STEP兼容式数控加工技术研究进展.doc

STEP兼容式数控加工技术研究进展基金项目：国家自然科学基金资助项目（50445004）作者简介：刘日良(1968-)，男，博士，山东大学机械工程学院副教授，主要从事CAD/CAM以及数控加工技术的研究。Email: 刘日良，张承瑞（山东大学机械工程学院，山东 济南，250061）摘要：为了实现CAD/CAM与数控系统间的无缝集成，一种与STEP兼容的数据模型（STEP-NC）被接受为新一代数控的接口规范。简述了STEP-NC的基本概念，介绍了基本的实现方法并对比分析了ARM和AIM方案，研究了应用系统与STEP-NC的几种主要接口方法和技术，总结了基于STEP-NC的数控编程、数控加工技术及相关系统的研究进展和所存在的问题。关键词： STEP；STEP-NC；数控加工；数控编程中图分类号：TH166Implementing the STEP-Compliant NC manufactureLiu Riliang Zhang Chengrui(School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan, 250061, China)Abstract: STEP-NC is a new data interface proposed to replace the currently widely-used G/M codes and is leading to a STEP-compliant NC manufacture scenario, which is recognized as a means to facilitate intelligent manufacturing and streamline the information flow in the process chain. This paper introduces the readers to the basic idea and concepts of the new paradigm, analyzes the implementation issues with respect to the ARM and AIM of the new data model, reviews the literature and identifies the major technological issues and future development trends regarding the implementation of the new standard in computer systems for NC programming and machining. Keywords: STEP; STEP-NC; NC machining; NC programming0 引言数控（NC）是数字制造的起源，是先进制造的核心技术之一。现代的计算机数控（CNC）机床在注重单机高速、高效、高精度、高可靠性的同时正向着开放性、智能化、网络化等方向发展1。同时，随着计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术在数控编程和加工领域的广泛应用，如何实现CAD/CAM系统与CNC机床的集成成为学术界和制造业所关注的焦点。于是，人们提出了一种与STEP（ISO 10303）兼容的数控数据接口（STEP-compliant NC data interface，简称STEP-NC）2，以取代目前广泛应用的ISO 6983（G代码）作为新的数控编程规范。经过数年的研发和论证，STEP-NC的基本数据模型已被接受为国际标准（ISO 14649）3。学术界普遍认为，充分利用这种STEP兼容式的数控加工（STEP-Compliant NC Manufacture）方式将会极大地提高制造业的竞争力，同时人们也意识到，以STEP-NC取代传统的G代码编程不仅是CAM与CNC接口的改变，而且是对现代制造系统及技术的巨大挑战和发展机遇4。STEP-NC最早是由欧洲的OPTIMAL（ESPRIT III 8643，1994-1997）项目组提出的，但OPTIMAL计划只针对铣削工艺定义了第一版STEP-NC数据模型。2000年前后，欧共体、瑞士、美国、韩国等相继启动了STEP-NC研究计划，并共同承担了IMS（Intelligent Manufacturing Syatem）组织的研究项目（IMS STEP-NC）。STEP-NC随之成为世界性的研究热点。Xu等 5对此作了较为详尽的综述。近年来，随着数据模型和验证系统的研发，STEP兼容式数控加工的实现方法和技术逐渐成为学术界和企业界共同追逐的目标。如何实现和推广STEP-NC在数控加工领域的应用以及如何借助STEP-NC实现相关系统的无缝集成成为STEP-NC研究的重点。下文将主要探讨STEP-NC涉及的基本概念、实施方法和应用技术，总结国际上的最新研究进展和问题。1 STEP-NC概要1.1 基本思想和特点如图1所示6，STEP-NC要求数控编程摈弃过去那种描述具体机床动作和刀具运动的做法，而是采用与CAD/CAM模型兼容的数据模型作为CAM系统与CNC之间的数据接口，以面向对象的方式采用高级语言描述加工任务。STEP-NC的应用不仅可以实现CAM与CNC之间的无缝连接，而且通过这种STEP兼容的制造方式还可望实现以下间接目标：(1) 消除数控程序对数控系统的依赖性STEP-NC数据接口是一种中性描述，不依赖于具体的CAM系统、数控系统或机床，从而提高数控程序的可移植性，并在一定程度上解决制造系统间的数据兼容性问题。(2) 信息的完整性为智能化制造提供了条件STEP-NC的信息模型可以保证数控机床的操作者或CNC系统对被加工件有一个全面的了解（包括工件形状、技术要求及工艺数据），从而为数控系统的智能化和车间层的智能制造创造条件。(3) 形成一条贯穿设计与制造阶段的信息高速公路STEP-NC将STEP的应用范围延伸到制造领域，从而实现CAD、CAM、CNC之间的无缝连接，减少中间环节，使产品设计与制造系统之间的信息流动更加通畅7。(4) 实现设计与制造系统间的双向信息流动基于同一数据模型实现加工现场数据的回溯到，对于加工过程的数据更新、方案优化以及知识获取等有着重要的意义。(5) 网络化制造产品的设计和制造等可以摆脱系统平台和物理位置的束缚，实现“Design anywhere, plan anywhere, manufacture anywhere”的目标，为并行工程、敏捷制造等先进生产模式提供技术基础。图1 STEP-NC数据接口（Manfred Weck）1.2 核心问题及概念STEP-NC是一种旨在全面描述零件几何信息和数控加工工艺信息的数据模型。它将面向对象的方法引入到了数控编程领域，通过特征、工步等一系列特有的概念为零件的数控加工提供对整个加工任务的描述。1.2.1 几何形状与特征特征是工件上具有特定几何形状的一部分。STEP-NC中的特征专指制造特征（Manufacturing feature），与CAD中的特征概念之间没有一一对应的关系。制造特征分为域特征（Region）、2.5轴制造特征（Two5D Manufacturing feature）和过渡特征（Transition feature）。其中，域特征是用以表征自由曲面的概念；过渡特征用于表示两特征之间的过渡部分（如倒角、倒圆等）。2.5轴制造特征是所有可以采用2.5轴方式完成的特征，其子特征包括加工特征（Machining feature）、重复特征（Replicate feature）和组合特征（Compound feature）。具体的加工特征包括平面（Planar face）、型腔（Pocket）、槽（Slot,）、台阶（Step）、孔（Hole）、一般特征（Generic feature）等。机加工特征通常必须具有一个深度（Depth）属性。重复特征和组合特征分别表征某一简单特征的重复出现和多个特征的组合。1.2.2 工艺描述与操作零件的加工是通过对工件上一系列特征的加工来实现的，具体方法称为操作。ISO 14649中，操作可以是对工件某一部分进行加工处理的过程即机加工操作（Machining_operation），也可以是一次快速移动（Rapid_movement）或探测（Touch_probing）。根据加工工艺的不同，机加工操作可以是铣削操作（Milling_machining_operation），也可以是车削（Turning_machining_operation）或其它操作。通常一个机加工操作中不能有刀具或工艺参数（Technology）的变动。具体操作信息通常包括工艺方法、刀具（Machining_tool）、走刀策略（Strategy）、工艺参数、机床辅助功能（Machine_functions）等。工艺方法指具体的切削方法，如端铣、钻削等。刀具实际上是指完成该工步所需要的刀具种类、型号和参数等。走刀策略包括进退刀方式和切削方式（如环切、行切等）。工艺参数指加工时的切削用量等。机床辅助功能则大致对应传统数控程序中由M代码所实现的功能，如是否需要切削液等。值得一提的是，操作虽然是特征的具体实现方法，但它本身不是可执行体。1.2.3 可执行体与工步STEP-NC程序的执行顺序是通过一系列可执行体（Executable）来体现的。可执行体包括工作计划（Workplan）、NC功能（NC function）和工步（Workingstep）。NC功能指开关动作以及其它没有插补控制的功能。工作计划同时也是程序结构（Program structure，是一种可以包含其它可执行体的执行体）的子类，它可以指定若干工步和NC功能的执行顺序。工步是对工件制造过程中机床具体动作的概括性描述，即运用一定的操作（Operation）完成某一任务。工步被认为是STEP-NC数控程序的基本单元。2 STEP-NC的实现方法2.1从数据模型到数控程序2.1.1 基于ARM的实现方案STEP-NC在许多方面（如建模语言、文件格式等，图2）参考或直接引用了STEP（ISO 10303），因而被公认是一种与STEP兼容的数据模型，但关于两者的准确关系却存在着分歧。部分研发人员8认为，STEP-NC的实施必须优先考虑数控加工的特殊需要（而不是STEP方法论），它应：（1）利于编程；（2）提供全面的信息；（3）以合理的数据结构将数控数控加工中的几何信息和制造信息组织起来。图2 STEP-NC（ISO 14649）与STEP的关系基于这一观点，ISO/TC 184/SC1（国际标准化组织工业自动化系统和集成委员会物理装置控制分委员会）制订了一个独立的标准ISO 14649。所以在一定意义上，STEP-NC（ISO 14649）与STEP是两个标准。正因为如此，ISO 14649中给出的数控程序并没有特意使用STEP的集成资源，而是将ISO 14649中的EXPRESS定义实体直接映射为STEP-NC程序（参阅ISO 14649-11）中的实体实例。2.1.2 基于AIM的实现方案也有一部分研发人员认为，也被认为是STEP向数控加工领域的拓展，应当与STEP完全兼容9。基于这一观点，ISO/TC 184/SC 4（工业数据分委员会）将STEP-NC作为STEP的一部分，具体地说是其中的一个应用协议，即STEP AP 238或10303-23810。通常，按照STEP方法，一种应用协议的实际应用（如本文中的数控编程）需经过以下过程：（1）进行功能分析，建立应用活动模型（Application Activity Model, AAM）；（2）对AAM进行抽象，建立应用参考模型（Application Reference Model, ARM）；（3）根据AAM和ARM，从集成资源中抽出所需资源构件（Unit of Functionality），增加约束、关系和属性，建立应用解释模型（Application Interpretation Model, AIM）；（4）将AIM映射为具体的文件结构以及具体应用系统程序设计语言(如C+，Java等)的描述形式；（5）用程序设计语言实现应用系统的功能。因此，如果将STEP-NC看作是STEP的一个应用协议，那么ISO 14649中定义的数据模型相当于ARM，应该先映射为AIM后才能进一步映射为STEP-NC数控程序的文件结构（如图3中虚线所示）。图3 STEP数据模型的映射关系虽然（按照上述观点）STEP AP 238的范畴更大，但实际上ISO/TC 184/SC 4目前正在制订的STEP AP 238主要侧重于AIM。STEP Tools公司推出的工具（ST-Plan，ST-Machine等，）也都是面向AIM的。2.1.3 两种实现方法的比较STEP-NC是为现代计算机数控机床制订的一种与STEP兼容的数据接口，而STEP-NC的ARM和AIM代表了数据模型建立过程中的两个阶段，表达的对象和内容是一致的，只是描述方式的不同11。从STEP-NC的ARM向AIM映射可以充分利用STEP的资源构件，并保持与STEP-CAD、STEP-CAM（分别指CAD和CAM领域的数据模型）等的一致。另一方面，这种转化降低了数控程序的可读性，增加了后续处理的难度。通常ARM更接近应用领域，便于人类的理解，但没有实现与STEP的完全兼容；而AIM更抽象、更复杂一些，但真正体现了与STEP的兼容。基于ARM和基于AIM的数控程序都采用STEP 21（10303-21）格式，但由于二者在定义方式上的差异，同一个概念（如图4中的Machining_workstep）反映在数控程序中的组织形式往往也有所不同。图5中，语句#10为机加工工步按照ISO 14649中的定义直接映射到数据文件（数控程序）的实例，其安全面、被加工特征和操作分别通过#52、#16和#19以属性的形式给出。语句#160#173#194#315则是由STEP AP-238映射到文件中的形式，其中#194给出了工步的标识，#173将特征和工步联系到一起，#160将操作和工步联系到一起，#315指定了操作的安全面从而间接地将安全面和工步联系到一起。从这个实例可以看出两种实现方法之间的矛盾（实现STEP-NC与STEP的完全兼容或者保持STEP-NC的简洁性）。图4 STEP-NC的ARM和AIM对比实例Kramer等人12针对文件的实时翻译和处理问题对这两种方案进行了测试，结果表明，尽管AIM形式的数据需要较长的处理时间，但这两种形式的文件都可以直接用作计算机数控机床的实时控制。2.2应用系统的接口方法研究2.2.1 基本方法STEP-NC数据的交换在理论上（参照STEP的实现方法）有四种方式，即文件交换、工作单交换、数据库交换和知识库交换。文件交换是最基本的一种方式，即通过物理文件（ISO 10303-21）实现数据交换，是当前采用的方式。由于EXPRESS本身不是一种实现语言，在实现具体应用系统时还必须将STEP-NC的EXPRESS描述（ARM或AIM）映射为程序设计语言(如C+，Java等)（参阅图4），然后用程序设计语言实现STEP-NC数据的处理。图5以Revolved_flat（轴肩）为例，表示了利用Java实现对STEP-NC数据的解释的基本方法。图5 STEP-NC程序的解释方法示例2.2.1 ARM格式物理文件接口方法Weck6针对STEP-NC铣削工艺的ARM开发了一套翻译工具，利用C+实现了数控系统的STEP-NC接口（外部文件向内部数据的翻译）。其基本方法可以概括为：通过对EXPRESS规范的编译生成基本的C+类和方法（对于兼容性要求较高的应用系统，一般需要专门的工具），然后通过C+类和方法实现对STEP-NC文件的读写和信息处理，最后转化为数控系统的控制数据。该方法代表了STEP-NC（ARM格式数控程序）翻译器的基本实现原理。Suh13以及Newman14则基于这一基本方法分别实现了STEP-NC程序的双向翻译。 2.2.2 AIM格式物理文件的实现方法如前所述，由于从ARM到AIM的映射，AIM格式的STEP-NC文件通常非常复杂，一般需要借助专门的工具进行处理。从STEP的角度，标准数据存取接口（Standard Data Access Interface）是一种有效的方法。SADI（Standard Data Access Interface）是STEP标准中定义的数据存取接口规范（ISO 10303-22），目的是使产品数据的存取和管理与应用系统的具体结构相分离。换言之，只要产品数据模型的EXPRESS描述是一致的，即便是不同的系统也可以实现信息集成。SDAI是独立于编程语言的，相当于一套抽象的应用编程接口（API）规范和功能定义。用具体编程语言对应SDAI各个接口所定义的功能编制相应的接口函数称为语言联编（Language binding）。目前可以与SDAI进行联编的编程语言有C、C+、Java等，但应用范围尚局限于设计领域。为了降低STEP-NC数据处理的复杂性，伴随着AP 238的研发，美国的STEP-NC研发组定义了一些专用类，称为STIX（STEP Index library）。STIX是从ST-DeveloperTM的ROSE库中扩展出来的一部分C+类，专门用于STEP AP 238（Integrated_CNC_schema）数据结构的查寻。图6所示为利用STIX指针查寻AP-238文件的基本途径。基于这一方法，Xu15利用STIX实现了从STEP-NC程序到数控车床内部数据的转换。Liu16利用STIX开发了一个STEP-NC铣削程序的解释器。图6 STIX指针的查找路径2.2.3 基于XML的网络化接口方法为了便于STEP-NC程序的网上传输和对异构系统的集成，XML (eXtensible Markup Language) 被提出用于STEP-NC程序的描述。Lee17用MSXML 3.0作为XML翻译器用Visual C+实现了数控系统对XML格式STEP-NC数据的接口。Borselino等人18则针对远程协同问题研究了STEP-NC应用系统的XML接口方法。XML是一种优秀的网络语言，它对于推动STEP-NC的实施尤其是基于STEP/STEP-NC的网络制造技术有着非常积极的意义。但值得一提的是，XML在STEP-NC中的应用只是数控程序的一种表现形式或者是应用系统的一种实现方式，是建立在STEP-NC的EXPRESS模型之上的，而并非新的数据模型。关于STEP/STEP-NC领域的XML接口基本方法请参阅ISO 10303-28（标准草案）。3 应用技术研究和发展趋势3.1 应用领域的拓展随着STEP-NC在铣削领域的验证和逐渐被接受，研发工作正向着其它工艺领域拓展。表1表示了被纳入到STEP-NC研究计划中的主要工艺领域，其中除铣削工艺外，其它工艺的数据模型尚处草案状态（DIS、CD或WD）。表1 制订中的STEP-NC（ISO 14649）标准编号工艺范围14649-10数控加工通用模型14649-11 & -111铣削工艺及刀具14649-12 & -121车削工艺及刀具14649-13线切割加工14649-14电火花加工14649-15木材和玻璃轮廓加工14649-16检测另外，STEP-NC的AIM（通用模型和铣削）也被接受为标准草案（ISO/DIS 10303-238）。为了降低复杂性，AP 238在实际开发过程中被分成4个一致性类（Conformance class）供选用，其中CC1（刀具路径）只包含主要功能单元及应用对象；CC2（刀具路径+几何形状）在CC1基础上加入了工件的几何形状；CC3（基于特征的描述）加入了制造特征的信息； CC4包含了完整的AP 238数据。这4个类都是AP 238的子集，包含的信息范围依次扩大。Venkatesh等人19对其中的CC1进行了测试。除此之外，Sokolov20研究了STEP-NC在线切割工艺中的应用并开发了一个原型系统；Ryou21研发了快速原型工艺的STEP-NC数据模型；Stroud22研究了与雕刻艺术有关的制造特征并初步定义了有关STEP-NC数据模型，大大扩展了STEP-NC的应用领域。3.2 数控编程及CAD/CAPP/CAM数控编程实际上是一个工艺规划和程序代码编制的过程。STEP-NC不仅重新定义了数控程序，而且也意味者数控编程单元和数控加工单元在功能方面的重新划分。Xie23针对钣金零件研发了一个STEP兼容式CAPP原型系统。Heusinger24研究了STEP-NC车/铣工艺数据的集成问题。为了充分利用STEP-NC数据模型的优势，Suh25提出将非线性规划技术引入加工现场的基本方案。Allen26将AGENT技术应用到了工艺规划中，提出通过MFA（Manufacturing Feature Agent）实现基于特征的工艺规划和编程。为了适应STEP-NC的特殊需要，文献13还提出了一种新的现场编程系统（SFP）结构，并实现了一个原型系统，主要用于STEP文件向ISO 14649文件或G代码的转换。针对目前的技术状况提出了基于STEP-NC的三种CAD/CAM实现方案。其中方案1用于在传统CAD/CAM系统中加STEP-NC接口；方案2要求在CAD/CAM系统内提供对STEP-NC数据结构的支持；方案3则要求系统本身采用STEP-NC核心数据结构。STEP Tools公司还开发了一些软件工具（如ST-Plan），作为商用CAD/CAM软件的“插件”，以辅助实现基于STEP/STEP-NC的数控编程。这些基本方法和原型系统为基于STEP/STEP-NC的数控编程准备了基础条件。文献14按照第二种方案实现了一个基本的原型系统。3.3 STEP-NC控制器如果仅考虑数据接口问题，那么实现STEP-NC控制器最直接的方法便是在传统数控的基础上加装翻译器和相应的人机界面。其中的翻译器相当于一个通用处理器，负责将STEP-NC程序转化为必要的G、M代码后再输入NC内核。基于这个方法，欧洲的STEP-NC研究计划实现了世界上第一台STEP-NC控制器原型机（铣削）；文献15实现了一个车削加工的控制器原型机；文献17实现了一个直接用XML格式STEP-NC程序驱动的数控铣床。Choi27设计了一个STEP兼容式车削数控系统（TurnSTEP）并重点研究了基于XML的数据处理技术。这种方法主要有以下不足：（1）数控系统仍然只是数控程序的忠实执行着，对上游系统的依赖性大；（2）大部分数据在从STEP-NC到G代码的转化过程中失掉，而且数据转化是单向的；（3）总体上没有充分发挥新数据模型的优势。因此，Suh25提出了一种智能型STEP-NC的框架结构，采用内嵌CAM以及动态规划技术实现零件的智能加工。在此基础上，Zhang28分析了智能数控的类型，给出了基本的实施策略并提出了将agent技术用于STEP-NC控制器的基本方案。文献25和28的核心思想是将STEP-NC控制器改造为一个集微观工艺规划与控制功能于一体的集成系统。但是，由于数控加工的高可靠性要求，智能STEP-NC控制器的研发进展缓慢。为了便于在传统数控的基础上实现STEP-NC控制器，Fortin29面向实际应用设计了一种称为BNCL（Base Numerical Control Language）的低级语言作为STEP-NC接口和数控内核之间的桥梁，并提出了一种基于虚拟机BVM（BNCL Virtual Machine）和虚拟硬件BVH（BNCL Virtual Hardware）的软件结构。该方案的主要优势在于对多语言环境的支持和系统柔性，从另一个角度为目前的STEP-NC控制器研发工作提供了一种参考意见。3.4 相关技术和应用研究Ali30给出了一个在线检测的基本框架，提出用STEP-NC检测模型（ISO 14649-16草案）以及STEP AP 219等实现检测方案与加工方案的集成，以便在加工阶段通过对工件的检测及早发现问题并予以纠正。这种基于统一数据模型的在线检测技术是实现STEP-NC条件下闭环数控加工（规划、加工和检测集成）的重要手段，目前的研究主要集中在探测工步（Probing_workingstep）的规划方面。Brecher31则进一步提出利用检测数据进行动态规划，从而形成一个闭环的规划和加工流程（CAPP/CAM/CNC），并且展示了一个原型系统。Wosnik32则探讨了低层数据（数字伺服驱动信息）的回馈方法。Fichner33研发了一个原型系统，采用AGENT和神经网络技术获取数控加工单元的信息，以实现对分布式数控加工系统的集成和控制。由于STEP-NC控制器研发的相对滞后，如何利用传统实现STEP兼容式数控加工自然也成了一个重要的研究方向。Nassehi34研究了基于制造特征（ISO 14649）的零件建模、工艺规划及数控编程技术集成技术，并重点探讨了多智能体技术在工艺规划方面的应用，用Java语言实现了一个原型系统MASCAPP。它直接利用STEP-NC的制造特征进行零件（仅包含简单铣削特征）建模，然后生成西门子840D控制器的数控程序。Yusof36则在此基础上研究了针对传统车铣中心的STEP-NC数据处理技术。4 结束语STEP-NC被认为是数控加工领域的重大变革和提升机械制造业竞争力的重要途径。近年来，国内外学者在这个领域进行了许多探索和尝试。关于STEP-NC的实现方法，尽管目前还存在一些争议，但两种方法从技术上都是可行的，下一阶段的主要任务是研发高效且实用的数据处理工具。随着实现方法的日臻完善，应用系统的接口问题自然迎刃而解。从技术角度看，以后的主要任务将集中在：（1）数据模型的扩展和完善；（2）高效STEP-NC接口工具的研发；（3）支持STEP-NC的CAD/CAM系统的开发；（4）智能化STEP-NC控制器的实现技术；（5）加工阶段知识的获取与回馈以及有关系统和数据的集成等方面。目前的研究虽然尚处于早期阶段，还有许多问题需要解决，但作者相信，随着这些问题的逐一克服，STEP兼容式数控加工必将成为一种新的数字制造模式和现代制造的重要支撑技术。参考文献1 XU X W, NEWMAN S T. Making CNC machine tools more open, interoperable and intelligenta review of the technologiesJ. Computers in Industry, 2006, 57 (2): 1411522 WECK M, WOLF J, KIRITSIS D. STEP-NC The STEP compliant NC Programming Interface: Evaluation and Improvement of the modernInterfaceZ. IMS Forum. Ascona, Switzerland. 20013 ISO/TC184/SC1/WG7. ISO/FDIS 14649: Data model for Computerized Numerical ControllersS, 2002-02-064 HARDWICK M, KASSEL B, CRUMP B et al. Improving shipyard manufacturing processes using STEP-NCJ. Journal of Ship Production, 2005, 21(3): 170-1765 XU X W, WANG H, MAO J et al. STEP-compliant NC research: the search for intelligent CAD/CAPP/CAM/ CNC integrationJ. Int. J. Prod. Res., 2005, 43(17):3703-37436 WECK M. Introduction to STEP-NC: Feature-oriented Programming for NCEB/OL. /, 2001-9-147 Hardwick M, Loffredo D. Lessons learned implementing STEP-NC AP-238J. Int. J. Comp. Integr. Manuf., 2006, 19(6): 523 5328 Wolf J. Requirements in NC machining and use cases for STEP-NCAnalysis of ISO 14649 (ARM) and AP 238(AIM)（Z）. ISO T24 STEP-Manufacturing Meeting, Diego, California, 20039 Hardwick M, Loffredo D. STEP into NC. Manufacturing Engineering. 2001, 126(1): 38-5010 ISO/TC184/SC4. ISO/DIS 10303-238 Industrial Automation Systems and IntegrationProduct Data Representation and ExchangePart 238: Application Protocols: Application Interpreted Model for Computerized Numerical ControllersS, 2003.11 FEENEY A B, KRAMER T, PROCTOR F et al. STEP-NC implementationARM or AIM? ISO T24 STEP- Manufacturing Meeting, San Diego, California, 200312 KRAMER T R, PROCTOR F, XU X et al. Run-time interpretation of STEP-NC: implementation and performance. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2006, 19(6):495 50713 Suh S H, Lee B E, Chung D H et al. Architecture and implementation of a shop-floor programming system for STEP-compliant CNCJ. Computer Aided Design, 2003, 35(12): 1069-108314 NEWMAN S T, ALLEN R D, ROSSO R S U. CAD/CAM solutions for STEP-compliant manufatureJ. Int. J. Comp. Integr. Manuf., 2003, 16(7-8): 590-59715 XU X W. Realization of STEP-NC enabled machining. Robotics and Computer-Integrated ManufacturingJ, 2006, 12(2), 144-15316 LIU R, ZHANG C, NEWMAN S T. A framework and data processing for interfacing CNC with AP238J. Int. J. Comp. Integr. Manuf., 2006, 19(6): 516 52217 LEE W, BANG Y. Design and implementation of an ISO 14649-compliant CNC milling machineJ, Int. J. Prod. Res, 2003, 41(13):3007-301718 BORSELINO C, LICARI R, LO VALVO E et al. An XML interface to STEP-NC systems for remote collaborative concurrent engineeringJ. Int. Forum on Multimedia Image Processing, Seville, Spain, 200419 VENKATESH S, ODENDAHI D, XU, X et al. Validating portability of STEP-NC tool center programmingJ. Proceedings of the ASME - DETC2005: 25th Computers and Information in Engineering Conf., 2005, 285-290. Long Beach，CA, United States20 SOKOLOV A, RICHARDd J, Nguyen V K et al. Algorithms and an extended STEP-NC-compliant data model for wire electro discharge machining based on 3D representationsJ. In J. Comp. Integr. Manuf.g, 2006, 19(6): 603 61321 RYOU M S, JEE H S, KWON W H et al. Development of a data interface for rapid prototyping in STEP-NCJ. Int. J. Comp. Integr. Manuf., 2006, 19(6):614 62622 STROUD I, XIROUCHAKIS P. Strategy features for communicating aesthetic shapes for manufacturingJ. Int. J. Comp. Integr. Manuf., 2006, 19(6):639 - 64923 XIE S Q, XU X. A STEP-compliant process planning system for sheet metal partsJ. Int. J. Comp. Integr. Manuf., 2006, 19(6):627 - 63824 HEUSINGER S, ROSSO R S U, KLEMM P et al. Integrating the CAx process chain for STEP-compliant NC manufacturing of asymmetric partsJ. Int. J. Comp. Integr. Manuf., 2006, 19(6): 533 54525 SUH S H, CHO J H, HONG H D. On the architecture of intelligent STEP-compliant CNCJ. Int. J. Comp. Integr. Manuf, 2002, 15(2), 16817726 ALLEN R D, HARDING J A, NEWMAN S T. The application of STEP-NC using agent-based process planningJ, Int. J. Prod. Res., 2005,