CNC技术的新进展

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CNC技术的新进展
自1952年世界上第一台数控机床出生以来，数控技术的发展十分敏捷，数控系统也由本来的硬衔接数控发展成为今天的盘算机数控（CNC）。然而，现代化的生产对CNC的要求也越来越高，系统之间不兼容、编程艰苦、智能化程度低等诸多题目大大制约了古代化生产以及数控技术本身的发展,钢管理论重量。与此同时，人们逐步意识到数控系统6e1a85wronged3e33b53801496258dbdde26采用的G、M代码（ISO6983）已不克不及顺应现代化生产和技术发展的须要。这种面向活动和开关控制的数控程序限度了CNC系统的开放性和智能化发展，同时也使得CNC与CAX技术之间造成了瓶颈，重大妨碍了机械制造业的发展。1997年欧共体经由过程OPTIMAL规划开辟了一种服从STEP标准、面向对象的数据模子，从新定义了面向对象的数据模型，重新定义了面向铣削加工的编程界面，提出了STEP-NC的概念。STEP-NC将产品数据转换标准STEP扩大至CNC范畴，重新界说了CAD/CAM与CNC之间的接口。它请求CNC系统直接应用合乎STEP标准（ISO10303）的CAD三维产品数据模型（包括几何数据、设计和制造特征），加上工艺的信息和刀具信息，直接发生加工程序来掌握机床,无缝管型号。随后STEP-NC成了世界产业化国度研究的热门，此中较具代表性的研究项目有欧洲的STEP-NC项目、美国的SuperModal名目、@#*%……&*%@的DigitalMaster项目等。目前STEP-NC项目标研究已获得了本质性的进展。据美国STEPTools公司的猜测STEP-NC节制器将在本世纪的第一个十年内呈现，届时人们将会看到自动化制造的全新气象。
STEP-NC数据模型
STEP-NC是为CNC系统重新定义的数据标准，它在STEP的基础上面向对象的情势将产品的设计信息与制造信息联系起来。STEP-NC定义了一个新的STEP运用协定（AP-238，尚在完善中）作为CAM与CNC之间的数据交流标准。AP-238涵盖了产品从概念到成品（零件）全过程所需的全体信息，5daf3caefaded1a4fa88b1817a91d657c包括三维几何信息（AP-214）、工艺信息（如铣、车、放电加工等）、检测信息（AP-219）等。目前STEP-NC标准草案（ISO-DIS-14694）已经形成。有关基本规矩与铣削加工的标准（草案）已完成，包括基本概念和规则（Part1）、通用标准（Part10）、数控铣削加工工艺（Part11）、铣削刀具（Part111）等,钢管理论重量表。正在制定的STEP-NC标准有：数控车削加工（Pcrafted12）、放电加工（Part13）、木材和玻璃加工（Part14）、检测（Part15）等。如通用数据的一个简化模型，包括工件和工作筹划两部分。其中工件指终极的制品，工件上需要往除资料的区域由一系列加工特征定义。工作方案包括若干工作步骤（如平面、庞杂曲面、孔等）与具体操作联系起来。这里操作本身也是ISO-14649中定义的概念，设计加工方式、刀具、导轨、工艺策略等。
基于STEP-NC的数据程序结构
基于STEP-NC的数控程序放弃了传统的数控程序中直接对坐标轴和刀具动作进行编程的做法，采用了ISO-10303数据格式和面向特征的编程准则。它以工作步骤作为加工流程的根本单元，将特征与技术信息接洽到一路。每个工作步骤只定义一种操作（“干什么”、“如何关”等，但只能用一种刀具和一种策略）。
程序自身也采取ISO-10303e966bb35682ef0604dadding71acb16b9f3的文件格局，从构造上可分为两部门：文件头跟数据段。文件头以“HEADER”为标志，主要阐明文件名、编程者、日期以及解释等。数据段以“DATA”开端，包含了加工整机所需的所有信息和操纵义务。66f2bcabsfb310fb7c89a7d69691524ab规定，它起首要一个PROJECT语句，厥后的内容可分为三局部：工作打算与可履行语句（Execucharted,包含工作步调、个别NC功能如信息显示等、以及流程的把持）、技巧描述（刀具、机床功效、加工策论等）、几何描述（几何数据、加工特征等）。
STEP-NC为CNC提供的成长空间
STEP-NC的发展设计使得STEP尺度延长到了主动化加工的底层装备，树立了一条整制作网的高速公路。可以预见，未来CNC系统将从结构、功能、在制造系统中的位置各方面产生了基本的变更，同时这种变化必定会影响到相干的CAX技术（如CAD、CAPP、CAM、CAE、PED、ERP等）、刀具、机床本体和夹具等的发展以及进步出产模式的事实等。仅就目前的研讨结果而言，可以预感的比拟直接的影响主要由以下几个方面：
１）数控编程界面：以ISO-14649代替ISO-6983使得编程界面80c5mattresses68f97cd334ff74344e4dbd2bb为改5dd2bfare1ca0b711f0f7a71e0c058cb2，现场编程便利并且取代易于再应用。当被加工工件某些特点略有改变时，只要改变有关特征的多少何描写，其余元素毋庸转变。别的，同一法式能够直接在分歧型号的机床上运行。
２）数控系统的开放性：目前，因为ISO-6983的笼罩面太窄，CNC厂家不得不开发本人的扩展指令。所以CAM和CNC必须使用统一套代码，不然必需选用特定的后置处理程序。对STEP-NC控制器而言，其数据格式（AP-238）完整一样，他告知CNC“要加工什么”而不是具体动作，因此不需要后置处理程序，详细的动作由CNC断定，程序存在杰出的互操作性和可移植性。
３）数控体系的智能化：作为目前CAM与CNC之间的接口，G、M代码的构成进程造成大批有效信息的散失，这也是今朝的CNC智能水平低的一个重要起因。与此相反，STEP-NC数控包括了加工产物所需的所有信息，为CNC系统在周全懂得产品的基本长进行自立加工供给了基础前提。
４）CMA/CNC之间功能的重新划分：CNC比CAM或CAPP系统更了解机床的运行情形，在CNC内进行的详细的工艺处置（如刀具的抉择、弥补、走引路线确实定等）更有可能获得最优的加工后果。892366d4b2517109896096abf239fathering8，将来的CNC将实现CAM系统的一部分功能，并在此基础大将可能装置由嵌进式CAM系统，直接根据CAD数据模型进行加工。
５）加工品质和效力：STEP-NC的提出改变了目前CNC系统作为加工任务的被动执行者的地位。CNC功能的增强还能进步其上游环节的效率。STEPTools公司的研究表白，STEP与STEP-NC的利用可是CAD阶段的生产数据筹备削减75%，加工工艺计划（CAM）时光减少35%，加工时间（CNC五轴高速铣）减少50%。
６）数据共享与收集制造：STEP-NC的发展使得基于STEP-NC的CNC系统与基于STEP的所有CAX系统之间实现了双向无缝连接（例如CAD系统可以直接从CNC系统读取STEP-NC数据中的几何信息），为基于网络的制造模式和技术发明了条件。
停止语：STEP-NC既是正在完美中的CNC接口标准，又是提升现代CNC的实施技术。它为CNC开放性和智能化提供了辽阔的发展空间，同时它也解决了CNC与CAX之间双向无缝连接的中心问题，对将来的自动化制造有着难以预感的深远影响。绝对于此条件提出的开放式数控而言，STEP-NC控制器（基于STEP的CNC）的意思更大（它着眼于产品全性命周期的无缝链接），实行技术更现实有用（从数据模型入手）。目前，STEP-NC控制器的研究固然尚处于起步阶段，但发展异常迅速（西门子公司已胜利开发了一个原型），远景无比光亮。这也是我国缩小差距、发展国产数控甚至全面晋升我国自动化制造程度的一个决好的机遇）。