STEP-NC程序转换为G代码的研究

摘要

当前一种新的计算机数控系统标准STEP-NC(ISO14649)被提出,与沿用至今的NC代码标准相比较,它有如下一些优点:①STEP-NC能提供一种中性机制,不依赖于具体的计算机数控系统;②STEP-NC是对STEP标准进行扩展后用于数控领域,所以STEP-NC标准数据接口具有兼容性,它能实现计算机数控系统开放性和互换性;③STEP-NC去除CAM繁琐的后处理系统,重新规定了一种CAX与计算机数控系统之间的接口,使计算机数控系统的可移植性和整个系统的柔性都得到提高;④STEP-NC还能实现CAD、CAM、计算机数控系统之间的无缝连接和数据的双向传输,为信息交换和共享提供便利;⑤现在的网络制造、并行工程、敏捷制造等先进生产模式,需要这种STEP-NC标准作为基础。
　　现有数控设备不能直接实现对STEP-NC程序文件的处理,为了实现STEP-NC新标准的程序文件在当前数控设备上使用,必须搭起STEP-NC向G代码的转换平台。因此,论文对STEP-NC程序转换为G代码的设计与实现进行了研究。依据STEP和STEP-NC标准及相关支撑技术、STEP-NC数控程序文件结构、SDAI的工作原理及OpenGL技术,利用VisualC++编程语言成功地设计了一个STEP-NC程序转换器,初步实现了STEP-NC程序转换器的转换功能。
　　主要研究工作如下:
　　1.在STEP-NC信息提取系统模型的开发设计方面,将其分解为模型实体创建、词法分析、实体实例匹配、信息获取及界面显示等功能模块,用VisualC++编程语言对各模块的功能进行设计开发,较好地完成了对STEP-NC程序文件的提取、结构树显示、属性列表显示,三维线框模型显示及工步单元对话框形式显示。
　　2.在特征识别模块的开发设计方面,主要针对平面特征、孔特征及封闭型腔特征进行了开发设计,为以后进一步的扩展提供了基础。
　　3.在刀具路径与G代码生成模块的开发设计方面,也主要是根据识别出的三种基本特征,进行刀具路径与G代码生成模块的设计开发。同时,实现了STEP-NC程序转换器界面对输入STEP-NC程序文件和输出G代码的显示。
　　最后参照标准草案中的STEP-NC程序文件,将其读入STEP-NC程序转换器,利用CAXA制造工程师软件对STEP-NC程序转换器生成的G代码进行校验,验证了本课题所开发STEP-NC程序转换器是可行的。

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第一章 绪论

§1.1 课题研究背景及意义

§1.2 STEP-NC国内外研究现状

§1.3 本课题研究内容及意义和论文的主要内容

第二章 STEP与STEP-NC标准概述及相关支撑技术

§2.1 STEP标准体系结构

§2.2 STEP-NC体系结构

§2.3 OpenGL技术

§2.4 本章小结

第三章 程序转换器与信息提取系统模型的设计

§3.1 系统框架设计

§3.2 STEP-NC信息提取系统模型设计

§3.3 信息提取系统模型的模块结构设计

§3.4 本章小结

第四章 特征识别

§4.1 平面特征的识别

§4.2 孔特征的识别

§4.3 封闭型腔的识别

§4.4 本章小结

第五章 刀具路径与G代码的生成

§5.1 坐标系介绍

§5.2 刀具路径生成

§5.3 G代码的生成

§5.4 本章小结

第六章 程序转换器的验证

§6.1 信息提取系统模型界面

§6.2 STEP-NC程序转换器对话框显示与NC文件校核

§6.3 本章小结

第七章 全文总结与展望

§7.1 全文总结

§7.2 展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果

附录