自1952年世界上第一臺
數(shù)控機(jī)床誕生以來，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展非常迅速，數(shù)控系統(tǒng)也由原先的硬連接數(shù)控發(fā)展成為今天的計算機(jī)數(shù)控(CNC)。但是，現(xiàn)代化的生產(chǎn)對CNC的要求也越來越高，系統(tǒng)之間不兼容、
編程困難、智能化程度低等諸多問題大大限制了現(xiàn)代化生產(chǎn)以及數(shù)控技術(shù)本身的發(fā)展。與此同時，人們逐漸意識到數(shù)控系統(tǒng)一直采用的G、M代碼(ISO 6983)已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的需要。這種面向運(yùn)動和開關(guān)控制的數(shù)控程序限制了CNC系統(tǒng)的開放性和智能化發(fā)展，同時也使得CNC與CAX技術(shù)之間形成了瓶頸，嚴(yán)重阻礙了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。1997年歐共體通過OPTIMAL計劃開發(fā)了一種遵從STEP標(biāo)準(zhǔn)、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，重新定義了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，重新定義了面向銑削加工的編程界面，提出了STEP-NC的概念。STEP-NC將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)STEP擴(kuò)展至CNC領(lǐng)域，重新定義了CAD/CAM與CNC之間的接口。它要求CNC系統(tǒng)直接使用符合STEP標(biāo)準(zhǔn)(ISO 10303)的CAD三維產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型(包括幾何數(shù)據(jù)、設(shè)計和制造特征)，加上工藝的信息和刀具信息，直接產(chǎn)生加工程序來控制機(jī)床。隨后STEP-NC成了世界工業(yè)化國家研究的熱點(diǎn)，其中較具代表性的研究項(xiàng)目有歐洲的STEP-NC項(xiàng)目、美國的Super Modal項(xiàng)目、日本的Digital Master項(xiàng)目等。目前STEP-NC項(xiàng)目的研究已取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。據(jù)美國STEP Tools公司的預(yù)測STEP-NC控制器將在本世紀(jì)的第一個十年內(nèi)出現(xiàn)，屆時人們將會看到自動化制造的全新景象。
A$3ll| %j kD46Le++B STEP-NC數(shù)據(jù)模型
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R STEP-NC是為CNC系統(tǒng)重新定義的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，它在STEP的基礎(chǔ)上面向?qū)ο蟮男问綄a(chǎn)品的設(shè)計信息與制造信息聯(lián)系起來。STEP-NC定義了一個新的STEP應(yīng)用協(xié)議(AP-238，尚在完善中)作為CAM與CNC之間的數(shù)據(jù)交換規(guī)范。AP-238涵蓋了產(chǎn)品從概念到成品(零件)全過程所需的全部信息，其中包括三維幾何信息(AP-214)、工藝信息(如銑、車、放電加工等)、檢測信息(AP-219)等。目前STEP-NC標(biāo)準(zhǔn)草案(ISO-DIS-14694)已經(jīng)形成。有關(guān)基本規(guī)則與銑削加工的標(biāo)準(zhǔn)(草案)已完成，包括基本概念和規(guī)則(Part 1)、通用標(biāo)準(zhǔn)(Part 10)、數(shù)控銑削加工工藝(Part 11)、銑削刀具(Part 111)等。正在制訂的STEP-NC標(biāo)準(zhǔn)有：數(shù)控
車削加工(Part 12)、放電加工(Part 13)、木材和
玻璃加工(Part 14)、檢測(Part 15)等。如通用數(shù)據(jù)的一個簡化模型，包括工件和工作計劃兩部分。其中工件指最終的成品，工件上需要去除材料的區(qū)域由一系列加工特征定義。工作計劃包括若干工作步驟(如平面、復(fù)雜曲面、孔等)與具體操作聯(lián)系起來。這里操作本身也是ISO-14649中定義的概念，設(shè)計加工方法、刀具、導(dǎo)軌、工藝策略等。
qDS~|<Y5 a9_KoOa.H 基于STEP-NC的數(shù)據(jù)程序結(jié)構(gòu)
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