基于STEP-NC数控铣削系统研究

摘要

随着数控技术的迅猛发展，数控机床在数控加工中起着越来越重要的作用，STEP-NC在数控加工领域的出现，为CNC的开放性和智能化提供了广阔的发展空间，消除了长期以来困扰人们的数据不兼容问题，因此进行STEP-NC数控铣削系统的研究，具有重要的理论和现实意义。
　　本文首先分析了STEP-NC数控铣削系统功能结构模型，对各关键模块的实现进行了设计，开发的STEP-NC铣削数控系统共有四个主要的关键模块，STEP-NC数控程序解释器、微观工艺规划、刀具路径规划和运动控制模块。提出基于内存的STEP-NC数控程序解释方法，采用正则表达式对STEP-NC文件进行语法检查，提出基于模式和实体的STEP-NC数控程序信息提取方法，对于提取的信息能够生成工步序列树，直观地显示加工对象、加工工步等;通过人机交互界面可实现工艺参数、机床功能信息的获取和修改;研究了七种传统的铣削加工策略，并在此基础上提出了一种新型的铣削加工策略:由重复的模式沿引导曲线刀具路径编程，对STEP-NC2.5D制造特征中平面、孔和型腔刀具路径的生成算法进行了研究;分析了PMAC运动代码的生成。以VC++6.0作为开发平台，开发了STEP-NC数控铣削系统。结合具体实例对STEP-NC数控铣削系统准确性及可靠性进行了验证。
　　通过对STEP-NC数控铣削系统的开发，解决了CNC系统与CAD/CAPP/CAM系统之间信息共享和集成的问题，从而达到了提高数控加工的生产效率和产品质量的目的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 STEP-NC在国外的研究现状

1．2．2 STEP-NC在国内的研究现状

1．3 课题来源和研究内容

第2章 STEP-NC铣削数控系统关键模块设计

2．1 STEP-NC铣削数控系统功能分析

2．2 STEP-NC数控程序解释器设计

2．2．1 类库的设计原则与实现

2．2．2 文件读取、语法检查

2．2．3 STEP-NC数控文件信息提取与特征识别

2．3 微观工艺规划

2．3．1 工步序列树生成

2．3．2 参数的获取、显示和修改

2．4 刀具路径生成

2．5 运动控制器

2．6 本章小结

第3章 基于加工特征的刀具路径生成算法研究

3．1 铣削加工策略类型

3．2 STEP-NC铣削模型中的特征定义

3．3 刀具路径的生成

3．3．1 刀具路径生成原理

3．2．3 步长及行距的确定

3．3 孔特征的刀位文件生成

3．4 平面特征的刀具路径生成

3．5 型腔特征的刀具路径生成

3．6 刀具路径仿真验证

3．7 本章小结

第4章 STEP-NC数控铣削系统开发

4．1 原型系统设计

4．1．1 系统开发平台选择

4．1．2 系统总体设计

4．2 系统运行

4．2．1 系统登陆界面

4．2．2 数控程序解释器

4．2．3 微观工艺规划

4．2．4 刀轨仿真

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢