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数控技术诞生后的50多年间，取得了长足的进步。但数控编程都是基于ISO6983标准，即采用G/M代码描述如何加工，其本质特征是面向加工过程。基于ISO6983的传统数据接口存在现场编程或修改非常困难、产品信息不全、可移植性差等缺点，不利于实现数控系统的智能化网络化。为了实现产品数据在CAD/CAM/CNC链之间的共享，真正实现设计、制造的一体化，国际标准化组织最近制定了一套新的数控数据模型标准ISO14649用于取代目前的ISO6983标准。由于ISO14649是已有的产品数据交换接口(STEP)向数控领域的扩展，它定义了不依赖于具体机床的双向CNC数据交换标准，故一般称之为STEP-NC。由于STEP-NC标准将引起数控领域的革命性变革，对制造业将产生深远的影响，因此成为目前研究的热点。 本文在相关项目基金的资助下，首先综述了国内外STEP-NC技术与网络化制造技术的发展概况，并对研究现状进行了比较全面的总结。在此基础上，本文沿着“构建框架—关键技术研究—系统开发验证”的模式对网络化新一代铣削数控系统的理论和关键技术展开了深入研究。 针对传统数控系统控制的对象是电机和刀具的运动而不是整个加工过程以及在网络化环境下对数控设备的标准化和开放性要求，分析了下一代数控系统应具有的特点和功能，提出了面向网络化制造的智能数控系统的体系结构。该体系结构具有开放性和智能性。研究了实现该体系结构的关键技术并构建了基于知识工程的内部数据库以支撑系统对大量信息的处理。 为了将下一代数控系统真正融入到网络化制造的环境中，实现企业间的产品信息集成和共享，在分析EXPRESS结构与XML结构的对应关系的基础上，制定了二者之间的映射规则，设计了STEP-NC和XML之间的转换器框架和STEP-NC向XML格式转换的流程，实现了STEP-NC向XML格式的转换。也为网络化的远程监控系统的开发奠定了基础。 零件的可加工性评价是在网络化制造环境下保证所选定的数控机床能够满足零件的加工要求，它是机床应具有的功能，也是下一代数控系统智能性的一个体现。为此，本文提出了基于STEP-NC程序的评价指标体系。为了实施零件的可加工性评价，利用UML语言构建了机床资源信息模型，建立了机床资源库。在此基础上提出了基于STEP-NC的零件可加工性评价算法。 针对STEP-NC数控程序在选定机床上进行加工阶段的动态工艺规划是下一代智能数控系统的智能性的又一体现。首先，根据STEP-NC数控程序在动态工艺规划阶段刀具的选配涉及到的信息，利用面向对象的思想建立了刀具智能选配模型。在此基础上，提出了基于STEP-NC的加工刀具智能选配模型并设计了具体的算法。其次，利用遗传算法设计了一个对工步序列进行智能优化的方法。以影响零件加工最主要的因素——零件工步序列的总的辅助时间为优化目标，通过构建符合工步序列规划的基因编码来描述所需要的工步及工步之间的相关信息实现工步序列的最优化。最后，针对铣削参数的优化，建立了金属切削参数自动获取模型，运用神经网络解决了切削参数的自动获取。 本文在上述研究的基础上构建了一个开放的智能化的基于STEP-NC的数控系统，根据研究的智能化数控系统的关键技术成果开发了相应的模块和相应的控制软件，实现了整个系统的运行，并以一个标准的STEP-NC程序验证了系统的正确性。