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STEP-NC文件在閥門（mén）零件設計加工中的應用（yòng）

2013-3-7 來源：作者：哈爾濱工程大學（xué）機電工程學院呂元元

1 概述（shù）

STEP-NC ( 形成於ISO 14649 和ISO 10303AP 238) 是一種麵向CAD-CAM-CNC 鏈的新接口 ( 語言) 標準, 目（mù）前正在ISO TC184 SC1 和SC4 的建立當中, 本文提出將其應用於閥門零件的設（shè）計加工中（zhōng）, 可做到形象、直觀地表現閥門零件從設計到（dào）加工的過程。這樣不僅提高了設計效率和準（zhǔn）確率,還可以定製（zhì）某些專業化的模塊和菜單（dān）, 縮短產品的開發（fā）周期, 使新產品快速、大（dà）批量地（dì）進入市場。

2 特點

STEP-NC 是ST EP 向數字化製造領域的擴展,是設計模塊和製造模塊之間基（jī）於ST EP 建立的新的接口標（biāo）準（zhǔn）。它要（yào）求CNC 係統直接使用符合STEP標準( ISO 10303 part s 21 and 42/ 43) 的CAD 三維產品數（shù）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（mó）型以製造特征( 如孔（kǒng）、型腔、螺紋、倒角等) 進（jìn）行編（biān）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（xìng）描述, 內容涉及三維幾何信息（xī）、刀具信息、製造特征與工藝信（xìn）息。這（zhè）為機床的智能化提供了發展空間, 機床在完（wán）全”了解” 產品的（de）條件下可以根據具體情況調整（zhěng）或優（yōu）化具體的操作。

STEP-NC 定義了一種稱為（wéi）AP-238 的（de）應用（yòng）協議, AP-238 基於STEP 規定了CAM 係統與CNC係（xì）統的接口, AP-238 格式的數據包括CAD 模型和工藝信息。根（gēn）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（bié）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（xíng）等提供了（le）基礎, 為機械設計人（rén）員提供了一套完整的從設計到生產的（de）解決方案。

3 設計加（jiā）工實例

以複合密封式平板閘閥的閘板( 圖2) 為例（lì）,介（jiè）紹其設計加工的（de）方法（fǎ）。閘板的表麵光潔度要求較高, 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（zài）閥門產品的（de）設計中, 可以采用參數化設計,在AutoCAD 2002 中（zhōng）, 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。完成設計後將零件在（zài）AutoCAD 2002中（zhōng）轉化成DXF 文件, 利用（yòng）ObjectARX 編程環（huán）境提供的一（yī）個麵向對象的（de）C+ + 編程接口, 使得用戶可以（yǐ）直接將DXF 文（wén）件存入數據庫, 這樣數據可封裝、可繼續形成設計的（de）數據（jù）模塊。

3.2 設計加工模型

在零件（jiàn）圖形成數據模塊後, 將其數據庫通過VC+ + 6.0 的程序接口寫成STEP-NC 文（wén）件, 該文件具有其幾何信息（xī）、刀具信息及相關工藝信息, 進而形成完整（zhěng）的加工信息。

STEP-NC 文件具體如下:

STEP-NC 文件形成後最關鍵的就是送入機床數據庫中, 本文采用（yòng）的方法是在CNC 控製器內嵌入一個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（yòng）改裝的就可以使用（yòng）。根據（jù）對STEP-NC 代（dài）碼利用的多少,按照STEP-NC 文件所（suǒ）指定的加工順（shùn）序和（hé）加工路（lù）徑進行（háng）加工。

STEP-NC 解釋器負（fù）責讀取STEP-NC 文件,並與STEP-NC 數據庫和機床數據庫（kù）內的數據進行比較分析, 解釋STEP-NC 文件判定哪些工序可（kě）以在此NC 上加工, 以及如何加工。NC 控製器根據解釋（shì）器下達的加工指令控製機床（chuáng）運動。其設計加工流程如圖3 所示。