机床的数字控制（下）

论述了机床数控系统的现状和发展趋势,分析了开放式数控系统的体系结构,指出了STEP-NC是下一代数控系统发展方向之一。数控系统通过不断提高插补精度和采用数字总线伺服来提高加工精度的同时,采用信息物理深度融合（CPS）技术,提高数控系统的人机交互、网络化和智能化水平。现在数控系统不仅是生产加工设备的控制系统,也成了智能工厂不可缺少的信息节点。     

Unified representation of fixtures: clamping,locating and supporting elements in CNC manufacture

A CNC machining operation is the outcome of the application of the integrated capabilities of various resources within the CNC machining centre. Part fixtures, clamping and other location mechanisms are essential subsets of CNC machining resources. Today, various fixturing techniques and attachments available in the market allow manufacturers to enhance their production capability without buying expensive machine tools. This technology-rich fixturing domain is detached while representing and exchanging machine tool resource information for making manufacturing decisions. The research work in this article utilises the STEP-NC compliant unified manufacturing resource model (UMRM) for representing fixtures in conjunction with the parent CNC machining centre. Thus, UMRM is enhanced in this context to represent various fixtures such as universal vises, chucks, pallets and auxiliary rotary tables among others. The major contribution of this article is the application of the extension of the UMRM approach for representing fixturing domain, which allows generic modelling of fixtures and loading devices in addition to machine workpiece and process modelling. This would enable the stage of automated process planning and manufacturing. The universal approach in representing resource information allows the data to be utilised for making a wide variety of manufacturing decisions.     

基于XSLT的通用STEP-NC后置处理器开发

为了使STEP-NC兼容传统的数控系统,需要在传统数控系统上构建专用的STEP-NC后置处理器。为此,建立了一个通用的后置处理器,以降低构建专用STEP后置处理器的开发工作量和开发难度。采用可扩展标记语言模式下的STEP-NC代码作为输入和基于可扩展样式表语言转换的转换机制,实现面向不同数控加工设备统一化的后置处理过程。根据可扩展样式表语言转换原理和要求,分别开发了EXPRESS-X和P21-P28的文件格式转换器。构建了以P28格式作为输入和以XSLT样式表语言定义机床设备接口格式的通用后置处理器。以一台切削加工机器人和一台三轴数控铣床为应用实例,分别以机器人语言和G代码作为后置处理结果,对后置处理器的功能性和可行性进行了验证。     

基于属性邻接图的STEP-NC制造特征识别实现

针对于STEP-NC(ISO14649)中规定的的制造特征,论述了基于属性邻接图(AAG)的特征识别方法及其实现过程:首先分析STEP AP203的文件结构,然后提取文件中所包含的几何拓扑信息,判断两个面公共边的凹凸性,构造零件属性邻接图和属性邻接矩阵,通过一定的算法对其进行分解并完成特征子图的匹配,最后在VS 2005平台下开发软件原型系统,验证该特征识别方法的正确性.     

基于STEP-NC的大型数控机床主要零件切削数据库的实例编码

针对大型数控机床主要零件切削数据库,提出了基于STEP-NC的实例编码方案,给出了编码属性和编码顺序,并且通过实例编码示例,验证了基于STEP-NC的大型数控机床主要零件切削数据库实例编码的可行性。     

基于STEP-NC的CAD/CAPP/CNC系统集成的研究

STEP-NC是一个CAD/CAM与CNC系统间实现数据交换的接口,基于STEP-NC的CAPP系统和CNC系统与传统的CAPP及CNC系统在功能模型上有很大区别.开发了一个基于STEP-NC的CAPP系统功能模型;在分析STEP-NC标准的基础上,通过对STEP-NC数据模型进行扩充和完善,建立统一的基于STEP-NC数据模型的开放式共享数据库,使得CAD/CAPP与CNC系统真正实现无缝集成.     

基于字典实体驱动的STEP-NC制造特征重构机制模型

制造特征的重构是STEP—NC加工程序信息提取的关键技术之一。分别创建了原始节点数据和字典实体数据，并对STEP—NC模型中的实体进行编码。匹配原始节点数据和字典实体数据，构造节点一实体关联数据，利用节点-实体关联数据重构特征的三维实体表示数据，根据几何层次关系，分别把几何信息分为特征、面、线、点和定位层五层。在重构过程中，上一层实体的节点的属性内容重构调用下一层所对应实体的重构函数；在同一层中，利用字典实体间的继承关系，以编码匹配的方式，自上而下地重构节点几何模型。根据上述模型，开发了实验原型系统，并用STEP—NC标准草案中的示例程序给出重构结果，验证了本模型的有效性。     

基于STEP-NC的数控技术

介绍了一种遵从STEP标准的新型数控机床编程接口——STEP-NC，在对STEP-NC的数据格式与内容进行分析的基础上，给出了STEP-NC的数据模型，详细比较了传统数控系统与基于STEP-NC数控系统的结构差异，指出基于STEP-NC的数控系统具有优异的开放性、智能性、高效性与网络化特征。     

数控机床自动编程的STEP-NC方法

本文对数控编程的两种标准ISO6983与ISO14649(STEP-NC)进行比较，分析ISO6983的不足和ISO14649(STEP-NC)的特点，给出STEP-NC面向对象的数据模型结构；讨论了ISO14649(STEP-NC)中Part 11所定义的铣削加工特征，并给出一个简单零件的STEP-NC编程实例。     

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.