【国家标准(GB)】 工业自动化系统与集成 物理设备控制 计算机数值控制器用的数据模型 第11部分: 铣削用工艺数据

ICS 25.040.20
中华人民共和国国家标准
GB/T19903.11—2008/IS014649-11:2004工业自动化系统与集成
物理设备控制
计算机数值控制器用的数据模型第11部分：铣削用工艺数据
Industrial automation systems and integrationPhysical device control-Data model for computerized numerical controllers-Part 11:Process data for milling（ISO14649-11:2004,IDT）
2008-03-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-11-01实施
规范性引用文件
术语和定义
通用工艺数据
标题和引用
专用加工操作
铣削NC功能
铣削刀具方位
铣削加工操作
铣削工艺
铣削加工功能
铣削类型操作
自由曲面操作
2轴半铣削操作
平面铣削
底面与侧面铣削
钻削类型操作
钻削操作
镗削操作
螺纹钻削
模式结束
致性要求
-致性类型1实体
5.2一致性类型2实体.
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
中文索引
英文索引
EXPRESS列表
实体短名
实现方法的具体要求
EXPRESS-G图
样本NC程序
GB/T19903.11—2008/ISO14649-11:200420
GB/T19903.11—2008/IS014649-11:2004GB/T19903《工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型》等同采用ISO14649。GB/T19903已经制定并计划制定的部分如下：第1部分：概述和基本原理（ISO14649-1）；第10部分：通用工艺数据（ISO14649-10）；一第11部分：铣削用工艺数据（ISO14649-11）；一第12部分：车削用工艺数据（ISO14649-12）；第111部分：铣削刀具（ISO14649-111）；第121部分：车削刀具（ISO14649-121）。部分之间的空档留作标准的进一步补充制定之用本部分为GB/19903的第11部分。本部分是首次制定的。本部分等同采用ISO14649-11：2004《工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型第11部分：铣削用工艺数据》（英文第二版）。本部分等同翻译ISO14649-11：2004。为便于使用，本部分作了如下编辑性修改：删除了ISO14649-11：2004的前言和引言；a）
删除了ISO14649-11：2004第2章规范性引用文件中的引导语，用GB/T1.1一2000中6.2.3b）
规定的引导语代替；
c）无部分号的ISO14649改为GB/T19903；无部分号的ISO10303改为GB/T16656；d)
索引部分按汉语拼音顺序排序，并保留了原英文索引。e)
在ISO14649-11：2004中引用的其他国际标准，对于未被等同采用为我国标准的，在本部分中均被直接引用。
本部分的附录A、附录B、附录C为规范性附录；附录D、附录E为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出本部分由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会归口。本部分起草单位：北京发那科数控工程有限公司、华中科技大学、武汉华中数控股份有限公司。本部分主要起草人：梁若琼、彭芳瑜、罗忠诚。Ⅲ
GB/T19903.11—2008/IS014649-11:2004引言
现代制造企业的生产设备常常分布在国内外，这些设备往往由不同的生产厂家提供。在加工制造过程中，需要在各工场和设备之间传输大量信息。当今，数字通信标准已解决了通过全球网络可靠地传输信息的技术问题。对于机械加工而言，通过GB/T16656（STEP标准）可以使产品数据的描述标准化，这为机械制造企业在整个加工过程中采用标准化数据提供了可能。但是，妨碍实现标准化数据的原因是企业中使用的CNC机床采用的数据格式。目前大多数CNC机床仍采用ISO6983规定的\G和M代码”语言编程，数控程序通常是由CAD/CAM系统生成的。然而用ISO6983编程存在一些不足：首先，所用语言针对的是刀具中心轨迹对机床轴的编程，而不是对零件加工工艺过程的编程；第二，该标准规定的程序语义在多数场合会产生歧义；第三，CNC制造厂商往往会扩充编程语言，但这种扩充超出了ISO6983规定的范围，不具有互换性。GB/T19903是在CAD/CAM系统和CNC机床之间的一种新的数据传输模型，用来取代ISO6983。它利用工步（Workingstep）面向对象的原理，通过规定加工工艺过程（而不是刀具的运动）来克服ISO6983存在的不足。工步相应于高层的加工特征及相关的工艺参数，CNC系统将工步转换成轴运动和刀具操作。GB/T19903的一个主要优点是它利用来自GB/T16656的数据模型。由于GB/T19903提供了范围广泛的制造过程模型，因而，它也可以作为所有其他信息技术系统之间双向和多向数据交换的基础。
GB/T19903是一种面向对象的编程用的信息和语境保存方法，它代替数据变成简单的开关指令或直线和圆弧运动。由于它面向对象的特征，并描述工件的加工操作，而不是描述机床轴的运动，因而它能在不同的机床或控制器上运行。新的数据模型如在NC控制器上运用，它的兼容性将省去通过后置处理器的所有数据适配工作。如果在这种控制器中采用ISO6983规定的NC程序，相应的解释程序应能并行处理不同类型的NC程序从使用ISO6983编程到基于可移植的特征编程有一个渐进的过程。GB/T19903的早期使用者一定会支持手动或通过程序输人传统的“G和M代码”数据，正如现代控制器既支持命令行界面又支持图形用户界面那样。随着开放式体系结构控制器的日益普及，这种做法会更加容易实现。在整个生命周期内，在产品数据的领域里，GB/T19903与GB/T16656是相互协调一致的。而在GB/T19903.1—2005的图1中，表示GB/T19903、GB/T16656和CNC制造厂之间关于实现方法和软件开发标准的不同领域。
1范围
GB/T19903.11—2008/IS014649-11:2004工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型第11部分：铣削用工艺数据
在GB/T19903的本部分中详细说明了铣削工艺中的专用基本数据。这部分与GB/T19903.10中所描述的通用加工数据模型一起，定义了铣削时计算机数值控制器和编程系统（例如CAM系统或车间级编程系统）的接口。它可用于各式机床的铣削操作，铣床、加工中心或带有自动刀具具有铣削功能的车床。本部分所定义的范围不包括车削、磨削或电火花加工等其他工艺，这些工艺会在GB/T19903后面部分定义。Www.bzxZ.net
在GB/T19903的本部分中milling-schema的主要内容是定义典型铣削和钻孔加工工艺专用数据类型。其中既有自由曲面铣削，也有棱形工件铣削（也称2轴半铣削）。模式中不包括几何类型、表示方法、加工特征、可用实例和通用工艺的基本类型。这些信息具体参见GB/T16656和GB/T19903.10。加工数据的描述使用GB/T16656.11定义的EXPRESS语言，数据编码使用GB/T16656.21相关规定。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T19903的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T16656.11工业自动化系统与集成产品数据的表达与交换第11部分：描述方法：EXPRESS语言参考手册（GB/T16656.11—1996，eqvISO/DIS10303-11：1993）GB/T16656.21工业自动化系统与集成产品数据的表达与交换第21部分：实现方法：交换结构的纯文本编码（GB/T16656.21一1997，idtISO10303-21：1994）3术语和定义
在本部分中使用下列术语和定义。3.1
精加工finishing
铣削操作用于切削工件。精加工常常在粗加工之后进行。精加工的目的是要达到表面质量的要求（相对于粗加工）。
粗加工roughing
铣削操作用于切削工件。粗加工的目的是在短时间内去除大量材料，此时表面质量不是重要因素。粗加工之后通常是精加工（见3.1）。1
GB/T19903.11—2008/IS014649-11:20044
通用工艺数据
标题和引用（headerandreferences）下列清单给出标题和这种模式内所引用的实体表，SCHEMA milling_schema;
Version ofApril 30,2004
Author:ISOTC184/SC1/WG7
REFERENCEFROM support_resource_schemaidentifier，
REFERENCE FROM geometry_schema(bounded_curve,
cartesian_point,
direction
REFERENCEFROMmeasure_schema
(length_measure，
positive_ratio_measure,
time_measure
（*ISO10303-41e3*）
（*ISO10303-42e3*）
（*ISO10303-4le3*）
a（*ISO14649-10*）
REFERENCEFROMmachining_schema(nc_function，
machine_functions,
machining_operation,
machining_tool,
material,
plane_angle_measure,
pressure_measure，
property_parameter,
rot_direction，
rot_speed_measure,
speed_measure,
technology，
toolpath_list，
tool_direction);
REFERENCE FROM milling_machine_tool_schema（*ISO 14649-111*)（
milling_cutting_tool) ;
GB/T19903.11—2008/ISO14649-11:20044.2专用加工操作（technology specificmachiningoperations）4.2.1铣削NC功能（NC functions for milling）铣削NC功能在接下来的条款中详细描述。这些功能是GB/T19903.10定义nc_function实体的子类。
换托盘（exchangepallet）
这个功能用来实现换托盘。
ENTITY exchange_pallet （* mo*）SUBTYPE OF (nc_function);
END_ENTITY;
4.2.1.2检索托盘（indexpallet）这个功能把托盘置于由参数设定的指定位置。ENTITY index_pallet（*mo*）
SUBTYPE OF（nc_function);
its_index:INTEGER;
END_ENTITY;
its_index：
表示托盘目标位置的参数设定值。4.2.1.3检索工作台（indextable）这个功能把回转工作台移动到参数设定的指定位置。ENTITY index_table（*mo*）
SUBTYPE OF (nc_function);
its_index:INTEGER;
END_ENTITY;
its_index：
表示工作台目标位置的参数设定值。4.2.1.4装刀具（loadtool）
这个功能是用来装刀具，刀具的选择与几何信息无关。ENTITY load_tool (* mo*)
SUBTYPE OF (nc_function);
its_tool:machining_tool;
END_ENTITY;
its_tool:
要装的刀具。
4.2.1.5卸刀具（unloadtool）
这个功能用来卸刀具。
ENTITY unload_tool
（*mo*）
SUBTYPE OF (nc_function);
its_tool: OPTIONAL machining_tool;END_ENTITY;
its_tool:
要换的刀具。为防止操作中同时使用一把以上刀具，必须分别设定其属性值。4.2.2铣削刀具方位（tooldirectionformilling）这是用于自由曲面加工中的刀具状态的基本类型，是GB/T19903.10定义的tool_direction实体的子类。
ENTITY tool_direction_for_milling（*mo*）ABSTRACT SUPERTYPE OF (ONEOF(three_axes_tilted_tool,five_axes_var_tilt_yaw,five_axes_const_tilt_yaw))3
GB/T19903.11—2008/ISO14649-11:2004SUBTYPE OF（tool_direction);END_ENTITY;
4.2.2.13轴倾斜刀具（threeaxestiltedtool）在这个加工模式中，刀具是倾斜的，因此刀具方位与机床坐标系中的3个坐标轴都不平行。但是具倾角固定，并仍然是在3个线性轴上运动。和five_axes_var_tilt_yaw不同，3轴倾斜刀具方式中其倾角和偏转角是不变的。
ENTITY three_axes_tilted_tool （* mo*）SUBTYPE OF（tool_direction_for_milling);its_tool_direction:directionEND_ENTITY;
its_tool_direction：
机床绝对坐标系定位中的刀具状态。4.2.2.2可变倾角和偏转角的5轴加工（fiveaxeswithvariabletiltandyawangles）加工时刀具5轴联动。在运动过程中，跟随刀具轨迹中的曲线不断调整刀具的状态。ENTITY five_axes_var_tilt_yaw（*ml*）SUBTYPEOF（tool_direction_for_milling）；END_ENTITY;
4.2.2.3固定倾角和偏转角的5轴加工（fiveaxeswithconstanttiltandyawangles）这是可变倾角和偏转角5轴加工的特例。刀具在运动过程中倾角和偏转角在刀位点是不变的，其状态取决于刀具的接触点的法线和进给方向的切线组成的坐标系。倾角和偏转角设置为这个实体的属性。
注：如果给某条刀具路径指定一条详细的刀位状态曲线，那么这些值可能会被重设。ENTITYfive_axes_const_tilt_yaw（*mo*）SUBTYPEOF（tool_direction_for_milling)；tilt_angle:plane_angle_measure;yaw_angle:plane_angle_measure;END_ENTITY;
tilt_angle：刀具在进给方向的倾斜角度，以刀具接触点上的曲面法线来计算。yaw_angle：倾斜刀具绕曲面法线的偏转角度，以刀具接触点在进给方向的曲面切线来计算。4.2.3铣削加工操作（milling machining operation）GB/T19903的本部分定义了所有操作的基本类型。这是GB/T19903.10定义的machiningoperation实体的子类。例如当its_technology中的feedrate_per_tooth被选中时，its_tool中的number_of_effective_teeth会自动给出。ENTITY milling_machining_operation （* mo*)ABSTRACT SUPERTYPEOF（ONEOF(milling_type_operation，drilling_type_operation))
SUBTYPE OF (machining_operation);overcut_length:OPTIONAL length_measure;WHERE
WRl:(EXISTS(SELF.its_technology.feedrate_per_tooth)ANDEXISTS(SELF.its_tool. number_of_effective_teeth))OR(NOT(EXISTS(SELF.its_technology.feedrate_per_tooth)));END_ENTITY;
overcut_length：位于特征中开放侧的间距。加工中不允许所有面都有材料作为边界，例如开槽。4
GB/T19903.11—2008/IS014649-11:2004在Round-hole场合，此属性只有是通孔时是允许的。如果drilling_type_operation中为cutting_depth指定了一个有冲突的值，overcut_length可以忽略。刀具运动
(tool movement)
间距(overcut)
图1间距
4.2.4铣削工艺（millingtechnology）这个实体定义铣削操作的工艺参数。它是GB/T19903.10定义的工艺实体的子类。在4个可选速度值中，两个必须通过WHERE规则指定。如果调用了adaptive_control属性，其中一些或全部值可能被忽略。
ENTITY milling_technology（*mo*)SUBTYPE OF（technology);
cutspeed:
spindle：
feedrate_per_tooth:
synchronize_spindle_with_feed:inhibit_feedrate_override:
inhibit_spindle_override:
its_adaptive_control:
OPTIONAL speed_measure;
OPTIONAL rot_speed_measure;
OPTIONALlength_measure;
BOOLEAN;
BOOLEAN;
BOOLEAN;
OPTIONAL adaptive_control;
WR1:(EXISTS(cutspeed) AND NOT EXISTS(spindle))OR (EXISTS(spindle) AND NOT EXISTS(cutspeed))OR (EXISTS(its_adaptive_control));WR2:(EXISTS(SELF.feedrate)AND NOTEXISTS(feedrate_per_tooth))
OR (EXISTS(feedrate_per_tooth) AND NOT EXISTS(SELF. feedrate))OR (EXISTS(its_adaptive_control));END_ENTITY;
cutspeed:
spindle：
feedrate_per_tooth:
synchronize_spindle_with_feed:inhibit_feedrate_override:
刀具的切削速度，主轴速度转速转化为线速度。刀具转速。根据rot_speed_measure的定义，正值表示刀具转向为C轴数学上的正方向旋转，例如从刀架向工件方向看刀具逆时针运动是正向。
注：通常加工中需要刀具顺时针运动，此时spindle为负值。每齿进给量。
如果为真，切削速度和刀具进给同步。当切削速度提高或降低时，孔底部的螺距能保持恒定、如果为真，则不允许通过操作面板或者自适应控制系统重设5