传统的数控机床程序编制是基于ISO6983，传递到数控系统的数控程序中并不包含高层信息，如被加工零件的三维几何信息、公差信息等，使数控系统与上游的CAD／CAPP／CAM系统之间不能实现完整的信息传递。STEP-NC是STEP（标准10303）在制造领域的延伸，作为新的数控系统数据接口的规范（ISO14649），它与STEP具有相同的几何信息描述形式。 因此，基于STEP-NC的数控程序不仅使得零件的三维几何信息能够直接传递到CNC控制器，而且还包含了工艺信息和加工信息，从而克服了传统的基于ISO6983标准的数控程序的诸多缺点，如因几何图形文件和数控程序数据格式不一致而导致的信息损失、程序修改困难且修改后的结果很难及时有效地反馈到规划部门、不同数控系统之间数控程序的互换性差等。与传统数控程序相比，本质上的区别是STEP-NC数控程序是中性的，并不针对特定的数控系统。论文以新型数控程序接口STEP-NC为基础，对基于STEP-NC的数控铣削加工关键技术进行研究，主要研究内容如下： 1.针对传统数控编程数据接口ISO6983的局限性，分析了产品数据交换标准的发展历程，指出STEP在制造领域的扩展-STEP-NC取代ISO6983的历史必然性，同时对国外几种经典数控系统模式进行对比研究，总结了数控系统的发展趋势。 2.分析STEP-NC的基本原理、结构体系，阐述STEP-NC与STEP的联系与区别。研究了STEP-NC的应用参考模型ISO14649与应用解释模型AP238的本质区别，以及实现的难易程度。 3.研究STEP-NC的三种实现方法。并重点研究ISO10303 Part21格式STEP-NC数控程序的生成过程，包括特征识别、宏观工艺规划和向Part21物理文件的映射。STEP-NC制造特征的识别是从输入的只包含零件几何和拓扑信息的STEP文件中识别出工件上所具有的STEP-NC制造特征，将特征识别的结果即STEP-NC制造特征作为宏观工艺规划的基础。研究了宏观工艺规划的过程，并将宏观工艺规划的结果按照ISO10303 Part21规范映射为STEP-NC数控程序。 4.研究开发STEP-NC数控程序解释器，其中包括EXPRESS向C++的映射、对数控程序的语法分析以及几何信息和工艺信息等信息的添加存储。提出了基于内存的STEP-NC数控程序解释方法。并以加工工步为基本单位，研究了工步序列树的生成算法。