step-nc程序生成器及其关键技术研究

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1、硕士学位论文STEP-NC程序生成器及其关键技术研究RESEARCHONSTEP-NCPROGRAMGENERATORANDITSKEYTECHNOLOGY王海瀛哈尔滨工业大学2014年7月万方数据图书分类号：TH273学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文STEP-NC程序生成器及其关键技术研究硕士研究生：王海瀛导师：富宏亚教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2014年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex:TH273U.D.C:621Dissert

2、ationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSTEP-NCPROGRAMGENERATORANDITSKEYTECHNOLOGYCandidate：WangHaiyingSupervisor：FuHongyaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July

3、,2014Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要STEP-NC标准是STEP标准向制造方向的推广，它涵盖了一个产品从毛坯到成品的全过程，凭借着自身诸如涵盖信息全面、不需要后置处理器等优点成为了最新的研究热点，而如何生成STEP-NC程序成为该领域首要解决的问题。针对此问题，本文研究了基于ISO14649标准的STEP-NC程序的生成方法。本文介绍了EXPRESS语言与STEPPart21交换格式以及两者的映射规则。在此基础上，建立了EXP

4、RESS语言与C++的映射关系；并对STEP-NC文件结构进行了划分，建立了STEP-NC程序生成器系统的框架，该生成器由特征识别模块、工艺规划模块及STEP-NC输出模块三部分组成。对目前常用的自动特征识别方式进行了深入的研究，由于CATIA二次开发技术提供了一系列的库函数，与对STEP文件进行特征识别的方式相比，更加简单、方便，故最终确定采用CATIA二次开发技术。深入地研究了2.5维铣削制造特征的特点，采用基于痕迹的特征识别方法成功地识别了基本特征如平面、孔、型腔、槽等，采用属性邻接图法识别了广义槽特征，并通过CAA提供的库函数获取了特征的长度、宽

5、度、位置、半径及深度等参数信息。以孔特征为例，研究了工艺规划的全过程，根据孔的直径、粗糙度及精度等级确定孔的加工工步、加工余量及刀具，并以最短加工时间和最低加工成本为目标函数，在使用切削液、加工材料为结构钢的前提下，优化了高速钢钻头钻孔时的切削速度与进给量。最后将特征识别模块、工艺规划模块所得的信息进行整合，再设置工件的基本信息及相关坐标系，将工件的全部信息以STEP-NC标准进行输出。根据以上理论，开发了相应的软件，生成了STEP-NC程序，并进行了实验，验证了方法的正确性及软件的可用性。关键词：STEP-NC；特征识别；工艺规划；生成方法-I-万方数

6、据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSTEP-NCstandardisthepopularizationofSTEPstandardturningtowardsmanufacturingarea,whichcoversthewholeprocessofaproductfromtheroughcasttofinishedproduction.Itreliesontheadvantagesthatcovercomprehensiveinformationanddoesnotneedpostprocessortobecomethelatestres

7、earchcontent,andhowtogeneratetheSTEP-NCprogramhasbecomethefirstissueinthefield.Tosolvetheproblem,themethodofgeneratingSTEP-NCprogramisstudiedinthisthesisonthebasisofISO14649standard.EXPRESSlanguage,STEPPart21formatandthemappingrulebetweentheformerandthelatterareintroduced.Thenthe

8、mappingrulebetweenEXPRESSlanguageandC++i