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基于STEP-NC的信息提取系统的研究与实现

盛滨  
【摘要】: 基于传统数控标准ISO6983编制的数控程序日益暴露出诸多缺点,如程序修改困难、修改结果难以反馈到CAD/CAM领域、不同数控系统之间数控程序的互换性差等,这使得数控系统与上游的CAD/CAPP/CAM系统之间不能实现完整的信息传递,其最主要原因是传统的数控程序中不包含如三维几何信息、公差信息等高层信息。为此,国际标准协会提出了一种新标准STEP-NC(STEP-Compliant DataInterface for Numeric Controls),作为新的数控系统数据接口的规范(ISO14649)。STEP-NC是STEP(Standard for Exchange of Product modal data)在制造领域的延伸,它使CNC系统能够直接使用符合STEP标准的CAD三维产品数据模型,直接产生加工程序来控制机床。基于STEP-NC标准的数控程序包含了工艺信息和加工信息,从而克服了传统数控程序的诸多缺点,使CNC与其它CAX系统之间实现信息双向流通,消除了信息流的瓶颈问题。 本文以STEP-NC为研究对象,对基于STEP-NC数控程序信息提取系统进行研究。主要研究内容如下: 1.在分析传统数控标准ISO6983的基础上,对新型数控标准STEP-NC的发展背景及国内外发展现状进行简要论述,并对国外几种典型的数控系统模式进行比较,总结出目前对于STEP-NC研究所取得的成果及研究侧重点,同时阐述STEP-NC标准的优势。 2.研究了STEP标准的产生、发展及应用后,给出STEP与STEP-NC之间的关系;分析STEP标准的基本原理和体系结构;探讨了STEP-NC数据模型及STEP-NC数控程序结构,并阐述了标准数据存取接口SDAI的体系组成及其语言联编实现原理。 3.阐述了基于STEP-NC的信息提取系统的功能结构和主要特征,完成对系统的总体规划。系统采用面向对象的设计思想,具有可扩展性和重用性的特点。 4.根据STEP-NC数控程序的结构特点,设计实现了对原始数据的解释,将以EXPRESS语言描述的信息数据转换成计算机可以识别的数据,并设计了相应的数据结构将解释后的数据存放在内存中。 5.创建了数据字典模式,存放和管理STEP标准中定义的实体信息,并设计相应的接口函数实现应用程序对字典数据的存取操作。实现了字典中实体数据和STEP-NC数控程序中的实例数据匹配。 6.实现了对STEP-NC数控程序信息的分类、特征识别功能,并利用人机界面将分类后的信息进行显示。同时,应用OpenGL技术,初步实现工件三维图形的显示,并利用实例对系统进行了验证。


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