機(jī)器人技術(shù)和計(jì)算機(jī)集成制造20 （ 2004 ） 101-109
CAD，CAPP系統(tǒng)，CAM和CNC的集成
單位：奧克蘭大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械工程部
地址：新西蘭奧克蘭市西蒙茲街20號(hào)
專用包裹號(hào)：92019
于2002年8月14日收到文稿，2003年6月30日收到校正文稿，2003年8月7日被認(rèn)可
摘要：
在過去50年中，數(shù)字控制（ NC ）機(jī)床設(shè)備的傳統(tǒng)編程已經(jīng)基于一種被ISO 6983規(guī)定的數(shù)據(jù)模型，或者以別的方式被認(rèn)為是G代碼。它的目的是順序地通過一些很少的機(jī)床設(shè)備控制指令，如果有的話，也是智能的。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被認(rèn)識(shí)到導(dǎo)致了實(shí)現(xiàn)CAD / CAM集成的嚴(yán)重故障。即將召開的ISO 14649定義了一個(gè)新的CAD / CAM系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床之間的信息交流界面，ISO 14649和ISO 10303是嚴(yán)格統(tǒng)一的，因此STEP-NC意味著NC技術(shù)的進(jìn)一步延伸。關(guān)于STEP-NC已經(jīng)有大量的研究，特別是在歐盟和美國。它的好處和潛能是非常有啟迪作用和吸引力。制造業(yè)可能要面臨一次革命性的變化甚至比半世紀(jì)前的數(shù)控技術(shù)的引進(jìn)還要激烈。
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關(guān)鍵詞： G代碼; 數(shù)字控制(NC) ; STEP-NC ; CAD/CAM
1．導(dǎo)言
現(xiàn)代制造企業(yè)是以設(shè)備為基礎(chǔ)散布在世界各地，其中常含有不同制造商的設(shè)備。在不同地點(diǎn)的各種設(shè)施必須進(jìn)行巨大量的產(chǎn)品信息傳輸。今天的數(shù)字通信技術(shù)，已經(jīng)可靠地解決了全球網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的問題。對(duì)于機(jī)械零件，描述產(chǎn)品數(shù)據(jù)在表格的可交換檔案，應(yīng)用編程接口和數(shù)據(jù)庫執(zhí)行等方面已經(jīng)得到ISO10303（也被稱作STEP）的進(jìn)一步規(guī)范。這導(dǎo)致人們有可能在制造環(huán)境的整個(gè)生產(chǎn)過程鏈中利用這些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)這一原則的障礙被認(rèn)為是在機(jī)器中數(shù)據(jù)格式應(yīng)用的水平。大多數(shù)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）編程采用了ISO 6983‘G代碼’語言，或者被稱作RS274D。CNC程序一般是由運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)信息的計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)生成。因?yàn)檫@些CNC設(shè)備在制造業(yè)中扮演的不可缺少的角色，那些在CNC設(shè)備上發(fā)生的問題被進(jìn)一步的擴(kuò)大。
ISO 14649是用于CAD/CAM系統(tǒng)于CNC設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，它補(bǔ)救了ISO 6983的缺點(diǎn)，通過詳細(xì)說明作為基本的實(shí)體的加工過程而不是通過工作步驟表示的機(jī)器刀具路線。工作步驟是那些對(duì)應(yīng)于高層次的加工特點(diǎn)及相關(guān)工藝參數(shù)的加工任務(wù)。未來的CNC控制器應(yīng)該變換下工作步驟以取代那些對(duì)于軸類運(yùn)動(dòng)和刀具操作的G,M代碼。用ISO 14649一個(gè)重大的好處是其與ISO 10303總體一致。事實(shí)上，ISO 14649定義的標(biāo)準(zhǔn)是STEP-NC，也就是一步步向數(shù)字控制擴(kuò)展。
這篇論文概述了STEP-NC的標(biāo)準(zhǔn)以及將被STEP-NC取代的G代碼。當(dāng)前的研究是概述性的，關(guān)于加強(qiáng)STEP-NC帶來的好處，潛力，挑戰(zhàn)以及機(jī)遇也在討論之列。
2.CAD與CAM的集成