上直接加工的问题。     

基于VB BV100五轴联动加工中心后置处理的研究

针对于Pro/E、UG等通用后置处理器生成的NC代码一般与用户使用的数控机床和系统的要求不符。为了提高自动编程效率,充分发挥加工设备优势,以某机电院研发的BV100双转台五轴联动加工中心为例,对于AC回转工作台式五轴联动数控机床结构,系统地推导了其后置处理的相关算法,包括旋转角度的计算、坐标转换以及新刀位点坐标的计算等;通过VB语言,开发了该机床的专用后置处理器,并通过某叶轮的切削加工实验验证了该后置处理器的正确性和实用性。     

基于UG的MIKRON五轴加工中心后置处理的研究

在UG/Post Builder通用后置处理器的基础上,针对MIKRON UCP 600 Vario五轴加工中心和配置的Heidenhain iTNC 530数控系统,设定了机床参数、程序和刀轨参数,在程序的相应位置添加了M128/M129、M126/M127等指令,采用TCL语言编写了自定义用户命令,使得开发的专用后置处理程序所生成的NC代码能够直接用于MIKRON五轴加工中心的加工.     

802D数控系统的MasterCAM后置处理程序开发研究

对MasterCAM后置处理程序格式进行了研究,开发出了适合SIEMENS 802D数控系统的专用后置处理程序,解决了由MasterCAM生成的数控程序不能在SIEMENS 802D数控铣床上直接加工的问题,扩大了软件的功能.     

基于可扩展标记语言的故障模型表述

针对状态基维修(condition based maitaince,CBM)中复杂的故障模式描述问题,提出了一种基于可扩展标记语言(extensible markup language,XML)的数据描述方法,将故障诊断过程中的各环节进行了模块化设计,将模式信息以XML元数据的形式保存,保证了故障模式的完整性和一致性,并且减少了数据存储和编程实现的复杂度。     

XML在企业制造过程信息集成中的应用

分析了离散企业车间制造过程信息资源的特点与集成需求，对基于统一XML模式的制造信息集成规范进行了初步探讨，描述了基于XML—Schema的制造信息集成应用。介绍了XML服务在企业分布式计算中的关键技术，给出了基于XML服务的车间制造过程信息集成框架，该集成框架已经在某企业复杂产品制造车间生产管理系统得到很好的应用。     

制造过程集成管理系统的研究与实现

为有效整合区域制造资源,实现制造过程各环节的协同,对基于制造资源优化配置的制造过程管理系统进行了深入研究,提出了集成系统的组织形式和体系结构,并重点解决了各异构系统的信息集成问题。集成系统包括可重构制造资源优化配置平台、基于知识的网络化协同工艺规划系统、集成化数控制造与仿真、基于构件的可重构制造执行系统、可视化制造过程项目管理与监控等5个子系统;在对各应用系统功能及数据交换进行需求分析的基础上,具体阐述了基于可扩展标记语言的信息集成的实现过程,包括基于可扩展标记语言的数据接口规范、接口处理工具和基于文档管理平台的集成方案。最后以模具企业中的实际生产过程验证了系统的集成应用。     

基于制造执行系统的动态质量控制系统研究

基于当前流行的企业资源计划／制造执行系统／控制三层企业集成框架,提出了基于制造执行系统的动态质量控制系统的体系框架,并分析了其动态质量控制原理。依据该动态质量控制与改进环,给出了基于制造执行系统的动态质量控制系统的软件功能模型,建立了基于OPC技术的控制集成结构和基于可扩展标记语言的信息集成平台,实现了企业资源计划／制造执行系统／控制之间动态异构质量信息的有效集成和共享。最后,以一钢铁企业的质量管理系统的开发为例,设计了钢铁企业生产质量管理的制造执行系统动态质量控制系统,通过质量设计、质量执行、质量评估和质量改进四个层次的质量控制,实现了对钢铁产品生产过程的在线动态调控。     

面向网络化制造的动态自组织制造资源模型的研究

在分析网络化制造模式下制造资源模型新的特点的基础上，提出应用STEP、面向对象和XML等技术，定义适用于网络化制造的制造资源模型标注语言——MRMML，构建基于MRMMI，的动态自组织制造资源信息模型。分析了应用STEP和面向对象技术构建的制造资源模型、STEP Express模型到XML Schema映射的实现机制、MRMML Schema表示模式，以及基于MRMML动态自组织制造资源模型的框架构建等关键技术。开发了基于MRMML的制造资源数据转换模块，实现了制造资源信息基于网络的传输、共享和交互。     

基于Web的平台/插件式CAPP系统研究

针对CAPP系统的复用性、扩展性、柔性、网络化及协同化等问题,提出了应用平台/插件体系结构,开发了基于Web的CAPP系统。重点研究了平台/插件体系结构的CAPP系统的基本原理、总体结构、插件库模型、插件粒度划分流程和最终参考框架、平台与插件间的交互控制流程。详细分析了基于Web的CAPP系统的产品结构树、所见即所得的工艺设计、工艺设计规划、制造工艺资源管理等平台主要功能及其实现方法,并通过实例验证了系统的可行性。     

基于物理制造单元的网络化制造资源建模及信息集成

针对分散的网络化制造资源,研究了基于物理制造单元的网络化制造资源建模,以及基于可扩展标记语言的制造资源信息模型和信息集成方法。建立了包括物理制造单元层、工作中心层和物理设备层的制造资源组织模型,定义了包括基本信息、制造能力、物理构成、状态信息、工装信息的物理制造单元信息模型。提出了制造资源信息的可扩展标记语言建模方法,研究了制造资源信息的XMLSchema描述规范,实现对异制造资源的描述;提出了基于可扩展标记语言的异地制造资源信息集成框架,应用于面向物理制造单元资源信息动态集成的网络化可重构制造资源优化配置平台开发。     

基于XML的STEP-NC控制器的设计

为了解决XML格式STEP-NC程序的译码问题,首先对遵守integrated_cnc_schema定义的语法规则的XML文档进行了详细研究,针对其内部的映射关系,采用面向对象的编程语言Visual C++,通过XML与VC++之间的DOM接口,生成了DOM文档树以完成译码,然后编程对文档树巾的特征信息和工艺信息等进行...     

基于XML和过程本体的多学科设计优化过程集成与资源共享

为解决复杂产品多学科设计优化的过程集成和不同学科设计资源的共享问题,提出了基于可扩展标记语言和过程本体的设计过程描述元模型;给出了过程集成交互的语义映射规则及映射的具体过程,构建了基于可扩展标记语言的过程定义语言核心元素的描述规则,实现多学科设计优化设计过程及资源的信息共享与交互;最后,设计开发了支持燃气舵多学科设计优化的过程集成和资源共享平台,通过实例验证了该方法的有效性。