STEP-NC译码器及其关键技术

为实现与产品模型数据交换标准兼容的数控数据接口在数控系统中的应用,开发了STEP-NC译码器.阐述了译码器的工作原理,将译码器按照逻辑关系分为六个功能模块,介绍了各个模块的功能和实现方法.详细论述了STEP-NC译码器实现中的三项关键技术:类库设计、刀轨规划参数读取方法和STEP-NC坐标系转换.最后,结合一个STEP-NC程序实例,利用所开发的STEP-NC译码器,规划出该程序实例的完整刀具轨迹,通过STEP-NC铣削仿真系统对刀具轨迹及零件模型进行切削仿真.仿真结果表明,所开发的STEP-NC译码器是正确可行的.     

基于VC++的STEP-NC程序生成器研究及实现

在VS 2005平台上开发了STEP-NC程序生成器,能够读入AP203文件,提取工件的几何和拓扑信息,自动识别制造特征,经人机交互方式进行工艺规划,最后输出符合ISO 14649标准的STEP-NC程序.生成器采用模块化设计方法,分为STEP数据输入和提取模块,制造特征识别模块,工艺规划模块和STEP-NC文件输出模块.     

面向AP238的刀具路径生成器研究

为使STEP-NC程序能被CNC所识别,对基于STEP-NC解释器和PMAC卡两大核心模块的AP238刀具路径生成系统进行了深入探究。通过VC高级语言,利用STEP-NC解释器,编辑PMAC提供的计算机底层驱动程序和接口函数,将上位机STEP-NC解释器生成的数据与PMAC卡伺服驱动器建立关联,生成加工程序中工步定义的各种加工特征的刀具运动轨迹来驱动机床的刀具运动。STEP-NC解释器读取STEP-NC加工程序,过滤出刀具的类型、直径、坐标等数据信息存储到指定的刀具路径生成器中,生成加工程序中工步定义的各种加工特征的刀具运动轨迹,并利用AP238刀具路径生成器生成零件的刀具轨迹。面向AP238的刀具路径生成器具有良好的模块化特性,通用性强,效率高。它将STEP-NC加工程序释译成数控机床可识别的刀具轨迹信息,并生成每一加工特征的刀具轨迹,为STEP-NC加工程序能被CNC系统识别提供可靠保证。     

基于STEP-NC车削解释器及刀具轨迹生成器的研究

提出了一种基于STEP-NC的数控车削加工系统,构建了系统的结构体系,研究了在VC++6.0环境下,应用STIX库及MFC类库等,通过检索和处理AP238文件信息来建立STEP-NC车削解释器的方法.并以此为基础应用解释器提供的数据源及参数和刀具数据库,来建立刀具轨迹生成器,实现STEP-NC车削系统刀具轨迹的自动生成.最后通过刀具轨迹的仿真来检验所生成的刀具轨迹是否符合加工要求.     

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.     

基于SCHEMA的STEP-NC数控编程系统研究

基于新的STEP-NC数控接口标准,对STEP-NC的SCHEMA进行解析,研究STEP-NC数控程序的生成方法。分析和研究了STEP-NC数控程序,探讨Part21文件的格式和部分关键信息的生成方法,研究SCHEMA到STEP-NC数控程序的映射方法。基于SCHEMA开发了STEP-NC数控编程系统,该系统采用开放式模块设计,分为信息提取与特征识别模块、工艺规划模块、STEP-NC文件生成模块。该系统可进行自动特征识别,经人机交互方式进行工艺规划,最终生成STEP-NC数控程序。     

面向STEP-NC铣削加工的刀轨优选与仿真研究

研究了STEP-NC标准和应用协议,重点分析了STEP-NC数控程序的数据格式,全面了解了STEP-NC程序中制造特征的描述方法,从加工效率(走刀路线长短)方面衡量,应用神经网络建立STEP-NC铣削加工的刀轨优选的数学模型.并将该方法应用到具体零件的加工过程中,基于MATLAB开发一仿真系统,并对加工过程进行仿真.验证了神经网络在刀轨优选中的有效性.     

基于STEP-NC的自由曲面刀具路径生成术的研究

在详细地分析了STEP-NC程序相对于G/M代码差异及优越性的基础上,深入地对基于STEP-NC的CNC系统中关键技术——刀具路径生成技术进行了研究。本文以自由曲面为例,首先分析了自由曲面如何在STEP-NC程序的表述,然后从STEP-NC程序中提取有用的信息自动生成刀具路径,最后采用仿真来验证该方法的正确性。     

基于STEP-NC的数控加工仿真技术

阐述了STEP-NC相对传统数据接口的优点,STEP-NC的数据模型以及程序结构,研究了STEP-NC关键技术,并且给出了STEP-NC数控程序在实际CAM系统中进行加工仿真的方法,最后通过实例实现了CAD/CAM的集成.     

应用STEP-NC实现智能加工特征信息处理

STEP-NC具有工步特征,因而可用于实现智能数控加工.应用STEP-NC的数据结构特点,研究了基于STEP-NC工步特征的工艺设计中的关键技术,包括几何信息转换,特征信息提取,工艺设计,STEP-NC文件生成等.特别是对AP203文件的词法分析,以及AP203与几何信息库之间的数据互操作开展了具体研究.所设计开发的面向智能加工的工艺设计系统表明,应用STEP-NC可以实现CAD/CAM之间信息集成和互操作.     

基于XML的STEP-NC程序解释器设计与实现

简要介绍了STEP—NC标准,分析了使用XMI。表达STEP—NC程序中信息的优越性;提出了STEP—NC数控程序解释器的基本框架,并阐述了各组成模块的功能;针对STEP-NC程序解释器实现的关键问题,设计并实现了信息提取与显示方式、路径规划和切削仿真等功能模块;在VisualC＋＋6．0环境下实现了该解释器的功能,并通过STEP—NC标准中的1个测试件,实例验证了本软件的正确性及有效性。     

STEP-NC和NCML的比较研究

STEP-NC是STEP向数控领域的扩展,NCML(NumericalControlMarkupLanguage)是基于XML的数控标记语言。作为一种使能技术,NCML允许买卖双方通过网络电子商务来定制加工零件。对STEP-NC进行了简介,着重分析了NCML的组成结构及一个简单的程序实例,比较了STEP-NC和NCML两者之间的区别和联系。用NCML表达的STEP-NC数据模型更加适合网络制造。     

STEP-NC数据模型和数控程序

首先简要介绍了STEP-NC数据模型与STEP的关系以及制造特征、工步等主要概念，概括了铣削模型的基本结构和组织方式。然后介绍了STEP-NC数控程序的格式和特点，重点分析了数据模型中的EXPRESS实体向文件结构的映射问题，并通过实例讨论了STEP-NC数控程序的优缺点。     

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。     

应用STEP和STEP-NC实现CAD/CAPP系统集成

CAD和CAPP系统的集成一直是一个研究中的难题，其原因在于由于信息表达的不一致，使CAPP系统需要针对不同的CAD系统设计专门的信息提取模块，而对于CAPP下游来说，CAM也不能利用全部的产品设计和工艺信息。STEP标准作为CAD系统的输出，可以为OAPP系统提取信息提供一个统一的接口。而STEP—NC作为新一代数控标准，继承了STEP标准的属性，可以作为CAD／CAPP／CAM／CNC集成的桥梁。应用STEP中性文件，CAPP提取产品的制造特征和加工工步，生成工艺文件，并以STEP—NC中性文件形式输出，便于后续CAM和CNC系统的调用，从而达到CAD／CAPP／CAM／CNC信息集成的目的。     

EXPRESS描述到C++模式映射的研究

STEP和STEP—NC标准都是用EXPRESS语言描述的，具体实现这两个标准时，必须把EXPRESS语言映射到程序设计语言。文中通过分析EXPRESS的各种数据类型，把每种数据类型用适当的方法映射到面向对象程序设计语言C 中。为实现STEP和STEP-NC标准提供了条件。     

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。