20世紀(jì)80年代,，美國(guó)通過(guò)下一代控制器(NGC)計(jì)劃提出了開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)控制器的概念,，激發(fā)了人們開(kāi)發(fā)新一代數(shù)控,，即開(kāi)放式數(shù)控的研究熱潮,。國(guó)內(nèi)外對(duì)開(kāi)放式數(shù)控的體系結(jié)構(gòu)以及具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究,。目前，其研究已超過(guò)了開(kāi)放式數(shù)控的內(nèi)涵,，數(shù)控系統(tǒng)朝著開(kāi)放式,、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,。隨著研究的深入,，人們發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)一直采用的ISO 6983標(biāo)準(zhǔn)(G、M代碼)已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的需要,。這種面向運(yùn)動(dòng)和開(kāi)關(guān)控制的數(shù)控程序限制了CNC系統(tǒng)的開(kāi)放性和智能化發(fā)展,，同時(shí)也使得CNC與CAX技術(shù)之間形成了瓶頸,， STEP-NC的概念正是在這種背景下提出的。
盡管現(xiàn)代CAD/CAM系統(tǒng)以及CNC控制各自的性能都已經(jīng)大大提高,，但其依然還是采用G,、M代碼的IS06983標(biāo)準(zhǔn)作為編程的數(shù)據(jù)接口，這種數(shù)據(jù)接口造成了當(dāng)前CNC系統(tǒng)主要存在以下的問(wèn)題:
①現(xiàn)場(chǎng)編程或修改非常困難,，對(duì)于較復(fù)雜的加工對(duì)象,，G、M代碼一般需要事先由后處理程序生成,，增加了信息流失或出錯(cuò)的可能性,。
②G、M代碼只定義了數(shù)控沖床的運(yùn)動(dòng)和開(kāi)關(guān)動(dòng)作,，不包含產(chǎn)品數(shù)據(jù)的其他信息,，因此CNC系統(tǒng)根本不可能獲得完整的產(chǎn)品信息，更不可能事先智能化,。
③從CAD/CAM系統(tǒng)到CNC系統(tǒng)的傳輸過(guò)程是單向的,，難以支持先進(jìn)制造模式。
④由于覆蓋面太窄,，廠商不得不開(kāi)發(fā)各自的擴(kuò)充功能和專有指令,，造成不同數(shù)控系統(tǒng)之間互不兼容。
⑤不支持基于樣條數(shù)據(jù)的五軸鏡削和高速加工,。⑥生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng),，生產(chǎn)效率低。
STEP-NC發(fā)展概況
TEP-NC將產(chǎn)品信息的表達(dá)與交換的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)STEP (standard for the exchange of product model data)擴(kuò)展至CNC領(lǐng)域,。1997年,，歐共體的OPTIMAL計(jì)劃( optimised preparation of manufacturing information with multi-level CAM-CNC coupling)定義了第一 版STEP-NC鏡削接口標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的STEP-NC研究項(xiàng)目提供了基礎(chǔ),。1999年1月,，歐共體又啟動(dòng)了為期3年的STEP-NC研究項(xiàng)目，在OPTIMAL計(jì)劃中用STEP標(biāo)準(zhǔn)所定義的鏡削接口數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,，研究開(kāi)發(fā)適合鏡,、車、磨,、放電加工、快速成形,、木材和玻璃加工的標(biāo)準(zhǔn)接口,。美國(guó)STEP Tools公司也開(kāi)發(fā)了一種支持STEP數(shù)據(jù)共享的XML編程技術(shù)，至2000年8月,，在網(wǎng)絡(luò)上提供了約10000個(gè)免費(fèi)的STEP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序,，并集成到了PDM軟 件ST - Reposi tory中,，旨在方便地從Internet上對(duì)STEP數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
從2000年開(kāi)始,， STEP TJols公司在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)協(xié)會(huì)的幫助下,，展開(kāi)了一個(gè)為期3年的“超級(jí)模型”項(xiàng)目，其目標(biāo)是建立一個(gè)適合鏡,、車的數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件工具,，驗(yàn)證CNC 數(shù)控沖床能夠直接讀取三維設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)，從而快速,、安全和智能化地制造零件,。為了CAD、CAM,、CNC控制器能隨時(shí)地提取或?qū)懭霐?shù)據(jù),，他們開(kāi)發(fā)了STEP-NC數(shù)據(jù)庫(kù)的操作規(guī)范體系和自身維護(hù)與管理體系。2000年末,，他們?cè)菔玖死?quot;超級(jí)模型"進(jìn)行鏡削特定特征加工對(duì)象的全過(guò)程一一"超級(jí)模型"從一個(gè)FB Mach CAM系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù),，然后一臺(tái)改造過(guò)的Bridgeport CNC控制器通過(guò)"超級(jí)模型"的智能接口讀取STEP-NC數(shù)據(jù)后直接控制鏡床進(jìn)行加工。目前他們正在進(jìn)行完善和擴(kuò)展工作,，以適用于各種加工,。此外，他們還與Lawrence Livermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作,，正在OMAC的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)STEP-NC接口,。
2000年6月，韓國(guó)POHANG科技大學(xué)的STEP-NC技術(shù)國(guó)家研究實(shí)驗(yàn)室NRLSNT
(National Research Lab for step NC Technology)也開(kāi)始了為期5年的STEP小JC研究計(jì)劃,， 重點(diǎn)開(kāi)展車削的STEP-NC,，從數(shù)據(jù)模型到智能化加工相關(guān)技術(shù)的研究。
目前較具代表性的研究項(xiàng)目有歐洲的STEP-NC項(xiàng)目,、美國(guó)的Super Modal項(xiàng)目,、日本的Digital Master項(xiàng)目等。在上述國(guó)家研究成果的基礎(chǔ)上,，目前已形成了部分國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案(IS(}-DIS-14649),，有關(guān)基本規(guī)則與恍削加工的標(biāo)準(zhǔn)(草案)已完成，包括基本概念和規(guī)則(Part1),、通用標(biāo)準(zhǔn)(Part 10),、數(shù)控鏡削加工工藝(Part 11)、鏡削刀具(Part 111)等,。