網(wǎng)絡(luò)化制造與STEP-NC技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代制造業(yè)正朝向網(wǎng)絡(luò)化、全球化、智能化等方向發(fā)展，因而以網(wǎng)絡(luò)化制造手段來(lái)改造制造企業(yè)，使企業(yè)能快速響應(yīng)市場(chǎng)，盡可能的滿足個(gè)性化市場(chǎng)的需求，是現(xiàn)代制造業(yè)必須面臨的課題。網(wǎng)絡(luò)化制造正是在這種背景下產(chǎn)生的，網(wǎng)絡(luò)化制造是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)計(jì)算機(jī)集成制造、智能制造、敏捷制造等先進(jìn)制造模式與技術(shù)的綜合、深化與實(shí)現(xiàn)，并將隨著各種先進(jìn)制造技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)化制造是經(jīng)濟(jì)全球化和信息革命時(shí)代的必然產(chǎn)物，是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代先進(jìn)制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的

2、必然結(jié)果。 STEP-NC是近年來(lái)歐、美、韓等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家面向現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)提出的一種新的數(shù)據(jù)接口規(guī)范，用以取代沿用已久的ISO 6983(G代碼)。迄今已完成了部分標(biāo)準(zhǔn)化工作并形成了新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 14649)草案。STEP-NC是STEP(ISO 10303)向數(shù)控加工領(lǐng)域的拓展，它要求基于STEP的CAD模型，加上工藝數(shù)據(jù)后直接作為CNC的輸入，以STEP-NC取代ISO 6983對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)乃至數(shù)字制造系統(tǒng)的發(fā)

3、展有著深遠(yuǎn)的積極意義。 基于STEP-NC的數(shù)控程序是一種中性描述，它不依賴于具體的CAM系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床，這顯然會(huì)極大地提高數(shù)控程序的可移植性，在一定程度上解決制造系統(tǒng)間的兼容性問(wèn)題。STEP-NC對(duì)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的智能化是相當(dāng)重要的，STEP-NC將STEP的應(yīng)用范圍延伸到數(shù)控加工領(lǐng)域后可望實(shí)現(xiàn)CAD、CAM、CNC之間的無(wú)縫連接，直接進(jìn)行信息的雙向交換，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的加工方案可以方便地回溯到上游系統(tǒng)，這將會(huì)大大方便系統(tǒng)間的信

4、息交換和共享，為其他相關(guān)技術(shù)提供基礎(chǔ)性條件，這也決定了數(shù)控系統(tǒng)必然向著集決策與控制功能于一體的集成系統(tǒng)方向發(fā)展。 本文在相關(guān)項(xiàng)目基金的資助下，首先綜述了國(guó)內(nèi)外STEP-NC技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)的發(fā)展概況，并對(duì)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了比較全面的總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)基于STEP-NC的網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)框架及網(wǎng)絡(luò)化傳輸方法、對(duì)基于STIX庫(kù)的STEP-NC程序信息處理方法以及解釋器等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。本論文的具有創(chuàng)新意義的主要研究工作有

5、如下幾個(gè)方面： (一) 研究了基于STEP-NC的產(chǎn)品制造信息的網(wǎng)絡(luò)化描述，重點(diǎn)研究了XML的編程接口，EXPRESS語(yǔ)言和xML語(yǔ)言之間的映射方法及實(shí)現(xiàn)方法。從STEP-NC程序結(jié)構(gòu)入手，建立了面向特征的STEP-CNC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框架，從技術(shù)角度出發(fā)，確定了現(xiàn)實(shí)可行的數(shù)控系統(tǒng)研究方法和工作流程。 (二) 研究AP238文件的信息結(jié)構(gòu)，提出了基于STIX庫(kù)的AP238文件信息提取方法，并以實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明了AP238文件頭段

6、信息和數(shù)據(jù)段信息提取中具體函數(shù)的使用方法，實(shí)現(xiàn)了AP238文件信息的提取。 (三) 研究基于STEP-NC的工藝規(guī)劃優(yōu)化方法及原理，通過(guò)分析STEP-NC文件的信息結(jié)構(gòu)，采用遺傳算法優(yōu)化工藝路線，將數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入應(yīng)用程序中，生成符合STEP標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式文件。 (四) 對(duì)基于STIX庫(kù)實(shí)現(xiàn)信息處理功能的STEP-NC解釋器進(jìn)行深入研究，通過(guò)創(chuàng)建符合AP238協(xié)議中實(shí)體定義項(xiàng)對(duì)應(yīng)的C++類，運(yùn)用STIX庫(kù)函數(shù)，依據(jù)AP238