STEP-NC控制器及其刀轨规划方法研究

为实现产品模型数据交换标准-数控程序在传统数控机床上的应用，提出了产品模型数据交换标准-数控程序的刀轨规划方法。首先，概述了产品模型数据交换标准-数控程序控制器的类型及其3大核心功能模块，分析和研究了刀轨规划过程中坐标系转换问题，给出了利用产品模型数据交换标准-数控程序实体索引映射表规划加工特征刀轨的方法和步骤，着重分析了平面和型腔两个加工特征的加工策略，并基于上述方法给出了具体的规划方法流程图。最后，结合一个基于平面、孔和型腔3个加工特征的产品模型数据交换标准-数控程序实例，将所规划出的G代码程序在配备开放式数控系统HITCNC的3轴数控铣床上进行实际加工，实验结果证明，该刀轨规划方法是正确可行的，并具有一定的通用性。     

STEP-NC数控系统若干关键实现技术研究

为解决目前数控机床使用G代码所带来的诸多问题,提出了建立STEP-NC数控系统的方案.整个方案分为控制软件和硬件两部分.控制软件采用模块化设计,分为译码模块、人机接口、任务协调器、轴组和轴模块.译码模块针对STEP-NC加工程序面向对象的特点,将加工特征规划为加工单元路径集合.其他模块根据单元路径以有限状态机为行为模型,最终控制伺服系统实现加工.硬件部分采用开放式体系结构和不同厂商的产品,通过串行实时通讯系统总线连接到一起.经过加工试验,实现了规定的加工特征,证明译码模块工作正确,数控系统稳定可靠.     

产品数据集成复杂性与STEP-NC实现方法的研究

阐述了产品模型数据交换标准集成架构,以及应用参考模型、应用解释模型分别所起的作用,说明产品模型数据交换标准集成的价值和映射的复杂性;比较了两个标准,得出AP238具有集成优势,而ISO14649容易实现。以产品模型数据交换标准特征为例,说明了产品模型数据交换标准实现的复杂性,然后给出一种编译映射表的新实现方法,从而综合两个标准的优势。     

基于STEP-NC的CAD/CAPP/CNC系统集成技术研究

针对CAD、CAPP、CAM及CNC系统间信息集成和共享的瓶颈问题，在综合分析各系统的不同功能及需求的基础上，依据STEP—NC标准，建立了CAD／CAPP／CNC系统集成模型。在该系统集成模型中，采用STEP中性文件形式描述产品信息，各系统之间通过中性文件实现信息的交换和共享。对系统集成信息模型以及设计特征到制造特征的映射等关键技术进行了研究，为更进一步的CIMS系统集成研究奠定了基础。     

基于STEP-NC的相交特征识别技术

为有效识别2.5维相交特征,提出一种新的基于图和痕迹的相交特征识别算法。该算法首先对零件模型进行处理,提取加工特征面,识别时只考虑加工特征面,降低了零件图的搜索空间且不影响特征识别的正确率;通过建立相交特征拆分因子队列,并采用自动计算和交互式相结合的方式确定最优依赖特征面,能够比较准确地分离相交特征;根据特征基面对STEP-NC定义的制造特征进行编码,相对于子图匹配和规则匹配,该方法能够快速和有效地匹配特征。通过具体实例验证了算法的有效性和可行性。     

基于STEP和STEP-NC的CAD/CAPP/CAM/CNC系统集成技术研究

针对当前CAx系统间难以实现产品信息交换和共享的问题,提出了一种基于产品模型数据交换标准和数据接口标准的信息集成方法;建立了一个计算机辅助设计／计算机辅助制造／计算机数字控制系统集成模型,采用产品模型数据交换标准和数据接口标准中性文件形式描述产品信息,各系统之间通过中性文件实现信息的交换和共享;深入研究了工艺信息建模、STEP AP203文件到AP224文件的转换及自动特征识别等关键集成技术。     

STEP-NC数控程序的信息表达与提取方法研究

首先分析了产品模型数据交换标准-数控程序的格式和数据组织结构,对其信息模型进行了分类研究,提出了基本的处理原则和方法。进一步分析和研究了几何描述信息和制造工艺信息模型及信息提取问题,给出了利用STIX库函数提取制造特征以及工艺信息的基本方法和步骤。基于上述方法实现了一个基本的产品模型数据交换标准-数控程序解释器。实际运行表明,该解释器可以有效地解释产品模型数据交换标准-数控程序。     

STEP-NC车削特征的扩充及应用

为实现与产品模型数据交换标准兼容的数控数据接口(STEP-NC)在车削加工中心中的应用,扩充了STEP-NC车削特征.首先归纳了STEP-NC特征按从属关系的分类,提出了所扩充的三维车削特征例如铣削槽、径向圆周孔、复制车削特征等,阐述了各个特征实体的意义以及所包含的子类型,详细论述了各个特征参数的意义和表达方式.最后,按照所提出的车削特征的具体参数格式,编写了两个STEP-NC车削程序实例,通过所开发的STEP-NC车削仿真系统,对两个实例的刀具轨迹及零件模型进行了切削仿真.仿真结果表明,所扩充的三维车削特征正确可行.     

STEP 标准及其企业信息化

介绍了STEP(Standard for Exchange of Product model data)的背景和历史，分析了STEP的结构、内容、方法和技术。详细介绍了近年来STEP标准应用在机械工程领域的研究成果，提出了在中国制造工业应用STEP标准的建议和方法。     

基于QuartusII的译码器模型设计与分析

文章分析了译码器的原理模型,并运用Quartus II软件对74LS138译码器和门电路器件组合逻辑功能设计进行了分析,以验证设计的合理性。     

STEP兼容式数控加工技术研究进展

简述了STEP-NC的基本思想和概念,分别介绍了基于应用参考模型和应用解释模型的STEP-NC实施方案,并进行了对比分析,研究了应用系统与STEP-NC的接口方法和技术,重点讨论了应用参考模型格式物理文件接口方法,应用解释模型格式文件的实现方法,以及基于可扩展标记语言的实现技术.最后,总结了STEP-NC条件下实现STEP兼容式数控编程、数控加工的相关技术、系统的研究进展和所存在的问题.     

EXPRESS语言在企业建模中的应用

企业模型传统的框图表示法不能被计算机识别,从而影响企业模型之间的信息集成,针对这一问题,提出了一种用产品模型数据交换标准中的EXPRESS语言表达企业模型的方法。说明了企业建模中应用EXPRESS语言的可行性及优越性,阐述了用EXPRESS语言中的实体嵌套定义描述企业模型的具体方法,并给出了一个用EXPRESS语言描述汽车制造行业企业参考模型的实例。这样建立的企业模型中的模型信息可以直接通过计算机调用,实现了企业模型之间以及模型与企业各个生产环节之间信息的有效集成。     

支持动态集成的产品数据管理Web服务架构

基于产品模型数据交换标准的异构CAx和产品数据管理系统间的动态集成是网络化制造亟待解决的问题。分析了Web服务访问的产品模型数据交换标准数据的必要性和可能性,利用统一建模语言间接构建了产品模型数据交换标准和统一建模语言图解之间的映射关系。提出了基于产品模型数据交换标准的开放式产品数据管理网络服务架构,并将其应用于CAx和产品数据管理系统的集成方案。分析了架构的内部结构及功能模块,以计算机辅助设计系统为例,阐述了其利用简单对象访问协议消息调用公共产品数据管理网络方法的信息流程。基于产品数据交换标准和面向服务架构的方法,开发了接口功能模块,为系统集成的实施奠定了基础。