自1952年世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床誕生以來(lái)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展非常迅速，數(shù)控系統(tǒng)也由原先的硬連接數(shù)控發(fā)展成為今天的計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)。但是，現(xiàn)代化的生產(chǎn)對(duì)CNC的要求也越來(lái)越高，系統(tǒng)之間不兼容、編程困難、智能化程度低等諸多問(wèn)題大大限制了現(xiàn)代化生產(chǎn)以及數(shù)控技術(shù)本身的發(fā)展。與此同時(shí)，人們逐漸意識(shí)到數(shù)控系統(tǒng)一直采用的G、M代碼(ISO 6983)已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的需要。這種面向運(yùn)動(dòng)和開(kāi)關(guān)控制的數(shù)控程序限制了CNC系統(tǒng)的開(kāi)放性和智能化發(fā)展，同時(shí)也使得CNC與CAX技術(shù)之間形成了瓶頸，嚴(yán)重阻礙了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。1997年歐共體通過(guò)OPTIMAL計(jì)劃開(kāi)發(fā)了一種遵從STEP標(biāo)準(zhǔn)、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，重新定義了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，重新定義了面向銑削加工的編程界面，提出了STEP-NC的概念。STEP-NC將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)STEP擴(kuò)展至CNC領(lǐng)域，重新定義了CAD/CAM與CNC之間的接口。它要求CNC系統(tǒng)直接使用符合STEP標(biāo)準(zhǔn)(ISO 10303)的CAD三維產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型(包括幾何數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)和制造特征)，加上工藝的信息和刀具信息，直接產(chǎn)生加工程序來(lái)控制機(jī)床。隨后STEP-NC成了世界工業(yè)化國(guó)家研究的熱點(diǎn)，其中較具代表性的研究項(xiàng)目有歐洲的STEP-NC項(xiàng)目、美國(guó)的Super Modal項(xiàng)目、日本的Digital Master項(xiàng)目等。目前STEP-NC項(xiàng)目的研究已取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。據(jù)美國(guó)STEP Tools公司的預(yù)測(cè)STEP-NC控制器將在本世紀(jì)的第一個(gè)十年內(nèi)出現(xiàn)，屆時(shí)人們將會(huì)看到自動(dòng)化制造的全新景象。 JWsOze8#  
WR zIK09@  
    STEP-NC數(shù)據(jù)模型 dTVh{~/  
gg?O0W{  
    STEP-NC是為CNC系統(tǒng)重新定義的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，它在STEP的基礎(chǔ)上面向?qū)ο蟮男问綄�產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息與制造信息聯(lián)系起來(lái)。STEP-NC定義了一個(gè)新的STEP應(yīng)用協(xié)議(AP-238，尚在完善中)作為CAM與CNC之間的數(shù)據(jù)交換規(guī)范。AP-238涵蓋了產(chǎn)品從概念到成品(零件)全過(guò)程所需的全部信息，其中包括三維幾何信息(AP-214)、工藝信息(如銑、車(chē)、放電加工等)、檢測(cè)信息(AP-219)等。目前STEP-NC標(biāo)準(zhǔn)草案(ISO-DIS-14694)已經(jīng)形成。有關(guān)基本規(guī)則與銑削加工的標(biāo)準(zhǔn)(草案)已完成，包括基本概念和規(guī)則(Part 1)、通用標(biāo)準(zhǔn)(Part 10)、數(shù)控銑削加工工藝(Part 11)、銑削刀具(Part 111)等。正在制訂的STEP-NC標(biāo)準(zhǔn)有：數(shù)控車(chē)削加工(Part 12)、放電加工(Part 13)、木材和玻璃加工(Part 14)、檢測(cè)(Part 15)等。如通用數(shù)據(jù)的一個(gè)簡(jiǎn)化模型，包括工件和工作計(jì)劃兩部分。其中工件指最終的成品，工件上需要去除材料的區(qū)域由一系列加工特征定義。工作計(jì)劃包括若干工作步驟(如平面、復(fù)雜曲面、孔等)與具體操作聯(lián)系起來(lái)。這里操作本身也是ISO-14649中定義的概念，設(shè)計(jì)加工方法、刀具、導(dǎo)軌、工藝策略等。 k vF[d{l
 
N"Cd{3  
    基于STEP-NC的數(shù)據(jù)程序結(jié)構(gòu) SU7 erCHX  
s*tzU.E(  
    基于STEP-NC的數(shù)控程序廢棄了傳統(tǒng)的數(shù)控程序中直接對(duì)坐標(biāo)軸和刀具動(dòng)作進(jìn)行編程的做法，采用了ISO-10303數(shù)據(jù)格式和面向特征的編程原則。它以工作步驟作為加工流程的基本單位，將特征與技術(shù)信息聯(lián)系到一起。每個(gè)工作步驟只定義一種操作(“干什么”、“如何干”等，但只能用一種刀具和一種策略)。 9jJ:T$}  
e
kPn`U  
    程序本身也采用ISO-10303規(guī)定的文件格式，從結(jié)構(gòu)上可分為兩部分：文件頭和數(shù)據(jù)段。文件頭以“HEADER”為標(biāo)記，主要說(shuō)明文件名、編程者、日期以及注釋等。數(shù)據(jù)段以“DATA”開(kāi)始，包含了加工零件所需的所有信息和操作任務(wù)。根據(jù)規(guī)定，它首先要一個(gè)PROJECT語(yǔ)句，其后的內(nèi)容可分為三部分：工作計(jì)劃與可執(zhí)行語(yǔ)句(Executable,包括工作步驟、一般NC功能如信息顯示等、以及流程的控制)、技術(shù)描述(刀具、機(jī)床功能、加工策論等)、幾何描述(幾何數(shù)據(jù)、加工特征等)。 2#_i_j  
zwgO|Qg;  
    STEP-NC為CNC提供的發(fā)展空間 [pzo[0G 'v  
czcsXB