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自从上个世纪80年代以来,人们已开始通过采用基于STEP(ISO 10303)标准的统一的数据模型来实现CAD/CAM系统间的集成。之后在此基础上又提出了STEP-NC(ISO 14649)标准,该标准为实现数控加工领域中产品设计与制造的无缝连接奠定了坚实的基础并提供了广阔的发展空间。基于STEP-NC的特征建模系统是基于STEP-NC信息模型建立起来的面向制造的建模系统。本系统的研究主要包括以下三个方面:(1)从研究STEP-NC标准入手,根据STEP标准的原理及方法学,在STEP AP224以及ISO 14649中的通用标准(Part 10)、数控铣削加工工艺(Part 11)的基础上,通过对STEP-NC数据模型进行延伸和完善,建立统一的基于STEP-NC特征信息模型。(2)基于STEP-NC的CAD特征建模系统是面向制造的。提出的制造特征不同于一般CAD中使用的设计特征,是指某一工步所去除的材料,即负特征。这样的制造特征与工艺信息,例如与加工方法,联系更加紧密,能够直接用于后续的CAPP、CAM系统中。同时开发了特征库的管理系统,并设有用户自定义特征的接口,可以根据自身产品的特点添加新的特征或编辑已有特征,通过验证后可将其保存入系统特征库之中,实现特征库的自学习功能。(3)本文提出基于制造过程的建模思想。要求建模过程尽量同实际的制造加工过程保持一致。在本系统中,完成特征建模的过程即为一次次加工的过程。在建模过程中,首先选择需要的毛坯形状,通过插入不同的制造特征(负特征),进行布尔减运算,得到最终的工件模型。在本系统中,每个特征上不仅附着各自的形状特征信息还有相关的制造信息以及其他的辅助信息,这些信息具有一定的语义,是高层次可直接利用的。由此建立的CAD特征模型,能够实现与CAPP、CAM及STEP-NC的无缝连接,为真正实现制造业的信息化、集成化、自动化探索了一条有效途径。