基于STEP-NC的数控新标准

文章在分析传统数控加工代码标准的主要缺点的基础上,引入了STEP标准与新一代数控标准STEP-NC的概念,并将采用STEP-NC的加工流程与采用传统数控方法的加工流程这两者进行了比较.介绍了STEP-NC简化的抽象数据模型及其EXPRESS-G表示法,阐述了STEP-NC数控程序的结构和内容,简要介绍了STEP-NC所涉及的标准的范围和内容,指出了STEP-NC研究仍然面临的问题.     

基于STEP-NC的数控编程研究

STEP-NC是基于STEP标准发展起来的一种新的CNC数据接口标准.本文在介绍STEP-NC标准基础上,分析了STEP-NC标准文件的结构及应用.从实用的原则出发,提出了开发实现STEP-NC程序向G代码文件转换的转换器的设想,并介绍了系统开发的总体思路.     

两步法实现STEP-NC到XML的转化

在STEP-NC信息模型及XML语法规则的基础上,提出两步法来实现它们的转化。先将STEP-NC模型分为相对独立又有内在联系的小模块,在每个小模块内采用对象系列化前绑定的方法,以JDOM接口为工具,完成到XML的转化。由此实现了STEP-NC在网上的传输及数据共享,为实现远程加工、异地协同制造打下基础。最后将STEP-NC模型以图形化显示,直观、清晰,方便操作者使用.同时,开发了STEP-NC与现有CNC机床的接口,实现STEP-NC的直接加工。     

基于图论和改进Dijkstra算法的STEP-NC复杂型腔最短刀具路径生成方法

针对STEP-NC(standard for the exchange of product data, STEP ; STEP-compliant numerical control,STEP-NC)复杂型腔的刀具路径生成问题,本文提出了一种基于图论和改进Dijkstra算法的STEP-NC复杂型腔最短刀具路径生成方法.在该方法中,首先根据走刀行距和基本元素的等距偏置,生成STEP-NC复杂型腔封闭等距环.然后,基于图论得到封闭等距环的赋权有向图.最后,利用改进的Dijkstra算法生成STEP-NC复杂型腔最短刀具路径.通过实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于STEP-NC程序结构的信息提取

STEP-NC是一种遵从STEP标准的新型数控机床编程接口。分析了STEP-NC程序结构特点,提出基于模式和实体的信息提取方法,并通过实例进行验证。     

基于规则和混合算法的智能STEP-NC微观工艺规划

为解决STEP-NC微观工艺规划智能性差和效率不高的问题,提出一种基于规则和混合算法的智能STEP-NC微观工艺规划方法.首先,采用本文提出的基于规则的加工资源匹配算法,为每一加工工步匹配相应的机床和刀具;然后,以最短换刀时间为优化目标,采用混合算法 (混沌算法和遗传算法) 对STEP-NC加工工步序列进行优化;最后,以最少加工时间和最低加工成本为优化目标,通过混合算法对STEP-NC加工工艺参数进行优化,进而得到最优的STEP-NC微观工艺规划.通过实例验证了该方法的有效性和可行性.     

面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法智能决策

为提升复杂零件工艺规划的集成化和智能化,提出一种基于混合算法面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法智能决策方法.首先,构建了面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法决策BP神经网络模型.然后,基于自适应视野策略、自适应步长策略和混沌算法给出了改进的人工鱼群算法,并与BP神经网络相融合设计了用于STEP-NC自由曲面特征加工操作方法决策的混合算法.并利用归一化的零件加工信息实现了STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法高效智能决策.最后,通过实例验证了该方法的有效性和可行性.     

基于STEP-NC标准的CAD/CAM集成接口的研究

在对STEP-NC进行介绍的基础上，阐述了采用对绘图软件Unigraphics二次开发的方法，开发基于STEP-NC的CAD/CAM集成接口的过程。该系统实现了CAD/CAM的集成，促进了CIMS的发展。     

STEP-NC仿真系统研究

为满足STEP-NC数控系统研究的需要,提出基于STEP-NC仿真系统的方案.该系统采用模块化设计,译码器由解析模块、建模模块和路径规划模块构成,根据STEPNC程序特点完成程序解析、加工类库模型建立和刀具路径规划功能,其他模块完成实时加工仿真功能.作为独立模块的译码器,其数据接口用于仿真系统与实际数控系统进行数据交换,其路径信息接口设计为直线和圆弧两种单元类型,作为仿真和加工的计算依据.仿真和加工实验证明该仿真系统运行正确,说明基于STEP-NC仿真系统及译码器可以作为独立的功能模块嵌入数控系统.     

面向网络制造数据共享的分离映射法

研究ISO标准STEP-NC的描述语言--EXPRESS到XML的映射机制,提出面向网络制造数据共享的分离映射法.首先,按照拟共享信息的功用和特点,把STEP-NC物理文件离散成一般信息结构、特征结构和操作结构3个信息单元;然后,分别采用前期绑定和后期绑定实现优化式综合映射;最后,构建STEP/XML转换的系统模型.以...     

STEP-NC和XML的数控编程及网络传输

针对EXPRESS语言定义的数据不能在网上传输的问题,提出基于STEP-NC和XML相结合的数控编程的方式,并分析XML Schema的检验纠错功能.基于EXPRESS语言的STEP-NC数控文件,统一表征CNC加工过程中涉及的全部信息,实现CAD,CAM和CNC之间的无缝连接及制造系统的集成,可以为数控系统提供完整的产品数据.利用ISO 10303-28标准,将EXPRESS语言与XML语言结合起来,可以实现网络企业间的产品信息共享与集成,以及数控系统的开放性能和远程控制功能.     

STEP-NC数控加工程序解析方法的研究与实践

阐述了STEP-NC的信息模型以及AP238程序文件的数据格式,运用面向对象的方法实现了EXPRESS语言到PYTHON语言的映射,利用PYTHON语言的高级数据结构类型以及其强大的字符串处理功能完成了AP238文件的解析,并根据STEP-NC的信息层次关系建立了以project(project工程,AP238文件的执行切入点)为根节点的树形数据结构.所开发的软件模块实现了信息的提取和显示,为后续的数据处理以及刀位轨迹的生成奠定了基础.     

网络化加工系统中XML应用的若干问题研究

根据网络化制造对数控系统的要求构建了网络化加工系统体系结构,并针对网络企业间产品数据交换和共享的难题,利用配置语言建立XML Schema映射规范库,实现了STEP-NC数控程序的转换,以XML文件发布产品信息.设计了XML解释器的功能结构,读取文件解析出几何参数、坐标、刀具等信息进行存储,为DSP控制器内核提供可识别的数据源.STEP-NC网络化加工系统提供的数控程序转换,XML文件解释等功能具有良好的模块化特性,功能强,效率高,有利于实现系统的信息集成.     

XML在基于STEP-NC网络化制造中的应用

为实现新的数控编程语言STEP-NC在网络化协同制造中的应用,实现网络企业间的产品信息集成和共享,使信息可以在远程、异质、异构环境下进行共享和交流,需要把STEP-NC的描述语言EXPRESS转换为XML语言.分析了EXPRESS语言和XML语言的数据类型及特点,研究了EXPRESS语言和XML语言之间的映射方法,提出了基于XML模式库和DOM接口2种EXPRESS与XML转换方法,最后给出了使用DOM接口方法进行转换的具体实现过程.为企业开展异地产品协同设计、网络化制造提供技术支持.