基TXML的STEP—NC数控加工若干问题研究

文中提出了一种基于STEP—NC的数控铣削加工系统，构建了系统的结村体系，研究了在VC＋＋6．0环境下，应用SAX接口，通过检索和处理XML文件信息来建立STEP-NC铣削解释器。应用解释器提供的各种特征信息，刀轨生成器运用类似旅行商问题的遗传算法对路径进行优化，最终实现STEP-NC铣削系统刀具轨迹的自动生成。最后通过实际加工来验证所生成的刀具轨迹是符合加工要求的。     

基于STEP-NC车削解释器及刀具轨迹生成器的研究

提出了一种基于STEP-NC的数控车削加工系统,构建了系统的结构体系,研究了在VC++6.0环境下,应用STIX库及MFC类库等,通过检索和处理AP238文件信息来建立STEP-NC车削解释器的方法.并以此为基础应用解释器提供的数据源及参数和刀具数据库,来建立刀具轨迹生成器,实现STEP-NC车削系统刀具轨迹的自动生成.最后通过刀具轨迹的仿真来检验所生成的刀具轨迹是否符合加工要求.     

面向AP238的刀具路径生成器研究

为使STEP-NC程序能被CNC所识别,对基于STEP-NC解释器和PMAC卡两大核心模块的AP238刀具路径生成系统进行了深入探究。通过VC高级语言,利用STEP-NC解释器,编辑PMAC提供的计算机底层驱动程序和接口函数,将上位机STEP-NC解释器生成的数据与PMAC卡伺服驱动器建立关联,生成加工程序中工步定义的各种加工特征的刀具运动轨迹来驱动机床的刀具运动。STEP-NC解释器读取STEP-NC加工程序,过滤出刀具的类型、直径、坐标等数据信息存储到指定的刀具路径生成器中,生成加工程序中工步定义的各种加工特征的刀具运动轨迹,并利用AP238刀具路径生成器生成零件的刀具轨迹。面向AP238的刀具路径生成器具有良好的模块化特性,通用性强,效率高。它将STEP-NC加工程序释译成数控机床可识别的刀具轨迹信息,并生成每一加工特征的刀具轨迹,为STEP-NC加工程序能被CNC系统识别提供可靠保证。     

基于STEP-NC的切削加工机器人CAM系统

为解决现有CAM系统不支持机器人后置处理器的问题,将STEP-NC标准引入机器人切削加工领域,研究了基于STEP-NC的机器人CAM系统。该系统以STEP-NC加工程序作为输入,包含STEP-NC文件读取与解析模块、刀具路径生成模块、路径仿真与优化模块等,以型腔特征为例,对双向铣削方法的换向算法进行了研究。采用本文所述CAM系统生成的机器人加工程序实现了零件的加工,验证了所述方法的正确性和可行性。     

面向铣削特征的刀具轨迹生成

介绍了一种面向铣削特征的刀具轨迹生成方法。用户在特征库的支持下首先对所要加工的零件进行特征描述,形成零件的描述文件,然后系统根据描述的特征信息自动生成面向加工中心的加工工艺和数控源代码,生成铣削加工的刀具轨迹,最后利用功能强大的仿真模块对生成的数控代码进行仿真检验,实时显示刀具中心位置,切削用量等参数,若发现数控代码有误,可及时方便地进行修改。     

基于STEP-NC的在线工艺规划及刀具路径生成

为了使AP238文件能直接应用于基于PMAC的开放式数控系统中,在进一步研究分析AP238文件信息结构和STEP-NC解释器的基础上,提出了在线工艺规划方法及刀具路径生成方法.首先概述了AP238文件的信息模型和STEP-NC解释器的信息提取原理,在比较离线工艺规划和在线工艺规划的基础上,选定了在线工艺规划的内容,然后...     

STEP-NC译码器及其关键技术

为实现与产品模型数据交换标准兼容的数控数据接口在数控系统中的应用,开发了STEP-NC译码器.阐述了译码器的工作原理,将译码器按照逻辑关系分为六个功能模块,介绍了各个模块的功能和实现方法.详细论述了STEP-NC译码器实现中的三项关键技术:类库设计、刀轨规划参数读取方法和STEP-NC坐标系转换.最后,结合一个STEP-NC程序实例,利用所开发的STEP-NC译码器,规划出该程序实例的完整刀具轨迹,通过STEP-NC铣削仿真系统对刀具轨迹及零件模型进行切削仿真.仿真结果表明,所开发的STEP-NC译码器是正确可行的.     

面向铣削加工的STEP-NC文件到G代码转换技术

为使STEP-NC能在传统的数控系统中得到应用,研究了面向铣削加工的STEP-NC数控文件到传统G代码程序的转换技术,提出了一种面向制造特征的刀具轨迹规划方法。首先对制造特征进行分类,然后为每类制造特征设计走刀轨迹模型,在进行G代码转换时,通过前置处理将制造特征的走刀轨迹模型转换成对应数控系统的宏程序,不但提高了G代码的转换效率,而且缩短了G代码程序的长度。论述了STEP-NC文件信息提取和信息处理技术,以及G代码程序自动转换过程。最后,以一个铣削类零件为例,对上述技术进行了测试和验证。     

NURBS曲面五轴加工刀具规迹生成技术研究

为解决传统的复杂参数曲面五轴加工中所存在的效率和精度不高的问题,提出了一种基于STEP-NC的NURBS曲面五轴加工刀具轨迹生成技术。采用STEP-NC的数据格式描述复杂NURBS参数曲面,在此基础上采用等残留高度法对五轴加工刀具轨迹进行了规划,包括刀轨行距的计算,刀具轨迹的生成等任务。采用加工试验的方式对本文方法进行了验证,并与传统方法进行对比分析。试验结果表明,新方法能够提高复杂参数曲面的加工效率和表面加工质量。     

模具二维轮廓铣削加工刀具轨迹的仿真模型

开发了模具二维轮廓铣削加工刀具轨迹生成系统,此系统在模具加工车间使用,按实际使用的刀具半径进行编程,直接在机床外部计算出无干涉的加工轨迹,加工时不用引入刀具半径补偿,避免了加工干涉。系统还具有直观、简单的图形用户界面及刀具轨迹可视化功能,在模具的生产制造中有着一定的实用价值,而且对于其它类型工件二维轮廓加工也同样适用。     

基于XML的STEP-NC程序解释器设计与实现

简要介绍了STEP—NC标准,分析了使用XMI。表达STEP—NC程序中信息的优越性;提出了STEP—NC数控程序解释器的基本框架,并阐述了各组成模块的功能;针对STEP-NC程序解释器实现的关键问题,设计并实现了信息提取与显示方式、路径规划和切削仿真等功能模块;在VisualC＋＋6．0环境下实现了该解释器的功能,并通过STEP—NC标准中的1个测试件,实例验证了本软件的正确性及有效性。     

基于STEP-NC智能数控系统的研究

论述了基于STEP—NC智能数控系统的工艺流程，提出一种基于多智能体STEP—NC智能数控系统的体系结构，整个系统由解释Agent、工艺规划Agent、监控Agent和决策Agent等12个不同功能的Agent组成，各Agent之间相互协作，共同实现STEP—NC智能数控系统的各种功能。以系统中的两个核心模块——解释Agent和工艺规划Agent为例，阐述了其实现的具体方法。给出了开发完成的原型系统部分功能模块。提出的构建智能型STEP—NC数控系统的策略和方法，对深入研究基于STEP—NC智能数控系统具有一定参考作用。     

Five-axis STEP-NC controller for machining of surfaces

Five-axis machining is more widely used in manufacturing of freeform surfaces. However, in five-axis machining of freeform surfaces, incomplete information exchange between computer numerical control (CNC) and computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAM) results in many limitations need to be rectified. In the paper, a new structure of CNC based on STEP-NC standard is proposed, where tool path planning, tool offset, and inverse kinematics are transferred from CAM to CNC. In order to guarantee good openness, open platform and standard interface are applied in the development. Technology of module collaboration and design of data flow are studied. A five-axis real-time interpolator for non-uniform rational B-spline surfaces machining is realized. Based on these technologies, a five-axis CNC is developed in the manner of software realization, which consists of interpreter, task coordinator, axis group, softPLC, etc. The software CNC system has been applied on a tilt-rotary type five-axis machine tool, where the milling experiment has been performed successfully.     

基于STEP-NC的自由曲面刀具路径生成术的研究

在详细地分析了STEP-NC程序相对于G/M代码差异及优越性的基础上,深入地对基于STEP-NC的CNC系统中关键技术——刀具路径生成技术进行了研究。本文以自由曲面为例,首先分析了自由曲面如何在STEP-NC程序的表述,然后从STEP-NC程序中提取有用的信息自动生成刀具路径,最后采用仿真来验证该方法的正确性。     

STEP-NC数控程序的信息提取方法研究

研究了STEP-NC数控程序的结构及其信息提取方法，基于ST-Developer软件开发了相应的软件模块。根据STEP-NC执行单元的模型对STEP-NC数控程序中的基本信息、特征信息和工艺信息进行了提取，并通过一个树形的数据存储结构，展示了STEP-NC的信息层次，为后续的数据处理、刀轨生成等打下了基础。     

STEP-NC程序解释器的设计与实现

在对STEP-NC与G/M代码进行比较的基础上,详细地阐述了STEP-NC程序结构、特征以及其在CNC系统中应用和地位.深入探讨了STEP-NC程序解释器功能、数据存储结构及其算法,并用流程图详细地描述了整个程序解释的过程.     

STEP-NC的可扩展标记语言实现方法研究

STEP-NC是新发展的数控编程国际标准（ISO14649），依据该标准生成的数控程序通常采用ISO10303 Part21物理文件格式。但该格式的数控程序不但不易解释，而且不适合在网上传输。为此，提出了采用可扩展标记语言作为STEP-NC数控程序的文件格式。首先，分析了STEP-NC数据模型核心内容及ISO10303 Part21物理文件格式数控程序的缺点，研究了可扩展标记语言格式STEP-NC数控程序的生成，包括文档结构的选择、EXPRESS向可扩展标记语言的映射等，并将其作为机床控制器的输入。将机床控制器软件划分为3个模块，即可扩展标记语言形式数控程序的解释、微观工艺规划并自动生成刀具路径和控制机床运动的数控指令的生成。重点研究了可扩展标记语言数控程序的解释。     

基于SCHEMA的STEP-NC数控编程系统研究

基于新的STEP-NC数控接口标准,对STEP-NC的SCHEMA进行解析,研究STEP-NC数控程序的生成方法。分析和研究了STEP-NC数控程序,探讨Part21文件的格式和部分关键信息的生成方法,研究SCHEMA到STEP-NC数控程序的映射方法。基于SCHEMA开发了STEP-NC数控编程系统,该系统采用开放式模块设计,分为信息提取与特征识别模块、工艺规划模块、STEP-NC文件生成模块。该系统可进行自动特征识别,经人机交互方式进行工艺规划,最终生成STEP-NC数控程序。