硕士论文-基于STEPNC数控技术的研究

基于STEP-NC数控技术的研究作者：李森学位授予单位：天津大学相似文献(1条)1.学位论文仓公林基于STEP-NC数控铣削加工若干关键技术研究2006传统的数控机床程序编制是基于ISO6983，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在制造领域的延伸，作为新的数控系统数据接口的规范(ISO14649)，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ISO6983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ISO6983的局限性，分析了产品数据交换标准的发展历程，指出STEP在制造领域的扩展—STEP-NC取代ISO6983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ISO14649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.基于开放式、模块化思想，提出基于STEP-NC铣削数控系统的功能结构模型，将STEP-NC数控系统的主要功能模块分为数控程序解释器、微观工艺规划、刀具路径生成器和运动控制器等模块。研究微观工艺规划模块，分析了STEP-NC数控程序中主要实体数据之间的逻辑关系，实现了工艺参数信息、机床功能信息的获取、修改和更新。最后分析了运动控制卡PMAC的加工指令格式，研究了由刀具路径信息、工艺参数和机床功能等信息生成PMAC加工指令的方法。5.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。6.以STEP-NC数据模型中二轴半制造特征的平面、型腔特征为对象，研究在不同加工策略下的刀具路径生成算法。首先，研究了STEP-NC加工特征信息的提取方法；其次，研究了根据数控机床刀库中现有的刀具对铣削刀具进行匹配的算法，以上两步为刀具路径的生成准备了必要的信息；最后，研究了平面和型腔特征的刀具路径生成方法，包括进退刀路线的生成、加工刀位点的生成和相邻刀具路径的连接方法等。并开发了数控系统软件原型。STEP-NC的出现将使机床数控系统发生重大的技术变革，基于STEP-NC的开放式数控系统是机床数控系统的未来发展趋势，它将引起CAD、CAM和CNC功能和格局的重新划分，对设计、制造信息的真正集成产生巨大的推动作用。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：d5dd097b-4dd4-482d-a556-9df9014371e4下载时间：2010年9月22日