基于STEP-NC应用参考模型文件自动生成技术的基础研究

论文摘要

STEP-NC（ISO14649）是STEP标准在CNC领域的新扩展,重新规定了CAX与CNC之间的接口,将产品的设计信息与制造信息完整联系起来,消除CAM的后处理系统,实现了CAX与CNC之间双向无缝信息流通,极大地方便了系统间的信息交换和共享。根据STEP TOOL公司的预测,STEP-NC将在未来十年内逐渐成为数控技术的最终标准。论文在详细研究STEP-NC体系原理的基础上,针对一个具体的CAD文件,开发了“STEP-NC程序生成器V1.0”。目的在于从程序的层面,用软件方式来实现CAD文件的特征自动提取,最终生成STEP-NC程序源代码。程序生成器V1.0采用面向对象的软件开发思想,基于Visual C++6.0中MFC的Dialog形式建立,利用MFC类库的软件资源,实现系统预定的功能。系统主要部分有2个功能模块,第一模块是特征提取,利用DXF图形交换文件进行二次开发,对CAD文件进行基于STEP-NC制造特征的提取,并生成与之相应的EXPRESS实体语句。第二模块是ISO14649源代码自动生成,在Visual C++6.0下,实现由零件特征EXPRESS语句生成相应程序源代码,以及零件完整的ISO14649源代码生成。论文重点分析了STEP-NC体系结构特点、建模语言EXPRESS、数据模型及加工程序文件,构造利于加工信息表述的系统核心数据库,建立了STEP-NC的形式化描述语言EXPRESS到C++语言的映射。为“STEP-NC程序生成器V1.0”的进一步研究和开发工作,做了必要的基础性的研究工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 注释说明清单
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 STEP标准简介
• 1.1.1 传统G、M代码不足
• 1.1.2 STEP的产生与现状
• 1.1.3 STEP标准的体系结构及特点
• 1.2 产品数据交换标准STEP-NC
• 1.2.1 STEP的延伸—STEP-NC
• 1.2.2 STEP-NC研究现状及展望
• 1.3 课题来源及意义
• 1.4 论文主要研究内容
• 2 STEP-NC体系及程序编制
• 2.1 STEP-NC系统架构、原理
• 2.1.1 系统架构
• 2.1.2 STEP-NC的基本原理
• 2.1.3 STEP-NC的几个概念
• 2.1.4 STEP-NC特点
• 2.2 形式化建模语言EXPRESS
• 2.2.1 EXPRESS简介
• 2.2.2 EXPRESS语言的数据类型
• 2.3 STEP-NC产品数据模型和编程
• 2.3.1 数据模型基本架构
• 2.3.2 编程原则
• 2.3.3 产品数据描述
• 2.3.4 ISO 14649文件头和数据段
• 2.3.5 ISO 14649实现方法
• 2.4 数据存取接口—SDAI
• 2.5 相关的辅助软件介绍
• 3 零件特征提取和STEP-NC文件映射实现
• 3.1 集成开发环境VC++6.0
• 3.2 零件特征数据库建立及其链接
• 3.2.1 零件特征数据库选择
• 3.2.2 链接方式选取
• 3.3 采用ODBC创建和注册数据源
• 3.4 基于加工特征的信息提取
• 3.5 EXPRESS与C++之间的数据映射及实现
• 3.5.1 数据类型在C++中的映射
• 3.5.2 EXPRESS 与C++映射的实现
• 4 STEP-NC程序生成器V1.0及应用
• 4.1 零件分析和程序架构
• 4.1.1 零件分析和特征提取
• 4.1.2 刀具轨迹分析
• 4.1.3 程序主要内容
• 4.2 程序运行及解释
• 5 论文总结
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 不足和以后工作设想
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果