STEP-NC数控技术发展综述

　　摘    要：　在当前制造业中, 已经全面实现了应用3D绘图软件进行产品的结构设计, 并且对于一些精密加工行业来说, 也已经在应用数控机床进行产品生产, 所以这就要求绘图软件能够实现与数控机床间数据的有效传输。基于对STEP-NC数控技术的了解和探究, 本文对该项技术的研究进展现状进行了阐述, 并提出了该项技术今后的研究方向, 以便提升数据间的传输速度。

　　关键词：　STEP-NC; 数控加工; 技术研究;
 

　　STEP-NC技术最早由欧共体提出并建设, 中国、美国、韩国在后续发展和研究中也加入其中, 在当前已经开发出了两套国际标准, 不同国家的应用标准存在不同。该技术在应用过程中, 存在产品信息完整描述、直观展现加工任务、智能控制加工方式、重复应用各类信息等优势, 在技术应用过程中, 会将设计方案输入到数控机床中, 让机床能够按照产品设计图进行产品加工。

　　1、 STEP-NC数控技术研究现状

　　对STEP-NC数控技术的研究, 当前存在5个研究方面, 具体研究内容如下:

　　1.1、 整体框架研究

　　传统STEP-NC数控技术在应用过程中, 需要按照相关标准进行中间数据转换, 这种方式虽然能够实现对加工设备的控制, 但是在控制效率等方面无法实现有效提升[1]。所以在当前的技术应用过程中, 已经开始采用新型的系统架构, 在新的系统架构中, 最终能够集成各类绘图软件的兼容架构, 在技术应用中会建设专用的STEP-NC技术文件, 极大提升了系统的运行速度。

　　1.2、 绘图软件研究

　　通过研究发现, 对该项技术数据传输过程限制最大的为绘图软件与系统的兼容性, 所以当前已经对绘图软件进行了大量研究, 最终通过2种方式提高了软件与系统的兼容程度。一种为对软件内核进行重新设计, 从软件内核层面提升兼容性;另一种为对软件进行再设计, 让软件能够实现对加工设备的在线控制。

　　1.3、 数控技术研究

　　在数控技术研究中, 主要研究内容为间接解释、直接解释和自适应解释, 在当前的技术开发过程中, 已经逐渐开始应用自适应解释提高系统的控制精度[1]。

　　1.4、 检测和反馈系统研究

　　检测和反馈系统将在产品加工中发挥重要作用, 主要研究方向为对绘图软件进行二次开发, 提高系统的控制精度。

　　1.5、 智能加工技术研究

　　智能加工技术研究的核心内容为对参数进行离线优化以及根据加工设备的运行情况进行各项参数的在线调整, 提升产品加工过程的智能程度[2]。

　　2、 STEP-NC数控技术今后的研究方向

　　2.1、 制造系统架构方面

　　传统STEP-NC数控技术在实现过程中, 应用方式为基于生产设备层面加入经过完善设计的控件, 由于这种方式无法发挥该项技术所应发挥的控制高效性和准确性, 但是这种架构在应用过程中, 能够最大限度的实现系统间的兼容, 所以这种方式在今后的研究过程中可以被继续合理设计。在今后的架构研究和应用中, 应针对系统的高层产品信息作出一系列优化措施, 其中最基本的是支持零件设计、零件加工与检测和工艺规划, 另外在产品加工的过程中, 能够实现各工艺流程间的合理交互。但是这些技术层面的要求在当前并未获得实现, 所以在今后的研究过程中, 将针对这些要求设计系统架构。

　　2.2、 绘图软件方面

　　在当前的STEP-NC数控技术的研究中, 针对绘图软件的研究主要集中在处理文件的软件开发上, 但这种研究模式和方向无法解决当前存在的工艺规划策略和特征识别理论方面的难题[3]。在后续的研究过程中, 应充分应用绘图软件的读取性进行软件改造和设计, 当前常用的CAD、CATIA等软件虽然能够进行产品结构的设计, 但是与加工设备的适配性较低, 而STEP-NC公司当前也已经开发了相应的绘图软件, 并且与数控加工系统有很高的适配性, 但是软件的功能存在缺失, 所以在后续的研究过程中, 将会集中当前存在各类软件的优势, 从而让软件能够在数控技术中发挥重要作用[2]。

　　2.3、 数控技术方面

　　数控技术研究的核心内容是为了能够让整个产品加工系统按照设计出的图纸改变刀具的运动模式, 从而按照设计图进行产品生产, 所以在系统的运行过程中, 数据存储文件的读取成为整个系统的研究重点。传统STEP-NC技术中, 数控技术方面应用间接解释的方式进行控制[4], 这种方式应用效率较低, 无法发挥该项技术的优势, 而直接解释和自适应解释方式都能够修正间接解释中存在的问题, 所以对于系统建设来说, 需要能够应用高层产品信息进行产品加工, 以实现对加工设备的有效控制。

　　2.4、 监测和反馈系统方面以及智能加工方面

　　当前的监测和反馈系统研究中存在的不足为相关标准建设不全面, 导致在该项技术的实际应用中, 无法按照统一标准进行系统设计和建设, 使得该项技术的标准化程度过低, 所以在后续的研究中, 将会对系统进行深入了解, 并在此基础上制定相应的系统标准, 让系统能够稳定运行。对于智能加工方面, 在今后的研究和系统建设中, 需要能够让系统对各项加工参数进行离线优化, 优化内容涉及系统中的所有参数。

　　3、 结束语

　　综上所述, 在STEP-NC数控技术的研究过程中, 需要对系统架构、绘图软件、数控技术、检测反馈系统和智能加工方面进行全面研究。当前的研究以传统的STEP-NC技术为研究对象, 在今后的技术研究和应用中, 将会对现有研究的不足进行补充, 以提升系统的智能化程度。

　　参考文献：

　　[1]张承瑞.数控技术发展趋势[J].现代制造技术与装备, 2007 (2) :3-6.
　　[2]富宏亚, 胡泊, 韩德东.STEP-NC数控技术研究进展[J].计算机集成制造系统, 2014, 20 (3) :569-578.
　　[3]祁飞飞.基于STEP-NC应用参考模型文件自动生成技术的基础研究[D].淮南:安徽理工大学, 2007.
　　[4]李森.基于STEP-NC数控技术的研究[D].天津:天津大学, 2008.