摘要：为促进step-nc(ISO14649)向螺杆旋风铣削领域的拓展和应用,在现有step-nc数据模型的基础上定义了螺杆特征及旋风铣削工艺数据模型。首先在ISO 14649的加工特征下定义了螺杆特征,包括柱状螺杆和锥形螺杆两个子特征,在切削加工下定义了旋风铣削数据模型;然后给出基于step-nc的螺杆设计与制造系统集成方案;最后针对异型螺杆设计并实现了一个数控编程系统。该系统包括step文件翻译、特征识别、工艺规划和数控程序编写模块。该系统可以读取step AP203格式的螺杆CAD模型,并进行旋风铣削工艺的规划,最后生成符合ISO 14649的数控加工程序。

摘要：针对零件工艺规划过程中的装夹规划问题,提出一种面向step-nc加工特征的启发式聚类装夹规划求解方法。在分析step-nc数据模型和加工单元的基础上,建立了零件装夹规划的数学模型,基于加工特征制造优先级规则对加工单元进行聚类分组,形成零件的装夹方案集;随后通过专家打分和评定策略对这些装夹方案集进行排序,生成符合零件装夹要求的装夹规划方案。装夹规划考虑了零件的具体形状及其稳定性等多种约束条件,确定零件每一个加工单元的定位面和装夹面,较好地体现了零件实际加工过程中的装夹情况。基于Solid-works三维计算机辅助设计平台实现了零件装夹规划的生成,通过实例对所提算法进行了验证。

摘要：为了简化工艺决策过程的复杂性和实现工艺决策过程的模型化和算法化,在深入分析step-nc数据模型的基础上,针对数控工艺的特点,提出了元加工操作及制造特征加工链等概念,建立了支持非线性工艺设计的分步工艺决策过程;进而提出了基于排列和辅助时间的加工工步排序和优化的方法,实现了加工工步排序和优化过程的统一处理,使CAPP系统能够提供多个可选的工艺方案。通过一个基于step-nc的CAPP原型系统的实现及实例零件的工艺过程设计表明,所提出的工艺决策过程和优化方法是简单有效的。

摘要：针对step-nc的数据模型和面向对象的编程特征,运用模块化软件设计思想,建立译码模块的四个功能子模块。①输入子模块负责解析step-nc程序,设计专门的数据结构用来存储程序行实体信息。②识别子模块识别加工程序中的各种实体,提出特定的识别顺序以保证识别准确度。③建模子模块根据实体类型,通过实体映射的方法建立相应的C++类库模型。④路径规划子模块根据模型参数规划加工路径,并给出其工作过程。路径规划涉及的一个复杂问题就是坐标转换。对step-nc标准中坐标的层次结构进行了归纳,对路径规划过程中的坐标参照原则进行了详细介绍。通过一个基于step-nc接口的三维铣削仿真系统的仿真试验,生成可视的刀具路径,证明路径规划的正确性。最后将译码模块移植到开放式数控系统中,通过实际的加工试验验证译码模块的有效性和正确性。

摘要：针对当前step-nc尚不能完善地支持多轴曲面加工问题,定义了step-nc中的自由曲面五轴加工指令,研究了非均匀有理B样条(NURBS)曲面实时五轴插补技术,建立了数控系统的运动学模型,并在上述理论研究的基础上完成了数控系统的软件设计;建立了五轴数控试验样机,并进行了NURBS曲面零件的切削实验。实验结果表明,所提出的基于step-nc的NURBS曲面五轴加工指令及NURBS曲面五轴加工的运动学模型的正确性;所给出的NURBS曲面插补算法适用于凸凹曲面加工;所构建的五轴铣床样机具有很好的曲面加工性能。

摘要：在Linux Rtai平台下,对开放式智能化step-nc控制器的实现方法进行了研究。引入本体论的方法,建立了一个数控专家知识库。采用自主研发的工业实时以太网现场总线技术作为控制器底层硬件接口。在嵌入了Rtai实时核的通用Linux平台上开发了原型机,验证了设计方案的可行性。此数控系统具有现场编程与重规划能力,可进行一定的自主决策,支持分布式控制。整个系统具有开放、智能、灵活的特点。

摘要：为满足step-nc数控系统研究的需要,提出基于step-nc仿真系统的方案.该系统采用模块化设计,译码器由解析模块、建模模块和路径规划模块构成,根据step-nc程序特点完成程序解析、加工类库模型建立和刀具路径规划功能,其他模块完成实时加工仿真功能.作为独立模块的译码器,其数据接口用于仿真系统与实际数控系统进行数据交换,其路径信息接口设计为直线和圆弧两种单元类型,作为仿真和加工的计算依据.仿真和加工实验证明该仿真系统运行正确,说明基于step-nc仿真系统及译码器可以作为独立的功能模块嵌入数控系统.

摘要：为提升复杂零件工艺规划的集成化和智能化,提出一种基于混合算法面向step-nc自由曲面特征的加工操作方法智能决策方法.首先,构建了面向step-nc自由曲面特征的加工操作方法决策BP神经网络模型.然后,基于自适应视野策略、自适应步长策略和混沌算法给出了改进的人工鱼群算法,并与BP神经网络相融合设计了用于step-nc自由曲面特征加工操作方法决策的混合算法.并利用归一化的零件加工信息实现了step-nc自由曲面特征的加工操作方法高效智能决策.最后,通过实例验证了该方法的有效性和可行性.

摘要：为实现新的数控编程语言step-nc在网络化协同制造中的应用,实现网络企业间的产品信息集成和共享,使信息可以在远程、异质、异构环境下进行共享和交流,需要把step-nc的描述语言EXPRESS转换为XML语言.分析了EXPRESS语言和XML语言的数据类型及特点,研究了EXPRESS语言和XML语言之间的映射方法,提出了基于XML模式库和DOM接口2种EXPRESS与XML转换方法,最后给出了使用DOM接口方法进行转换的具体实现过程.为企业开展异地产品协同设计、网络化制造提供技术支持.

摘要：为满足step-nc数控系统研究需要,在研究step-nc信息模型、程序结构基础上,首先提出step-nc数控系统人机界面(MMI)软件的过程模型,并阐述各组成模块的功能。随后针对step-nc数控系统MMI实现的关键问题,设计并实现了信息提取、数据显示、路径生成、切削仿真及G代码生成等功能模块。并通过step-nc标准的一个测试件实例验证本软件的正确性及有效性。