GB/T 47196一2026 人 AL 呈 < 增材制造 ”数据接口规范 Additive manufacturing一Specification for data interfaces 2026-02-27 发布 2026-09-01 实施 GB/T 47196一2026 目 次 前音 1 荡围 rooeeseseeesseeeeseaeton soseroonssoeenteneosessego oooeoseonontiortonoietootoeooneaateososteriosetotieioreasotese 1 2 关范性引用文件 .eeeeeeeeeeeeeeooeeeevvecoereecaeoeeeoeeeeeeeoeeeeoeoeeeoeeeoacoooooeooooeeeoooeeee 和寺| 4 接口类型 oo 4.1 概述 4.2 增材制造人机接口 4.3 ”增材制造软件搓口“ea 4.4 增材制造通信接口 pe 2 4.5 增材制造设备接口 pe 2 5.1 通用要求。 ee eveeeieegdieeeeeeoeeeeeeeeedeeeeeeeee 5.2 增材制造人机摘口 3 5.3 增材制造软件接口 ee 3 5.4 增材制造通信搓口 pe 5.5 增材制造设备接口 6 接口设计 ee 6.1 通用要求“。eoeeeeeeesseeeoreeoaeasoseasoesoosoeesaeeooaesessetstastonooeooseneeooeedio ooeeooooactesto ionsoaeteses 人4 6.2 ”大胡搂品 mreYeeeoemeoeeaeooeiaosoaaaooaaesprqsoaaottasoryraegeooooooooiooeodirontoteanemsaoioraotootos 直 6.3 坎件接章.ee 6.4 通信接口 ee ee 6.5 设备接口 7证实方法8 附录 A〈资料性) 增材制造工艺信息传递文件 pe 9 AT A.2 Job 文件格式 ee 9 附录 B (资料性) 增材制造软件接口的数据交换示意 Ne 1 参考文献 - 一-一一一-一一一一-一-一一-一一一-一-一一-一一-一一一-一-一-一一-一-一一serveeeve 和2 [ GB/T 47196一2026 前 言 本文件按照 GB/T 1.1一2020标准化工作导则 第1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC 562)归口。 本文件起草单位:华中科技大学.中机生产力促进中心有限公司`.山东华云三维科技有限公司、青岛 理工大学 西安增材制造国家研究院有限公司.中国核动力研究设计院、深圳市金石三维打印科技有限 公司、杭州喜马拉雅信息科技有限公司 `深圳光华伟业股份有限公司 内蒙古第一机械集团股份有限公 司`上海僵普三维打印科技有限公司 .中国海洋大学.浙江大学.广东省科学院新材料研究所、西北工业 大学 .湖南华曙高科技股份有限公司 .广东汉邦激光科技有限公司 .武汉理工大学 ,无锡市检验检测认证 研究院。 本文件主要起草人:闫春泽.张李超、薛莲、梅敬成、侯章浩.马文涛、何戈宁、江泽星、.范有、陈锐、 邢艳明、招蛮 .王宇轩,`张银.张军飞`间星辰.于君、潘良明、陈俊铸、杨夭、冒浴沂。 开 GB/T 47196一2026 增材制造”数据接口规范 1 范围 本文件规定了增材制造数据接口的类型.要求、.设计和证实方法。 本文件适用于增材制造系统用户与软件或硬件之间 .软件与软件之间 .软件与硬件之间及硬件与硬 件之间信息交互的接口设计与实施。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T 9387.1 信息技术 开放系统互连 基本参考模型 第1部分:基本模型 GB/T 35351 增材制造”术语 3 术语和定义 GB/工35351 和 GB/T 9387.1 界定的术语和定义适用于本文件。 4 接口类型 4.1 概述 增材制造系统中的数据接口关系见图 1。增材制造数据接口按照连接对象及接口传输信息层次的 不同 ,可分为增材制造人机接口 .增材制造软件接口 .增材制造通信接口和增材制造设备接口。 软件接口 增材 扎 模型文件、指令 > 增材 [| 制造 通信接口 制造 增材 人机接口 鸭作 ] 软件 制造 | <人机交互操作 > 数据报文、数据流 用户 人 设备接口 增材 1 硬件 |人<光电 融和物理信息 >| 磺和 L_ L_ | 图1 增材制造数据接口示意图 增材制造系统用户通常包括模型设计人员、工艺人员 、软件和设备操作人员。 增材制造软件通常包括模型设计软件、仿走软件 .数据准备软件.设备控制软件、制造执行系统软件 及监控软件。 1 GB/T 47196一2026 增材制造硬件通常包括标定 .前处理 成形 .监测及后处理等全流程涉及的设备。 4.2 ”增材制造人机接口 用于增材制造系统用户与增材制造软件、增材制造硬件之间的人机交互。信息处理主体为增材制 造软件和增材制造硬件 ,呈现形式为增材制造软件和硬件的人机交互界面。 4.3 增材制造软件接口 用于增材制造软件之间的数据交互 ,包括交互操作流程与数据交换格式。信息处理主体为各类增 材制造软件,呈现形式为指定格式的模型文件.指令.状态及事件。 4.4 增材制造通信接口 用于增材制造各子系统之间的信息传输,包括网络传输层与数据链路层协议。信息处理主体为增 材制造软件和运行在增材制造硬件上的固件程序,呈现形式为增材制造软件和增材制造硬件之间通信 的协议规范,具体为数据报文.数据流。 4.5 增材制造设备接口 用于增材制造硬件之间的数据传输,包括物理传输介质与连接件类型。信息处理主体为增材制造 硬件 ,呈现形式为光电、磁等物理信息 。 5 接口要求 5.1 通用要求 5.1.1 数据传输 可采用有线[如以太网 .通用串行总线CUSB)等]或无线[如无线局域网WLAN) .蓝牙等]传输方 式,应保证增材制造系统内数据图像.控制、音频、视频等信息传输具有以下要求 ， a) 实时性; b) 完整性; c) 高效性; d) 可靠性。 5.1.2 ”数据处理 增材制造系统数据处理要求包括: a) 应支持资源调用 .日志管理 .数据计算等功能,数据处理能力及数据精度满足增材制造系统的 运行需求; b) 应适配至少一种协议的工业网络及通信网络 ,支持数据过波及流量控制 ,满足增材制造系统的 运行需求; c) 宜支持在线监测大数据的多并发传输需求。 5.1.3 数据存储 应根据增材制造系统需求合理分配存储资源,且存储能力满足增材制造系统的运行需求。存储数 据时,应对数据的来源、.时间、类别等要素进行记录,支持增材制造系统内人员或设备进行调用,并可自 动备份系统运行所需的重要信息。 2 GB/T 47196一2026 5.1.4 数据安全 应支持流量统计、安全审计、状态检测及数据包过滤等功能,确保系统网络及设备数据安全,保证增 材制造系统可靠运行。宜能够进行人员及设备的吴份鉴别与访问控制,具备数据加密保护措施,网络可 进行逻辑隔离 ,能抵抗一般性质的人侵事件。 5.2 ”增材制造人机接口 5.2.1 可视化 宜具有增材制造工艺规划 ,成形过程仿真.成形等制造过程的可视化界面,便于用户及时发现可能 的异常情况并直观地跟踪打印状态及进度。 5.2.2 ”一致性 增材制造人机接口至少在同一个软件或设备的操作界面应保持一致,包括但不限于: a) 布局方式; b) 命名规则; c) 轩辑结构 d) 图标风格; e) 操作流程; 人”颜色。 5.2.3 ”便捷性 增材制造人机接口宜具备以下功能: a) “为用户提供简化的操作流程; b) 为用户的操作提供有效的反馈信息; c) 有完整的人机对话过程。 5.2.4 异常处理 增材制造人机接口应具备以下异常处理的功能: a) 对异常情况给予提示 ,如提示格式不正确、缺少关键属性等; b) 对用户的误操作有容错与安全保护。 5.2.5 反向操作 宜具备反向操作功能,如撤销恢复等。 5.2.6 ”日志记录 宜具备记录保存用户操作 ,报警,打印及运行等日志的功能。 5.3 增材制造软件接口 不同种类增材制造软件之间的接口应保证下列信息交换的一致性。 a) 文件。指在增材制造过程中,各种软件之间传递的数字化数据集合。这些文件包含了模型 .工 艺参数.路径规划等信息,是实现不同软件协同工作的基础。3D 文件的格式包括以下文件格 式之一:3MF (3D Manufacturing Format)、AMF (Additive Manufacturing File format, 见 3 GB/T 47196一2026 GB/T 35352)、STLCStandard Tessellation Language)等。2D 文件的格式包括以下文件格式 之一:CLICCommon Layer Interface,见 GB/工 25632)、SLCCStereo-Lithography Contour)等。 b) 指令。指在增材制造过程中软件发出的操作命令 ,指导设备执行特定的操作步骤。指令包括: 启动.制造.停止等。 c) 状态。指在增材制造过程中软件的当前运行状况或阶段。通过状态信息,系统可以监控和控 制制造过程。状态信息包括 : 1) 设备状态:如"空闲交加工中交和暂停?等 ,指示设备的当前工作状态; 2) 任务状态:如"*待处理交处理中六已完成?等 ,指示任务的进度。 d) 事件。指在增材制造过程中软件发生的特定情况或变化,通常需要引起系统的响应或处理。 常见事件是错误事件:如“打印失败交设备故障”等,需要系统进行报警或处理。 5.4 增材制造通信接口 通信接口设计时,宣使用通用的通信接口规范,例如:OPC UA(COpen Platform Communications Unified Architecture，见 GB/工 33863. 1 ) 、MQTT (Message Queuing Telemetry Transport，见 GB/T 33474) 等,若使用非通用的通信接口 ,应包含但不限于以下设计内容: a) 接口功能说明; b) 通信协议; c) 报文处理方法; d) 存储资源分配方法。 5.5 增材制造设备接口 增材制造设备接口应具备适本性、可互操作性\抗干扰性以及安全性等特性， 6 接口设计 6.1 通用要求 增材制造人机接口 、软件接口 .通信接口和设备接口的设计,应包含以下要素 ; a) 名称标识; b) 在系统中与其他程序模块和接口之间的关系; c) 规格和技术要求,以及它们各自适用的标准.协议或约定; d) 功能定义; e) 数据特性; f) 资源要求,包括硬件支持.存储资源分配等; g) 特殊设计要求。 6.2 ”人机接口 6.2.1 功能设计 人机接口设计应遵守以下规范 ， a) 输入接口统一、 简洁有效; b) 模型的导和人过程易于操作 c) 模型切片优化.调整等处理过程采取统一的输入设备; d) 正确设计数据的长度和度量单位; e) 输出的经切片优化、仿真等处理后的文件,易于操作人员阅读和理解。 4 GB/T 47196一2026 6.2.2 ”操作界面设计原则 操作界面设计应遵循以下原则 : a) 增材制造人机交互界面以三维、二维模型为主 ,模型清晰高效显示; b) 多参数.多工艺.多层次的增材制造模型处理过程,有清晰的层次划分; c) 对象显示的顺序依需要排列,通常最先出现对话 ,然后通过对话将系统分段实现; d) 在同一个应用系统的设计中,显示命令、对话及提示行统一规范。 6.3 软件接口 6.3.1 文件 软件接口应能够识别并输出下列文件格式之一: a) 切片软件输入 STL、AMEF 、3MFEF 等格式的三维模型文件,输出 SLC、CLI、BMP(Bitmap)、 PNG(CPortable Network Graphics )或特定增材制造工艺所需的专用文件格式等层面信息 文件; b) 路径规划软件输入切片软件输出的层面信息文件,输出 G 代码或自定义的工艺信息传递 文件; c) 制造软件需识别路径规划软件输出的工艺信息传递文件,典型的增材制造工艺信息传递文件 见附录 A; d) 仿真软件需识别 STL IGES(CInitial Graphics Exchange Specification ,见 GB/T 39331)等格式 的三维模型文件 ,高级的仿真软件可基于增材制造的切片信息甚至路径规划信息进行更加精 确的加工过程仿真操作,则需要识别 a)中切片软件,或b)中路径规划软件输出的数据文件 格式; e) 监控软件应实时接收制造软件反馈的物理加工数据流,如传感器参数或 G 代码执行状态 等,通过动态对比物理制造过程与虚拟仿真过程,实现增材制造状态的可视化监测及加工故障 的早期预判。 典型的增材制造加工过程中涉及到的增材制造软件接口的数据交换示意见附录 B。 6.3.2 ”状态与指令 增材制造软件应包含控制设备状态转换及访问设备加工状态信息的功能。典型的设备状态如表 1 所示 ,其软件实现的状态机如图 2 所示。 表1 制造软件接口的典型设备状态信息 状态名称 附加信息 空闲(Idle) 准备(Preparing) 准备进度信息 制造中(Manufacturing) 正在执行的作业名称 .加工进度 .当前层信息 4 完成(Finish) 加工任务结束信息 暂停中(Pausing) 执行完当前作业片段所需的时间信息 配玫 暂停(Paused) 暂停的作业名称 .已加工进度 .当前层,已暂停时间 故障(Fault) 故障码(Fault ID) ,故障信息(Fault Message) | 终止(Aborted) 一 GB/T 47196一2026 复位 (Reset) 加载任务 空闲 《Upload Job) 准备 暂停 (Idle) (Preparing) 《Paused) 取件 开始 继续 (Retrieve Component) (Start) (Resume) 复位 完成 制造中 (Reset) (Finish) | (ClManufacturing》 警报 暂停 (Trigger Alarm) (Pause) 终止 暂停 终止 《Abort) 故障 (Pause) 暂停申 《Aborted) (Fault) (Pausing) 2 制造软件的状态机 增材制造软件接口的指令信息 ,在设计时宜包含的设计内容见表 2。 表2 制造软件接口的典型指令 指令名称 返回内容 查询设备状态(Cheek Device Status) | 设备状态信息,具体见表 1 新创建的job 信息,建议包括:参数文件.STLVAME 文件或者切片层 2 加载任务(Upload Job) 面信息文件如 SLC、CLI或设备制造商制订的专用 job 文件;是否正确 进入准备状态的状态码 开始(Starb 是否正确进入制造中状态的状态码 取件(Retrieve Component) 是否正确进入空闲状态的状态码 5 暂停(Pause) 是否正确进入暂停中状态的状态码 西光 继续(Resume) 是否正确进入制造中状态的状态三 警报(Trigger Alarm) 是否正确进入故障状态的状态码 | 终止(Aborb 是否正确进入终止状态的状态码 9 复位(Reset) 是否正确进入空闲状态的状态码 6.3.3 ”制造软件事件 增材制造软件接口的事件信息 ,在设计时宜包含的设计内容见表 3。 6 GB/T 47196一2026 表3 制造软件接口的典型事件 事件名称 事件描述 错误(Erron) 设备故障.系统崩溃或不可预料的错误 2 进度(Progress) 任务的进度更新,如完成某一层或阶段的打印 状态(Status) 设备状态的变化,如从“和暂停到*继续* 警报(Trigger Alarm) | 设备温度过高\材料不足等紧急情况 用户操作CUser Operation) | 用户手动操作,如开始、暂停`继续任务 6.4 通信接口 6.4.1 通信协议 具体协议类型包括但不限于以下协议类型 a) 应用层:HTTP/VHTTPS(CHyperText Transfer Protocol / HyperText Transfer Protocol Se- cure)、 Modbus(Modbus Protocol,见 GB/工 19582.1) 、MQTT; b) 运输层及网络层:TCP/IP(CTransmission Control Protocol / Internet Protocol)、UDP(User Datagram Protocol) 。 6.4.2 ”设计要求 增材制造通信接口应满足以下设计要求 : a) 根据增材制造不同应用的实际需求动态扩展或收缩系统规模; b) 采用抽象方法将问题进行不同层次的抽象处理; c) 将通信功能分为若干个层次 ,每一个层次完成一部分功能,各个层次相互配合共同完成通信的 功能,每一层基于下一层提供的功能,向高一层提供本层所能完成的服务 ; d) 每一个层次可以单独进行开发和测试,当某层技术进步发生变化时,只要接口关系保持不 变,则其他层不受影响。 6.5 设备接口 6.5.1 基本要求 增材制造设备硬件连接接口宜满足以下要求: a) 桌面级设备采用 USB 接口`,以太网或者无线连接; b) 工业级设备采用以太网接口与外部连接; c) 对于干扰较为严重的恶劣工业环境,采用 M12 等高防护等级的连接器。 6.5.2 ”设计要求 硬件连接接口的设计规范宜满足以下要求 : a) 硬件接口的固定结构有明确的搬接方向和锁定机制 ,做到紧凑坚固(满足跌落基本要求) 色彩 协调(色彩与色号精确描述) ,接搬操作方便; b) 金属接口防锈处理,包括固定件、.螺丝.螺母.热片等所有金属件都应进行适当防锈处理; c) 硬件接口接搬面板清晰,符合人体工程学 ; d) 预留测试及维护接口; e) 预留接口单元,便于增材制造设备功能的扩展和产品升级; 7 GB/T 47196一2026 fi 接口布局合理,走线规范,考虑机器的散热,具备耐热、.抗干扰能力; g) 接口具备信息传输状态指示灯。 7 证实方法 增材制造软件检测机构 ,检查增材制造系统提供的人机接口方式是否符合 5.2 和 6.2 的要求,对不 符合要求的增材制造系统进行整改,直至符合 5.2 和 6.2 的要求。 增材制造软件检测机构 ,检查增材制造系统提供的软件接口方式是否符合 5.3 和 6.3 的要求,对不 符合要求的增材制造系统进行整改,直至符合 5.3 和 6.3 的要求。 增材制造软件及设备检测机构 ,检查增材制造系统提供的通信接口方式是否符合 5.4 和 6.4 的要 求,对不符合要求的增材制造系统进行整改,直至符合 5.4 和 6.4 的要求。 增材制造设备检测机构 ,检查增材制造系统提供的设备接口方式是否符合 5.5 和 6.5 的要求,对不 符合要求的增材制造系统进行整改,直至符合 5.5 和 6.5 的要求。 8 GB/T 47196一2026 附 录 A (资料性) 增材制造工艺信息传递文件 A.1 概述 增材制造工艺信息传递文件的信息有两部分,一部分是用来描述任务的 job 文件(命名为 job. xml) ,如制件尺寸信息,层文件信息和工艺参数等;另一部分是用来描述路径信息的层文件(lay 层 号.xml),如制造几何轨迹和指向 job 扫描参数的信息。 A.2 Job 文件格式 表 A.1 列出了 Job 文件的各元素。 表 A.1 Job 文件元素 JobID 当前任务规划 ID,16 位随机唯一码 Date 当前任务的规划时间 Application 软件版 本信息,属性 name 表示软件的名字, 属性 Version 软件版本号 Machine 设备信息 Detail 一 Parts 制件信息 Count 当前任务规划制造数量 Part 某个制件信息 ID 制件 ID 索引 Name 制件的名字 Dimensions 制件的尺寸包围盒信息 Xmin 包围盒最小 X 坐标值 Ymin 包围盒最小立坐标值 Zmin 包围盒最小 2 坐标值 Xmax 包围盒最大 X 坐标值 Ymax 包围盒最大Y 坐标值 Zmax 包围盒最大 2 坐标值 LayerFiles 层文件信息 Count 层文件数目 LayerFile 某个层文件信息 ID 层文件 ID 索引 Name 层文件的名字 9 GB/T 47196一2026 表 A.1 Job 文件元素 (续) ProcessParameterSets 工艺参数信息 Count 工艺参数总数目 ParameterSet 四 ID 索引 ID Name 工艺参数的名字 Type 工艺参数的类型 Speed 扫描速度 LaserSet 激光信息 LaserDiameter 光斑直径大小 LaserPower 激光功率 LaserNum 激光器编号 10 GB/T 47196一2026 附 录 B (资料性) 增材制造软件接口的数据交换示意 典型的增材制造加工过程中涉及的软件接口数据交换示意图见图 B.1。 建模软件 国 STL、IGES等文件 | oo 切片软件 (醒吉| 等信息 SLC、CLI、 BMP、PNG或特 定增材制造工艺 切片、路径 所需的专用文件 规划信息 - 仿真软件 | 二 |路径规划软件 (模央) | 仿真结果信息 G代码等工艺 信息传递文件 om 监控软件 ] -一 | 制造软件 (模基| 制造状态信息 B.1 增材制造软件接口的数据交换示意 11 GB/T 47196一2026 参考 文 献 [1 GB/T 19582.1 基于 Modbus 协议的工业自动化网络规范 第1部分:Modbus 应用协议 [2] GB/T 25632 增材制造机床软件数据接口格式 [3] GB/T 33474 物联网“参考体系结构 [4] GB/T 33863.1 OPC 统一架构 第1部分:概述和概念 [5] GB/T 35352 增材制造”文件格式 [6] GB/T 39331 增材制造 ”数据处理通则 12