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数控技术是衡量一个国家制造业发展水平的重要标志，关系到我国的经济安全、产业安全和国防安全。作为数控机床的大脑，数控系统是核心技术。伴随STEP-NC（ISO14649）标准的诞生，数控系统正朝着集成化、智能化、网络化的方向迅速发展。
但我国在这方面的研究远落后于国外。因此，围绕基于STEP-NC标准的数控系统进行理论和应用研究具有重大的理论意义和工程应用价值。
本文综述了国内外数控系统的研究现状，在充分了解STEP-NC数据接口标准的基础上，提出了STEP-NC开放式集成化数控系统模型，并对该数控系统模型的体系结构、硬件平台的构建以及其关键功能模块技术等进行了深入研究。其主要内容包括：
1）综述了开放式数控系统、数控编程接口标准和CAX与CNC集成的研究现状。综合考虑了开放式数控系统、数控编程接口标准和CAX与CNC集成的关系，提出了一种STEP-NC开放式与集成化相结合的数控系统体系结构，并运用模块化设计思想分析了系统的组成及功能，构建了“PC+运动控制卡”模式的开放式数控系统硬件平台。
2）对STEP-NC数据模型和STEP-NC文件的结构进行深入分析，研究了STEP-NC程序生成过程。并利用VC++和CAD/CAM软件的应用编程接口(API)开发了STEP-NC交互式编程模块，保证STEP-NC程序自动生成。
3）运用VC++、OpenGL图形库等工具，开发了具有STEP-NC和ISO6983双重编程接口的数控模块，具有对STEP-NC程序进行显示修改、特征识别和信息提取、刀具路径生成、刀具路径模拟校验、STEP-NC向G/M代码转换、G/M代码解释及插补等数控系统的基本功能。
4）利用CAD/CAM软件的应用编程接口(API)将各模块集成到统一软件平台，创建了产品从设计到制造的集成环境，实现了CAD/CAM/CNC的信息集成和功能集成。通过实例分析，表明所提出的STEP-NC开放式集成化数控系统模型可行和开发的系统原型正确。
本文对STEP-NC开放式集成化数控系统的研究既充分利用了现有的数控技术资源，又另辟蹊径深入探讨了STEP-NC开放式集成化数控系统的理论与方法，为STEP-NC数控系统的研究提供了重要参考。