基于STEP-NC数控编程的实现方法

目的 基于STEP-NC新的数控接口标准，在统一的数据模型的基础上，研究STEP-NC数控编程的编制流程与STEP-NC数控程序的生成方法．方法 分析和研究STEP-NC的二种应用标准，探讨Part21和Part28的应用范围及Part21的文件格式和部分关键信息的产生方法，研究ST-Developer环境下ROSEC＋＋类库的编程接口和ROSE库函数在应用程序开发中的连接、操作、编译方法，分析应用程序的早、迟联编方式．结果 设计了整个程序的编程流程，分为信息提取、特征识别和工艺规划几个过程．按照头段和数据段的属性顺序及实体关系写入信息，生成STEPAP238文件．结论 STEP-NC数控编程是进行数控加工的关键步骤，随着相关应用标准的发展，STEP-NC数控程序内容需要进一步完善和补充，为STEP-NC数控技术的发展提供参考．     

基于STEP-NC数控程序的加工仿真平台

目的用STEP-NC数控程序分析数控程序的基本数据结构,研究从STEP-NC数控程序中进行信息提取的方法.方法利用ROSEC＋＋库、STIX库对STEP-NC数控程序进行预处理,利用OpenGL库进行仿真图像处理.结果基于VC＋＋和ST-Developer10的集成环境,开发出了一个基本的STEP-NC数控程序加工仿真平台,基本功能包括STEP-NC数控程序翻译、提取、组织和图形化显示,并能以工步为单位进行加工仿真.结论面向特征的STEP-NC数控程序加工仿真平台具有良好的模块化特性,结构简单,功能强,效率高.它可以作为现代数控系统的一部分,也可以单独使用.     

基于SDAI的STEP-NC数控加工程序信息提取与建模

基于STEP-NC应用数据模型和标准数据存储界面（SDAI），通过构造数据字典模型、实体实例数据结构模型和零件实例数据结构模型，建立了描述STEP NC加工程序的零件 实体分级数据结构，实现了STEP-NC数据到C＋＋数据的转换.采用步进式构造方式提取STEP-NC程序信息，通过回溯递归方法构造了STEP-NC单元实体实例，进而匹配实体属性项内容，建立了零件级的数据结构.该方法避免了SDAI迟联编在实体建立和实体实例建立之间的时序矛盾.最后开发了信息提取原型系统，实例论证表明，该系统能够识别STEP-NC数控加工程序，并显示零件单特征几何形体.     

基于STIX库的STEP-NC解释器的研究

目的分析STEP-NC解释器的功能结构，探究基于STIX库实现信息处理功能的STEP-NC解释器的实现功能．方法在VC＋＋6．0环境下，创建符合AP238协议中实体定义项对应的C＋＋类，使用STIX库函数，依据AP238文件信息结构逐一识别储存加工零件所需的所有操作任务和具体信息．结果通过创建各类对象实现STIX库函数的功能。解释器从AP238文件中读取加工零件包含的工程，工作计划，工步．制造特征及技术描述、几何描述等信息，进而过滤出几何参数、坐标、刀具等数据信息存储到指定的数据结构中，为STEP-NC控制器内核提供数据源．结论基于STIX库的STEP-NC解释器作为数控系统中的一个单独的功能模块，具有良好的模块化特性，结构简单，功能强，效率高．它将AP238文件释译成数控系统内核可识别的信息，在AP238文件与CNC系统之间架起一座桥梁．     

基于神经网络的模糊规则自动生成

本文引入模糊神经网络，根据模糊规划生成的需要，以简化的ＢＰ网络为基础，设计了一种新的模糊神经网络，通过对这个模糊神经网络的学习能力分析，及仿真实验研究，表明此模糊神经网络可用于模糊控制中。     

基于STEP-NC的工艺过程设计与优化技术研究

为了简化工艺决策过程的复杂性和实现工艺决策过程的模型化和算法化,在深入分析STEP-NC数据模型的基础上,针对数控工艺的特点,提出了元加工操作及制造特征加工链等概念,建立了支持非线性工艺设计的分步工艺决策过程;进而提出了基于排列和辅助时间的加工工步排序和优化的方法,实现了加工工步排序和优化过程的统一处理,使CAPP系统能够提供多个可选的工艺方案。通过一个基于STEP-NC的CAPP原型系统的实现及实例零件的工艺过程设计表明,所提出的工艺决策过程和优化方法是简单有效的。     

基于虚拟加工的数控程序优化方法

提出了基于虚拟加工的刀具路径优化、切削参数优化和误差补偿的数控程序优化方法,开发了用于数控程序优化的应用系统.应用实例表明:加工效率和加工精度得到了提高,加工过程也得到改善.     

基于AOS树的CAPP方法研究

提出了一种采用AOS树的结构形成来组织零件特征,并将特征转化为相应的特征加工方案的非线性工艺CAPP设计方法。该方法在实践中得到成功应用。     

基于STEP-NC的数据转换机制研究

数控技术正在向开放式、网络化发展,新的STEP-NC标准已成为数控技术的最新研究方向.本文针对一个实际构建的网络协同制造平台,着重分析了EXPRESS/XML转换机制的实现方法,并用自学习机制快速建立XML-Schema库.本文提供的数据转换机制大大缩短了系统开发周期,扩展了STEP-NC在网络化制造中的应用.     

开放式数控系统及STEP-NC的研究进展

阐述了数控技术的发展及开放式数控系统的体系结构;在分析ISO 6983的主要缺陷的基础上,介绍了新的数控编程接口STEP—NC（ISO14649）,详细阐述了STEP—NC产品数据模型的具体组成、文件结构及AP238的概况,以及目前国内外的研究发展现状和应用前景。     

基于STEP-NC车削加工系统的关键技术

目的 构建一种基于STEP-NC的数控车削加工系统,研究系统中的特征识别和程序解释两个关键技术的实现方法 .方法 依据STE--NC基本理论,在VC 6.0和ST-Develeper集成环境下,应用MFC类和STIX库、ACCESS库等进行系统的构建及程序和数据的处理.结果 所构建的STEP-NC车削加工系统采用开放式的模块设计,基本功能包括自动特征识别、STEP-NC数控程序生成及程序解释等;特征识别技术采用了一种基于特征轮廓进行制造特征识别的方法 ;在VC 6.0环境下通过应用STIX库函数对AP238文件进行信息提取和存储实现了STEP-NC数控程序的解释.结论 应用STIX库函数使程序解释过程中AP238文件数据的处理更加方便快捷;所采用特征识别方法 可以较好地识别简单的旋转类车削特征.     

基于功能块技术的STEP-NC模块化数控铣削系统的研究

目的依靠STEP-NC标准,提出中性文件的无缝传输,实现数控系统的模块化设计.方法在Visual C＋＋6.0环境下,以PC平台、DSP运动控制卡及相应的驱动器为基础,基于功能块技术的模块化可重构软件设计,建立模块化的STEP-NC铣削数控系统.系统包括STEP-NC解释器、函数库、动态链接库、STEP-NC知识库、功能块类型库以及刀具路径生成器.结果通过功能块类型库中的资源模型接收STEP-NC解释器解释的数据,并将接收的数据转化成功能块格式的数据;依据工艺规划好的加工工序,刀具路径生成器动态调用功能块类型库中的功能块;利用功能块处理资源提供的数据,输出DSP指令;依靠VC语言编辑函数库和动态链接库,将刀具路径生成器与实验平台建立关联,基于刀具路径生成器生成的刀具轨迹驱动机床刀具运动.结论依靠STEP-NC为模块化的数控系统提供有力的数据支持,采用功能块技术初步完成对STEP-NC数控系统的模块化设计.STEP-NC标准和功能块技术的结合为实现灵活、柔性和智能的数控加工提供一条有效的研究途径.     

基于STEP-NC的CNC集成技术研究

目的提供描述产品整个生命周期信息的统一数据模型,实现整个制造过程中产品信息的标准化,解决实现基于STEP-NC的CNC（计算机数字控制）制造技术集成问题.方法分析了STEP-NC的数据模型和程序结构,给出了STEP-NC程序文件的基本结构和STEPAP238文件的生成方法.结果生成符合STEP-NC的数控加工程序（AP238文件）,从零件的几何模型（由CAD系统输出）中识别出需进行机械加工的制造特征.采用UG软件,实现了零件的设计、工艺规划和生成STEP-NC文件一体化,即实现了CAD/CAM的集成.结论STEP-NC程序在统一的数据模型基础上建立产品信息,保证了数据信息的集成和共享,促进了数控技术智能化、网络化和集成化的发展.     

基于STEP-NC数控铣削最优系统

目的 研究STEP-NC数控铣削加工中铣削加工参数的选择,建立基于STEP-NC数控铣削系统的知识库.方法 在VC++6.0环境下,基于人工神经网络技术构建知识库,应用改进的BP算法优化铣削加工参数.结果 STEP-NC数控铣削知识库依据输入的加工材料、加工特征、刀具信息等条件,快捷且合理地优选出了铣削加工参数,并将数据传输给数控系统中的刀具路径生成器.结论 STEP-NC数控铣削知识库具有自适应和自学习的能力,铣削加工参数的优化提高了数控加工质量和加工效率.     

基于STEP-NC的特征建模及工艺设计系统研究

为了提供描述产品整个生命周期信息的统一数据模型,实现整个制造过程中产品信息的标准化,解决实现基于STEP-NC的CAD/CAPP集成问题,分析了ISO14649-10的制造特征标准定义和STEP-NC的数据模型与数据结构,提出了制造特征自动生成和STEP-NC工艺规划的一种方法,生成了STEP-NC文件。本文采用UG6.0和VC#2005软件,实现零件的设计、工艺规划和STEP-NC文件生成一体化。在统一的数据模型基础上,用STEP-NC程序建立了产品信息,保证了数据信息的集成和共享,加快了计算机集成制造系统的发展.     

STEP-NC加工特征提取的研究

加工特征的提取是解析STEP-NC文件的重要步骤,是STEP-NC文件驱动机床运动的重要依据.通过对STEP-NC中性交换文件的语法特点、几何信息元素、实例间的拓扑关系描述的分析研究,在ST-Developer开发环境下,应用ROSE C 类库提供的接口类及其扩展功能函数对实体描述中所包含的属性数据进行读取,研究了从STEP-NC物理文件中提取加工特征的方法,建立了STEP-NC词法分析器模型以及数据转换模型.加工特征提取的结果表明了该方法的可行性和实用性.