财务管理学山东大学PPT课件
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目的是取代现在使用的NC编程接口标准。
STEP-NC概ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（续）
• STEP-NC是欧美许多企业和研究机构共同开发 的一套面向对象的NC编程接口，这套编程接 口总称为“计算机数字控制数据模型（Data Model for Computerized Numerical Controllers），它包括十三个部分，分成三个 阶段发布。目前发布出来的有：1）概述和基 本原理 2)总体加工数据 3）切削加工数据 4） 铣削刀具。
CNC技术的新进展——STEP-NC
❖引言
❖STEP-NC概述 ❖STEP-NC的特点 ❖STEP-NC为CNC提供的发展空间
引
言
•
自1952年世界上第一台数控机床诞生以来，数控技术的发展非常
迅速，数控系统也由原先的硬连接数控发展成为今天的计算机数控
（CNC）。但是，现代化的生产对CNC的要求也越来越高，系统之间不
STEP-NC的特点
• STEP-NC是一个中性数据描述数据接口。CAM系统、 数控装置、数控机床等相对独立，这显著提高了信 息的可交换性和柔性。 – 和传统的NC接口相比，STEP-NC第一次提供了完 整的加工任务描述模型，以前只在CAD/CAM系统 中才能获得的信息，现在在CNC系统能轻易获得。 – 使用传统编程接口，有关复杂运动的数据容易丢 失，而使用STEP-NC可以避免了这种情况的发生。 – 在加工车间，当机床运动的时候甚至刀具在实时 运行的时候，数控装置也能生成各种转换指令。
• 只能完成一些简单的直线和圆弧插补，不能提供更为复杂的 加工功能，例如样条曲线插补功能；
传统数控编程接口及其局限性 （续）
• ISO6983和它的扩展部分在不同数控机床和计 算机辅助系统（CAX）之间不能进行双向数 据交换；
• 由于厂商和最终用户开发的许多扩展功能未 能标准化，因此零件程序在不同的数控系统 之间不具有互换性；
STEP-NC的特点（续）
• 实现双向数据交换。
为了优化生产过程和提高成品质量，经常需要对NC程序加以修改。 但采用ISO6983这些改动无法反馈到CAM系统，因为生成NC程序时记录 最初加工的信息丢失了，而使用STEP-NC就会减少信息丢失的的问题， 同时CAM系统和数控系统既能和数控系统既能重新解释这些最终用户和 供应商定义的代码扩展部分，也能通过数据库存储这些信息以避免在加 工车间再进行多余的代码测试。
为了在CAM系统和数控系统之间进行信 息交换时完整全面的表达信息，必须建立合 适的数据模型。ISO14649使用面向对象的方 式避免了信息的丢失，它把每一个加工步骤 都定义成独立的对象，每个对象又包含各种 描述性的属性。通过严格地分离几何数据、 操作数据、加工数据等这些数据，简化了信 息的存储和访问，使不同模块之间可进行信 息交换。这样，原本不具有工艺处理信息功 能的CAD系统，可以很容易地使用STEP-NC程
兼容、编程困难、智能化程度低等诸多问题大大限制了现代化生产以
及数控技术本身的发展。与此同时，人们逐渐意识到数控系统一直采
用的G、M代码（ISO 6983）已不能适应现代化生产和技术发展的需要。
这种面向运动和开关控制的数控程序限制了CNC系统的开放性和智能
化发展，同时也使得CNC与CAX技术之间形成了瓶颈，严重阻碍了机械
• 在机床上不能实现实时刀具路径生成、碰撞 检验、图形加工可视化和复杂NC程序修改等 功能；
STEP-NC概述
STEP-NC是一个新的NC编程数据接口国际标准 （ISO14649），它于1996年制定的，在2001年成为 国际标准草案（Draft International Standard, DIS），
• STEP-NC是STEP （ Standard for the Exchange of Product Model Data)标准的扩展，其几何 信息描述文件格式与STEP标准完全一致。一 个基于STEP-NC的NC程序由几何信息和工艺 信息描述组成。几何信息采用STEP数据格式
STEP-NC的数据模型
传统数控编程接口及其局限性
传统数控编程接口是ISO6983（G代码、M代码），这种语 言仅包括一些简单的运动指令和辅助指令，而不包括零件几 何 形 状 、 刀 具 路 径 生 成 、 刀 具 选 择 等 信 息 ， 使 得 CNC 与 CAD/CAM之间形成瓶颈。但是数控加工中编程人员却要考虑 许多数控加工要素：零件几何信息的转换、刀具路径的生成、 进给量和主轴速度的确定、刀具的选择等，大大降低了编程 效率。概括起来，ISO6983的主要缺点如下： • 使用ISO6983编写的数控程序仅包含了CAD/CAM系统中的一 部分信息，一些信息在传递过程中丢失了；
制造业的发展。
• 为此，国际上正在研究和制定一种新的数控系统数据接口规范即 ISO14649（STEP-NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机
制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制 造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能
是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业， 将产生深远的影响。
• STEP-NC是一种在CAD/CAM系统和CNC机床之 间进行数据转换的模型，它使用工步 （Working Steps)这个面向对象的概念，通过
STEP-NC概述（续）
• STEP-NC 的 基 本 原 理 是 基 于 制 造 特 征 （manufacturing features）进行编程，而不 是直接对刀具运动进行编程。它包含了工件 的所有加工任务，通过这一系列加工任务， 对从零件毛坯到最终成品所有的操作加以描 述，提供了更高层次的信息给加工车间。
STEP-NC的特点（续）
– 进一步优化了CNC机床控制功能，这不仅简化 了NC代码，也简化了一些复杂的加工任务，这 比CAD/CAM系统离线处理更有效。
– 以传统的数据接口为基础的NC程序，仅能修改 进给速度和切削速度等这些工艺参数，而现在 使用STEP-NC可以有效地修改各种工艺参数，例 如使用传统的数据接口，减少切削深度只能离 线处理，因为有关信息只有在CAD/CAM系统中 才能得到。
STEP-NC概ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（续）
• STEP-NC是欧美许多企业和研究机构共同开发 的一套面向对象的NC编程接口，这套编程接 口总称为“计算机数字控制数据模型（Data Model for Computerized Numerical Controllers），它包括十三个部分，分成三个 阶段发布。目前发布出来的有：1）概述和基 本原理 2)总体加工数据 3）切削加工数据 4） 铣削刀具。
CNC技术的新进展——STEP-NC
❖引言
❖STEP-NC概述 ❖STEP-NC的特点 ❖STEP-NC为CNC提供的发展空间
引
言
•
自1952年世界上第一台数控机床诞生以来，数控技术的发展非常
迅速，数控系统也由原先的硬连接数控发展成为今天的计算机数控
（CNC）。但是，现代化的生产对CNC的要求也越来越高，系统之间不
STEP-NC的特点
• STEP-NC是一个中性数据描述数据接口。CAM系统、 数控装置、数控机床等相对独立，这显著提高了信 息的可交换性和柔性。 – 和传统的NC接口相比，STEP-NC第一次提供了完 整的加工任务描述模型，以前只在CAD/CAM系统 中才能获得的信息，现在在CNC系统能轻易获得。 – 使用传统编程接口，有关复杂运动的数据容易丢 失，而使用STEP-NC可以避免了这种情况的发生。 – 在加工车间，当机床运动的时候甚至刀具在实时 运行的时候，数控装置也能生成各种转换指令。
• 只能完成一些简单的直线和圆弧插补，不能提供更为复杂的 加工功能，例如样条曲线插补功能；
传统数控编程接口及其局限性 （续）
• ISO6983和它的扩展部分在不同数控机床和计 算机辅助系统（CAX）之间不能进行双向数 据交换；
• 由于厂商和最终用户开发的许多扩展功能未 能标准化，因此零件程序在不同的数控系统 之间不具有互换性；
STEP-NC的特点（续）
• 实现双向数据交换。
为了优化生产过程和提高成品质量，经常需要对NC程序加以修改。 但采用ISO6983这些改动无法反馈到CAM系统，因为生成NC程序时记录 最初加工的信息丢失了，而使用STEP-NC就会减少信息丢失的的问题， 同时CAM系统和数控系统既能和数控系统既能重新解释这些最终用户和 供应商定义的代码扩展部分，也能通过数据库存储这些信息以避免在加 工车间再进行多余的代码测试。
为了在CAM系统和数控系统之间进行信 息交换时完整全面的表达信息，必须建立合 适的数据模型。ISO14649使用面向对象的方 式避免了信息的丢失，它把每一个加工步骤 都定义成独立的对象，每个对象又包含各种 描述性的属性。通过严格地分离几何数据、 操作数据、加工数据等这些数据，简化了信 息的存储和访问，使不同模块之间可进行信 息交换。这样，原本不具有工艺处理信息功 能的CAD系统，可以很容易地使用STEP-NC程
兼容、编程困难、智能化程度低等诸多问题大大限制了现代化生产以
及数控技术本身的发展。与此同时，人们逐渐意识到数控系统一直采
用的G、M代码（ISO 6983）已不能适应现代化生产和技术发展的需要。
这种面向运动和开关控制的数控程序限制了CNC系统的开放性和智能
化发展，同时也使得CNC与CAX技术之间形成了瓶颈，严重阻碍了机械
• 在机床上不能实现实时刀具路径生成、碰撞 检验、图形加工可视化和复杂NC程序修改等 功能；
STEP-NC概述
STEP-NC是一个新的NC编程数据接口国际标准 （ISO14649），它于1996年制定的，在2001年成为 国际标准草案（Draft International Standard, DIS），
• STEP-NC是STEP （ Standard for the Exchange of Product Model Data)标准的扩展，其几何 信息描述文件格式与STEP标准完全一致。一 个基于STEP-NC的NC程序由几何信息和工艺 信息描述组成。几何信息采用STEP数据格式
STEP-NC的数据模型
传统数控编程接口及其局限性
传统数控编程接口是ISO6983（G代码、M代码），这种语 言仅包括一些简单的运动指令和辅助指令，而不包括零件几 何 形 状 、 刀 具 路 径 生 成 、 刀 具 选 择 等 信 息 ， 使 得 CNC 与 CAD/CAM之间形成瓶颈。但是数控加工中编程人员却要考虑 许多数控加工要素：零件几何信息的转换、刀具路径的生成、 进给量和主轴速度的确定、刀具的选择等，大大降低了编程 效率。概括起来，ISO6983的主要缺点如下： • 使用ISO6983编写的数控程序仅包含了CAD/CAM系统中的一 部分信息，一些信息在传递过程中丢失了；
制造业的发展。
• 为此，国际上正在研究和制定一种新的数控系统数据接口规范即 ISO14649（STEP-NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机
制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制 造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能
是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业， 将产生深远的影响。
• STEP-NC是一种在CAD/CAM系统和CNC机床之 间进行数据转换的模型，它使用工步 （Working Steps)这个面向对象的概念，通过
STEP-NC概述（续）
• STEP-NC 的 基 本 原 理 是 基 于 制 造 特 征 （manufacturing features）进行编程，而不 是直接对刀具运动进行编程。它包含了工件 的所有加工任务，通过这一系列加工任务， 对从零件毛坯到最终成品所有的操作加以描 述，提供了更高层次的信息给加工车间。
STEP-NC的特点（续）
– 进一步优化了CNC机床控制功能，这不仅简化 了NC代码，也简化了一些复杂的加工任务，这 比CAD/CAM系统离线处理更有效。
– 以传统的数据接口为基础的NC程序，仅能修改 进给速度和切削速度等这些工艺参数，而现在 使用STEP-NC可以有效地修改各种工艺参数，例 如使用传统的数据接口，减少切削深度只能离 线处理，因为有关信息只有在CAD/CAM系统中 才能得到。