1 概述
STEP-NC ( 形成于ISO 14649 和ISO 10303AP 238) 是一種面向CAD-CAM-CNC 鏈的新接口 ( 語言) 標準, 目前正在ISO TC184 SC1 和SC4 的建立當中, 本文提出將其應用于閥門零件的設計加工中, 可做到形象、直觀地表現閥門零件從設計到加工的過程。這樣不僅提高了設計效率和準確率,還可以定制某些專業化的模塊和菜單, 縮短產品的開發周期, 使新產品快速、大批量地進入市場。
2 特點
STEP-NC 是ST EP 向數字化制造領域的擴展,是設計模塊和制造模塊之間基于ST EP 建立的新的接口標準。它要求CNC 系統直接使用符合STEP標準( ISO 10303 part s 21 and 42/ 43) 的CAD 三維產品數據模型( 加上工藝信息和刀具信息) 工步來驅動機床, 選擇數據模型以制造特征( 如孔、型腔、螺紋、倒角等) 進行編程。加工過程以”工步” 作為基本模塊, 工步是對機床具體動作的概括性描述, 內容涉及三維幾何信息、刀具信息、制造特征與工藝信息。這為機床的智能化提供了發展空間, 機床在完全”了解” 產品的條件下可以根據具體情況調整或優化具體的操作。
STEP-NC 定義了一種稱為AP-238 的應用協議, AP-238 基于STEP 規定了CAM 系統與CNC系統的接口, AP-238 格式的數據包括CAD 模型和工藝信息。根據ISO 10303 PART 21, STEP 文件按數據功能分為兩部分即頭段部分和數據段部分,分別以HEADER 和DATA 開始, 以ENDSEC 結束( 圖1) 。
STEP-NC 文件為實現機械產品輔助設計、輔助分析、輔助加工和快速成型等提供了基礎, 為機械設計人員提供了一套完整的從設計到生產的解決方案。
3 設計加工實例
以復合密封式平板閘閥的閘板( 圖2) 為例,介紹其設計加工的方法。閘板的表面光潔度要求較高, 材質為45# 鋼, 在加工中采用銑削磨等工序。
3.1 創建設計模型
在閥門產品的設計中, 可以采用參數化設計,在AutoCAD 2002 中, 使用開發工具ObjectARX、VBA 和VisualLISP 等, 完成閥門產品零件及主要尺寸的設計。完成設計后將零件在AutoCAD 2002中轉化成DXF 文件, 利用ObjectARX 編程環境提供的一個面向對象的C+ + 編程接口, 使得用戶可以直接將DXF 文件存入數據庫, 這樣數據可封裝、可繼續形成設計的數據模塊。
3.2 設計加工模型
在零件圖形成數據模塊后, 將其數據庫通過VC+ + 6.0 的程序接口寫成STEP-NC 文件, 該文件具有其幾何信息、刀具信息及相關工藝信息, 進而形成完整的加工信息。
STEP-NC 文件具體如下:
STEP-NC 文件形成后最關鍵的就是送入機床數據庫中, 本文采用的方法是在CNC 控制器內嵌入一個STEP-NC 的解釋器, 將STEP-NC 代碼轉換為NC 指令。用這種方法, 傳統的或不用改裝的就可以使用。根據對STEP-NC 代碼利用的多少,按照STEP-NC 文件所指定的加工順序和加工路徑進行加工。
STEP-NC 解釋器負責讀取STEP-NC 文件,并與STEP-NC 數據庫和機床數據庫內的數據進行比較分析, 解釋STEP-NC 文件判定哪些工序可以在此NC 上加工, 以及如何加工。NC 控制器根據解釋器下達的加工指令控制機床運動。其設計加工流程如圖3 所示。
4 結論
STEP-NC 的提出和發展為數控系統的智能化發展提供了基礎條件, 同時也解決了當前數控編程中的諸多難題。在閥門零件的設計加工中, 提高了設計加工的效率, 并提出了新的加工方法, 有利于企業進入現代制造領域。
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