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STEP-NC是近年来面向现代计算机数控系统提出的一种新的数据接口规范,用以取代沿用已久的G代码。STEP-NC将STEP的应用范围延伸到数控加工领域后可望实现CAD、CAM、CNC之间的无缝连接,方便系统间的信息交换和共享,为网络化制造模式提供基础条件。然而,STEP-NC文件所采用的ISO10303-21格式并不适合在网络上应用。为此需要使用新的文件格式来表达文件数据信息。在这种需求背景下,对于STEP-NC数控系统实现的相关技术及其数据的网络共享进行了研究。实现STEP-NC数控系统的首要问题就是程序译码。STEP-NC加工程序是基于ISO10303-21规范编写的文本文件,采取了面向对象的编程思想,包括了特征几何信息、工艺信息等产品信息。针对程序的这种特点,通过对译码模块功能的分析,提出了译码模块的模块组成:输入子模块、建模子模块和路径规划子模块。输入子模块用于解析加工程序并以专门的格式来存储。建模子模块则根据程序来建立相应的加工数据模型。路径规划子模块根据程序中几何和工艺信息规划最终的输出路径集合。对各个子模块的设计原理及设计的关键技术进行了详细的论述。为了检验译码模块路径规划的正确性,开发了基于铣削加工的三维仿真系统。它能调用并接受译码模块产生的路径信息,模拟真实的加工过程,使用户查看所设计工件模型的预期加工效果。对仿真系统的模块化结构框架进行了介绍,重点阐述了工件的数据模型的建立以及仿真过程中材料去除的实现原理。对译码模块和仿真系统之间的数据接口及其调用流程进行了详细论述。只有建立基于STEP-NC的数控系统,才能实现和验证译码模块的功能。STEP-NC数控系统的实现主要是通过对原有的基于G代码的开放式数控系统重新设计来进行。首先对原有系统的软硬件平台及其模块化结构进行了简要介绍,并分析了基于G代码和STEP-NC接口的数控系统在功能上的主要区别。针对原系统的模块化设计思想和统一的数据接口,选择任务生成器模块作为系统重新设计的重点,提出了采用动态链接库形式的译码器。根据分析提出了对系统进行重新设计的整体方案,并且对链接库的移植和接口设计进行了详细的论述。为了实现STEP-NC加工信息的网络共享,采用了服务器/客户端的共享模式,使用XML作为媒介语言来表达STEP-NC的数据模型信息。在服务器开发了XML转换模块,它根据预先设计的XML模板库和STEP-NC文件,生成对应的XML文档,发布在服务器端。在客户端设计了XML解析器,能够登陆服务器并自动下载和解析XML文档,生成本地的STEP-NC加工文件。最后,在前面介绍的基本理论及实现技术的基础上,实现了基于STEP-NC的用于控制三坐标数控铣床的数控系统,并构建了用于加工数据网络共享的客户端和服务器端软件。通过仿真和切削实验验证了数控系统的加工能力以及加工数据的网络化共享。