程天鹏

随着计算机技术、通讯技术、多媒体技术、图形图像技术和可视化技术的迅速发展，以虚拟现实技术为基础的虚拟原型、虚拟设计、虚拟制造，已广泛地应用到实际生产中。虚拟制造系统是实际制造系统在不消耗能源和资源的信息世界里的完全映射。它利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而实现产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期、增强产品竞争力的目的。

一、虚拟数控机床概述

虚拟数控机床是虚拟制造系统的重要组成之一，由它所完成的数控加工过程仿真为产品设计可制造性分析提供关键数据。在实际数控加工过程中，为了校验数控代码的正确性，需要进行反复试切直至确认数控代码能够完成预定的加工任务。同时数控加工参数也需要反复调试。这些操作不仅效率低下，占用了机器资源，而且有可能引起刀具碰撞而造成经济损失。通过对数控机床建模进而仿真数控加工过程，能节省资源并避免风险。对机床建模和加工过程仿真的好处还体现在通过真实地模拟机床及加工过程的行为来快速地对机床操作人员进行培训，也可帮助机床制造商向潜在的远程客户逼真演示其产品。另外数控加工过程仿真可以产生加工过程关键数据如总体加工时间、刀具轨迹长度、刀具空程运行时间等等。……