关于STEP和STEP-NC的CAD-CAPP-CAM-CNC系统集成技术的研究.pdf

简介：
本文探讨了STEP标准与STEP-NC技术在CAD-CAPP-CAM-CNC集成系统中的应用，分析了其关键技术及研究进展。 文章标题为《基于STEP和STEP-NC的CAD_CAPP_CAM_CNC系统集成技术研究》，其内容主要聚焦于探讨如何利用国际标准STEP（Standard for the Exchange of Product model data）及其中专门针对数控程序的数据交换与描述部分——STEP-NC，来实现计算机辅助设计(CAD)、工艺规划(CAPP)、制造(CAM)以及数控设备控制(CNC)系统之间的集成技术研究。通过这些技术的研究，文章旨在解决CAx（涵盖CAD/CAPP/CAM/CNC等）各子系统间信息交换与共享的难题。 摘要中提到的“产品模型数据交换标准”指的是STEP这一国际通用的标准，该标准提供了一套完整的机制用于描述和管理产品的几何、拓扑结构以及制造过程中的功能性和非功能性属性。而STEP-NC作为其重要组成部分，则专注于数控程序的数据标准化问题，它超越了传统的G代码限制，为现代数控机床提供了更为全面的产品加工信息。 文章作者包括西北工业大学机电学院的杜娟、田锡天、朱名铨和刘书暖以及太原重型机械学院机电学院的李建克。这表明研究具有跨学科合作的特点，并且得到了国家层面的支持，如国家863CIMS主题资助项目及航空基础科学基金等。 关键词中提到“数据交换与共享”、“工艺信息模型”、“文件转换器”、“特征识别”和“产品模型数据交换标准”，这些都是文章的核心内容。其中，“数据交换与共享”指的是不同CAD/CAPP/CAM/CNC系统间通过统一的数据格式实现高效的信息流通；而“工艺信息模型”则是指对制造过程中的工序、材料等进行标准化的描述。“文件转换器”的功能在于将各种不同的版本或格式的数据文件转化为符合标准的形式，从而便于跨系统的兼容性。“特征识别”则涉及自动检测产品设计中特定几何形态的技术，并将其转换为具体的加工指令。而“产品模型数据交换标准（STEP）”则是实现上述所有技术的基础。 在计算机集成制造系统(CIMS)的发展历程中，CAD、CAPP、CAM和CNC作为其核心组成部分的重要性不言而喻，它们的整合与优化对于整个系统的效能至关重要。然而，在实际应用过程中，由于各子系统的独立性和封闭性导致的信息交换障碍一直是困扰制造业的一大难题。 为此，《基于STEP和STEP-NC的CAD_CAPP_CAM_CNC系统集成技术研究》提出了一种创新性的解决方案：即通过中立文件格式来描述产品信息，从而达成不同制造软件之间的无缝连接。这种“中间件”形式的数据表达方式独立于任何特定的设计或加工平台之外，为各子系统的协同工作提供了一个统一的接口。 此外，文章还深入探讨了工艺建模技术和数据转换技术的应用细节，并特别关注从STEP AP203（适用于CAD领域的应用协议）到AP224（面向CAM领域的需求制定的标准文档格式）之间的转化机制。同时引入了自动特征识别的概念，即利用计算机算法来智能地解析产品模型中的特定结构特点。 综上所述，《基于STEP和STEP-NC的CAD_CAPP_CAM_CNC系统集成技术研究》不仅在理论上提出了新的视角和技术路径，还为实际应用提供了宝贵的参考价值。通过这些方法的应用与推广，有望进一步提高制造业的整体效率、灵活性及竞争力。