STEP-NC：CNC程序新发展

　　目前，机床领域沿袭了已使用50年的程序模式（基于G代码），而这种模式在利用互操作性实现与其它软件之间更简便的数据交换方面还需提高，而非重新进入或再造信息。此外，现在并没有一个标准的方法来通过设计参数进行工具快速优化，而这些参数决定了哪些机器能够非常高效地完成工作。

　　这使得致力于STEP-NC标准化的主要终端用户感到沮丧。CNC制造商及软件供应商们正在听取用户的意见并尝试提供一些上述功能的行为或许并不令人惊讶，即使他们不采用或还没有采用那些刚出现的标准。

　　一些人对标准的不信任破坏了这个打算。这些制造商拖延阻碍了机床领域实现其应有的互操作性和有效性。

　　OMAC（开放、模块化结构控制）机床工作组制定标准的努力仍在继续。STEP-NC一个分工作组，致力于在OMAC用户群环境下理解和评估ISO 10303，现在ISA的一部分（HMI-API的另一个分工作组，正在制定针对所有CNC设备的通用HMI API）。最终用户和行业供应商正在以不同的方式演示应用这些标准所显示出的在不同CNC设计和机械加工过程中数字数据传递/保存的好处。

　　更多实例

　　在法国图卢兹召开的ISO TC184/Sc4 Wg3-T24 STEP-制造会议上，用户和供应商都如愿地展示了由空客和波音公司指定另件的STEP-NC加工。出席这次会议的厂商包括Siemens，Fanuc，Fidia，Okuma，Step Tools和LSC Co。
 

图1：Step Tools Inc.表示他们的ST-Machine 产品为制造过程配置了STEP-NCAP-238 与机器无关的工具路径。

　　OMAC解释说，大约十年前，ISO STEP为CAD发布了AP-203数据交换协议；那时，在设计系统之间移动3D数据是很困难的，有时甚至是不可能的；AP-203使得信息能够更好地交换。同样，这个OMAC工作组正致力于制定一份CAM与CNC系统之间交换数据的协议，这个协议叫做AP-238或STEP-NC。

　　OMAC在描述其成果时说，“采用STEP-NC，CAM和CNC系统可以交换3-D几何、3-D特征、3-D公差及3-D加工信息，因此，CNC加工编将程更容易，CNC系统也将会更具智能化并且使用更安全。”

　　STEP制造组织正在开发的数据交换协议包括：

　　 ■ AP-219 CMM检测数据；
　　 ■ AP-223 铸造数据；
　　 ■ AP-224 制造特征数据；
　　 ■ AP-229 锻造数据；
　　■ AP-238 CNC数据；
　　■ AP-240加工计划数据；
　　 ■ ISO 13399 切削工具目录数据；
　　■ ISO 14649 CNC操作。

　　为何有帮助

　　波音公司的设备工程师David Odendahl以及OMAC 机床工作组主席（也来自是波音公司）Sid Venkatesh解释说，目前CNC机器接收到的数据定义了制造一个零件所需要的轴向运动要求。这被称为机械控制数据（MCD），是一种低水平的指令。他们说，在传统上CNC机器无法存取有关执行相关任务或零件的高水平信息。正因为缺乏信息的可移植性，使很多更高水平的智能信息被截留在CAD和CAM系统中。

　　同样，每台机器的控制结合被加工的零件，必将产生独有的数据。而机器却接收不到帮助它采取实时变动的机械加工动态和工具调整的信息。Odendahl和Venkatesh说，由于数据格式不一致，造成了较早标准不够强大。

　　波音公司和其他公司提出一个更好的建议，即CNC系统是否可以接收刀具移动数据，而不是轴移动数据。先进的CNC可以将刀具移动数据转换为轴移动数据。有关零件特征、材料、刀具、尺寸公差等高级信息也可以送到CNC。一旦采用了一种数据标准，如AP-238（STEP-NC），那么刀具的移动数据是“与机器无关”的，可以脱离供应商为其它几何系统指定的翻译机运行。AP-238包含了零件特征、夹具、工具、工具路径和几何学信息，它强调加工信息的转移，使得执行更加方便。委员会希望在技术条件允许的情况下可以逐渐采用部件信息。

　　指令可移植性

　　在众多委员会的演示中，采用AP-238翻译可移植指令加工了一个5轴的航空零件。Catia CL文件为2,077KB；AP-238第21部分文件：2,305KB；NC文件：560-1,304KB；用奔腾1GHz处理器，总处理时间：20秒。

　　GE Fanuc是CNC系统的众多供应商之一。其基础部的Bill Griffith说，GE Fanuc完全支持STEP-NC的努力，他们已经出席了大量的业内会议，并在贸易展会和业内会议中演示运行了STEP-NC的GE Fanuc开放系统产品。GE Fanuc与第三方软件集成商合作，为用户指定的STEP-NC使用GE Fanuc开放系统CNC产品。

　　其他一些并没有直接参与的供应商，如MDSI，正在密切关注其动向。“STEP-NC在我们未来的软件/硬件开发计划中将被列为重点考虑的对象”，MDSI全球销售主管Michael Tarr说。

图2：参与者们表示，STEP-NC（采用一个AP-238文件）的目标是简化从计算机辅助制造（CAM）软件到计算机控制程序数据流，保存和精简信息，减轻机器的选择提高运行效率。