新技术新工艺２０１３年 第１２期 基于ＸＭＬ的ＳＴＥＰ—ＮＣ程序解释器设计与实现 徐景亮，郑联语，雷 沛 （北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京１００１９１） 摘 要：简要介绍了ＳＴＥＰ—ＮＣ标准，分析了使用ＸＭＩ 表达ＳＴＥＰ—ＮＣ程序中信息的优越性；提出了 ＳＴＥＰ—ＮＣ数控程序解释器的基本框架，并阐述了各组成模块的功能；针对ＳＴＥＰ－ＮＣ程序解释器实现的 关键问题，设计并实现了信息提取与显示方式、路径规划和切削仿真等功能模块；在Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋６．０环 境下实现了该解释器的功能，并通过ＳＴＥＰ－ＮＣ标准中的１个测试件，实例验证了本软件的正确性及有效 性。 关键词：ＳＴＥＰ—ＮＣ；ＸＭＬ；数控系统；解释器 中图分类号：ＴＨ １６４ 文献标志码：Ａ ＸＵ Ｊｉｎｇｌｉａｎｇ，ＺＨＥＮＧ Ｌｉａｎｙｕ，ＬＥＩ Ｐｅｉ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＴＥＰ—ＮＣ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＸＭＬ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｉｉｎｇ １００１９１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｓｔ ｏｆ ａｌｌ，ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ＳＴＥＰ—ＮＣ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ＸＭＬ ｔｏ ｅｘｐｒｅｓｓ ｉｎｆｏｒｍａ— ｔｉｏｎ ｉｎ ＳＴＥＰ—ＮＣ ｐｒｏｇｒａｍ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ ａ ｐｒｏｐｅｒ ＸＭＬ－ｂａｓｅｄ ＳＴＥＰ ＮＣ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ＳＴＥＰ ＮＣ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ ｗａｓ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｓ ｆｒｏｍ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ＳＴＥＰ—ＮＣ ｄａｔａ，ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｏｌ ｐａｔｈ ａｃ ｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ｔｈｅ ３Ｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｂｙ ａ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｉｌｌｉｎｇ ｐａｒｔ ｅｘａｍｐｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＳＴＥＰ—ＮＣ，ＸＭＬ，ＣＮＣ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ 计算机数字控制系统（ＣＮＣ）作为数控机床的 核心部件，从２０世纪５０年代被开发出来以来，已经 ＮＣ技术的推广和应用；因此，本文构建的ＸＭＬ架构 下的ＳＴＥＰ＿ＮＣ程序解析器技术对基于ＳＴＥＰ／ＳＴＥＰ＿ ＮＣ的相关ＣＩＭＳ系统具有重要的意义。 经历了重大的变化＿１］。随着制造业和数控技术的不 断发展，ＩＳＯ６９８３作为数控加工程序接口标准已经 不能适应现代生产模式的需要。ＳＴＥＰ—ＮＣ是正在 完善中的数控接口标准，记录了产品从设计到生产 过程中的相关信息，提高了ＣＮＣ的智能化水平ｌ２ ； 但其对于ＣＮＣ的意义却不仅在于数据接口。它将 打破少数几个数控系统生产商对于数控系统的垄断 １ ＳＴＥＰ—ＮＣ程序解释器的总体设计 为了实现ＳＴＥＰ—ＮＣ数控系统，必须对ＳＴＥＰ— ＮＣ数控程序进行识别和翻译，并最终生成可以控 制刀具运动的加＿［路径，这是ＳＴＥＰ—ＮＣ程序解释 器的主要功能，也是ＳＴＥＰ—ＮＣ数控系统的一个重 地位，使加工程序不再依赖具体的系统；同时，也解 决了很多先进制造模式中存在的数据共享和信息瓶 颈等问题。 要组成模块。本文设计开发的ＳＴＥＰ—ＮＣ程序解释 器总体框架如图１所示。 基于ＳＴＥＰ—ＮＣ的数控技术是现代制造系统的 一个重要方向，其给传统的基于Ｇ代码的ＣＡＤ／ Ｘ格Ｍ式Ｌ 孽疆Ｉ 的 ＋Ｉ 卜Ｉ／＼ 数 检验 控 ＣＡＭ／ＣＮＣ体系结构和数控技术带来了巨大的冲 击。作为ＳＴＥＰ标准的分支，ＳＴＥＰ—ＮＣ的实施一 ＳＴＥＰ 更新 ．ＮＣ 一 几何特征数据 Ｉ刀具路径ｌ 一 系 工艺数据 仿真 ｌＩ 统 般需要沿用ＳＴＥＰ的方法；然而，ＳＴＥＰ强大的数据 模型给其实施带来了很大的复杂性，这为ＳＴＥＰ—ＮＣ 的推广和进一步发展带来了障碍，也是在ＣＡＸ之 间统一数据平台难以实现的重要因素之一ｌ３］。 随着网络应用的迅猛发展，ＸＭＬ技术已经成为 当今最有活力的计算机应用技术之一。采用基于 ＸＭＩ 的ＳＴＥＰ解析器技术，更有利于ＳＴＥＰ／ＳＴＥＰ— 程序 匡 图１ ＳＴＥＰ—ＮＣ程序解释器总体设计 从图１可以看出，ＳＴＥＰ—ＮＣ程序解释器主要由 ３个模块组成，即信息提取与显示模块、刀具路径规 划模块及刀具路径仿真模块。其主要任务就是首先 直接读取ＸＭＬ格式ＳＴＥＰ－ＮＣ程序，从所设定的程 序中读取加工零件所有的制造特征，工作计划与可 《新技术新工艺》设计计算与试验研究
