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1、第3期(总第154期)机械工程与自动化No.32009年6月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONJun.文章编号:1672-6413(2009)03-0054-03基于STEP-NC的数控铣削系统解释器的研究蔡坤,周来水,张得礼(南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016)摘要:STEP-NC(ISO14649)是STEP标准(ISO10303)在CNC领域的扩展。STEP-NC重新规定了CAX(如CAD、CAM、CAPP、CAE、ERP)与CNC之间的接口,消除了CAX与CNC系统之间的信息流瓶颈,提高了CNC的智能水平
2、。分析了STEP-NC数据结构和文件格式,建立了文件信息提取的映射规则,并采用树结构更清楚地展示文件信息。基于上述方法实现了解释器的各模块关键设计,利用OpenGL完成了加工仿真,并以STEP-NC标准草案的实例加以仿真验证。关键词:STEP-NC;解释器;仿真中图分类号:TP273文献标识码:A1STEP-NC数据模型和文件格式“实体名(属性)”形式给出;括号中的属性可以是直接1.1数据模型描述的值,也可以是缺省值,用“＄”表示,当需要STEP-NC定义的产品数据模型几乎涵盖了产进一步引用其他实体时,就用该实体的标识作为属性品的所有设计制造信息:特征定
3、义、三维几何形状描值。数据段部分程序如下:述、加工工艺流程、公差定义等。STEP-NC数控程序的简化数据模型见图1。STEP-NC整个程序为一个工程,包括工作计划(Workplan)和工件(Workpiece)两个部分。工作计划又由若干有序执行的工步构成,其中,工步是STEP-NC数控程序中最基本的单位模块,分为机加工工步(Machiningworkingstep)、快速移动(Rapidmovement)和探测(Touchprobing)。机加工工步是对某一具体的加工特征和针对该特征进行操作的描述。加工特征是对工件上需去除区域的描述,包含了形状定义、表面
4、条件、公差等相关信息。加工操作中包含了加工策略、加工刀具、工艺参数等信息。1.2STEP-NC文件格式STEP-NC程序由两部分组成,头文件部分图1STEP-NC程序的简化数据模型(HEADER⋯ENDSEC)和数据段部分(DATA⋯DATA;ENDSEC)。头文件部分包含了文件名、编程者、日期#1=PROJECT('EXECUTEEXAMPLE1',#2,(#4),＄,＄,和注释等信息。数据段部分包含了加工零件的所有信＄);息,是程序的重点。文件中数据段部分以工程⋯⋯#16=PLANAR-FACE('PLANARFACE1',#4,(#19),#77,
5、“PROJECT”为入口,自顶向下继承下来,每一行语#63,#24,#25,＄,());句格式一致,均以等号“=”为界。等式左边是实体#17=ROUND-HOLE('HOLE1D=22MM',#4,(#20,#21),标识,由符号“#”加整形数据组成,没有具体含义,#81,#64,#58,＄,#26);只是用来区分各实体;等式右边为实体名及其属性,以⋯⋯收稿日期:2008-10-06;修回日期:2008-12-20作者简介:蔡坤(1984-),男,湖北随州人,在读硕士研究生。2009年第3期蔡坤,等:基于STEP-NC的数控铣削系统解释器的研究·55·E
6、NDSEC;按照上述规则将其映射成C++语言的类为:2解释器的设计classCRoundHole:publicCMachFeature解释器的功能是对STEP-NC程序进行分析,根{据该程序结构逐一识别出加工零件所需的所有信息和public:floathole-diameter;//圆孔半径操作任务。解释器从代码中读取加工零件所有的制造TaperSeltaper;//圆孔底面锥度值TaperSel是用户自己定特征、工作计划与可执行语句及技术描述、几何描述义的数据类型等,进而过滤出几何参数、坐标、刀具、机床等数据CStringbottom-conditio
7、n;//圆孔底部状况信息并存储到指定的数据结构中,为STEP-NC控制};器内核提供数据源。2.2程序的树结构显示2.1信息提取和特征识别为了能够直观地显示整个STEP-NC数控程序由于STEP-NC文件是用EXPRESS语言描述的层次结构,系统采用树结构展示文件的数据信息。利的,信息提取与特征识别的实质就是将程序中用MFC类库中的CTreeCtrl控件的层级式结构,用户EXPRESS语言描述的产品数据识别出来,并且将这可以清楚地看到所有的工步、坐标系设置、加工特征些信息采用合适的C++数据结构表示并存储。利用以及所采用的加工方法等信息。这种树形表达形式
8、符C++的面向对象的特点对应STEP-NC面向特征的合STEP-NC的数据模型,
