硕士论文-基于STEPNC数控技术的研究.pdf

硕士论文-基于STEPNC数控技术的研究.pdf

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时间:2020-04-17

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1、基于STEP.NC数控技术的研究ResearchontheSTEP..NC..BasedCNCSystem学科专业:机械制造及其自动化研究生:李森指导教师:王刚教授天津大学机械工程学院二零零八年八月中文摘要传统的数控机床程序编制是基于IS06983,传递到数控系统的数控程序中并不包含高层信息,如被加工零件的三维几何信息、公差信息等,使数控系统与上游的CAD/CAPP/CAM系统之间不能实现完整的信息传递。STEP-NC是STEP(标准10303)在制造领域的延伸,作为新的数控系统数据接口的规范(IS014649),它与STEP具有相同的几何信息描述形式。因此,基于STEP—NC的数控程序

2、不仅使得零件的三维几何信息能够直接传递到CNC控制器,而且还包含了工艺信息和加工信息,从而克服了传统的基于IS06983标准的数控程序的诸多缺点,如因几何图形文件和数控程序数据格式不一致而导致的信息损失、程序修改困难且修改后的结果很难及时有效地反馈到规划部门、不同数控系统之间数控程序的互换性差等。与传统数控程序相比,本质上的区别是STEP-NC数控程序是中性的,并不针对特定的数控系统。论文以新型数控程序接口STEP—NC为基础,对基于STEP—NC的数控铣削加工关键技术进行研究,主要研究内容如下:1.针对传统数控编程数据接口IS06983的局限性,分析了产品数据交换标准的发展历程,指出S

3、TEP在制造领域的扩展一STEP—NC取代IS06983的历史必然性,同时对国外几种经典数控系统模式进行对比研究,总结了数控系统的发展趋势。2.分析STEP-NC的基本原理、结构体系,阐述STEP-NC与STEP的联系与区别。研究了STEP-NC的应用参考模型IS014649与应用解释模型AP238的本质区别,以及实现的难易程度。3.研究STEP-NC的三种实现方法。并重点研究ISO10303Part21格式STEP—NC数控程序的生成过程,包括特征识别、宏观工艺规划和向Part21物理文件的映射。STEP-NC制造特征的识别是从输入的只包含零件几何和拓扑信息的STEP文件中识别出工件上

4、所具有的STEP-NC制造特征,将特征识别的结果即STEP-NC制造特征作为宏观工艺规划的基础。研究了宏观工艺规划的过程,并将宏观工艺规划的结果按照ISO10303Part21规范映射为STEP-NC数控程序。4.研究开发STEP—NC数控程序解释器,其中包括EXPRESS向C++的映射、对数控程序的语法分析以及几何信息和工艺信息等信息的添加存储。提出了基于内存的STEP—NC数控程序解释方法。并以加工工步为基本单位,研究了工步序列树的生成算法。关键词:产品数据交换标准,数控编程数据接口,基于特征的制造,开放式数控系统,STEP-NC,数控程序解释器ABSTRACTConventiona

5、lProgrammingofnumericalcontrolledmachinetoolsiSbasedonG—Codes(is06983),nohighlevelinformation(suchas3Dgeometry,ProcesstechnologyandSOon)hasbeenincludedintheNCProgramwhichwillben.ansf.en.edtotheCNC.AndnoinformationcanbefeedbacktotheCAD/CAM/CAPP,SOthattheempiricalknowledgeoftheworkerscan’tbeused。IS

6、O14649(STEP-NC)extendsthecurrentSTEPstandardintotheapplicationareaofmanufacturing。STEP-NC,whichisbasedontheSTEPstandardandusesthesamegeometrydescriptionmethod,increasestheefficiencyandflexibilityofNCProgrammingbymeansofastrucuterd,object-orientedmachiningdescription。Therefore,STEP-NC·basedNCprogr

7、amwillnotonlytransferthe3DgeometryforthemachinedworkpieceintoCNC,butalsotheProcesstechnologyandmachininginformation,whichwillovercomelotsofdisadvantageoftheconventionalISO6983-basedNCProgram。neoutstandingcharacteristic

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