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虚拟机床(virtualmachinetool)是随着虚拟制造技术的发展而提出的一个新的研究领域，虚拟数控机床是虚拟制造的执行单元，是虚拟制造的关键基础技术之一。它的最终目的是为虚拟制造建立一个真实的加工环境，在计算机屏幕上实现加工过程的仿真，以增强制造过程的各级决策与控制能力，优化制造过程。
1 虚拟数控机床的特点及功能
虚拟数控机床应具备的特点
良好的结构：包括三个方面：1)与真实机床相似的结构。具有与真实机床相似的结构使虚拟机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似代替而导致某种结构的失真或丢失；2)机床各模块的颗粒性。虚拟机床各模块的颗粒性使每个模块能彼此独立的被开发和工作，从而增强了虚拟机床的可操作性和可管理性；3)各模块合适的颗粒度。虚拟机床各模块颗粒度的合适与否取决于每个模块的抽象度是否定义合适，以便使虚拟机床既是一个能概括各种类型数控机床的抽象框架，又能方便的挂接具体的模块来仿真某种特定类型的数控机床；
完善的图形接口：完善的图形接口使用户既能像在真实环境中那样完全操作数控机床，又能完全真实地以图像的形式观察机床运行的各种状态和各种机床运行参数，从而最大限度的提高人机融合度；
完全的符号数据接口：完全的符号数据接口能使虚拟机床的各种静止和运行状态以符号数据的形式被外界感知，从而提供了与其他制造软件的无缝链接。外界也能通过输人符号数据对虚拟机床进行控制；
强大的网络支持功能：强大的网络支持功能能使虚拟机床为各种真正的制造资源服务，从而在连接意义上提供与外界制造资源的相互操作性；
标准数据格式：虚拟机床由于采用标准数据格式存储、传输和处理数据因而能够在语义意义上提高与外界制造资源的相互操作性。
虚拟数控机床的功能
虚拟数控机床应该能够仿真不同的加工方法和不同的加工材料，能够完成数控机床的各项操作，逼真地显示数控机床的各种动作，并且能够显示和评估加工结果。因此系统要求具有如下功能：
模拟加工过程：显示和仿真CNC控制功能、动画加工过程，检查刀具轨迹和干涉、过切、碰撞等并给予警告；
评估工件品质：显示工件3D实体表面的拓扑关系、尺寸、公差和表面品质；
估算加工成本：通过仿真加工过程，能进行加工成本的估算；
加工过程的监控：监控加工过程的各个方面。
2 虚拟数控机床的体系结构
虚拟机床与实际机床一样，可以认为是一组相互连接的活动部件的集合，它们完成要求的相对运动，提供工件和工件刀具系统上相关点的瞬间空间位置关系。因为机床的类型各式各样，品种千变万化，要想能够表达各种机床，就需要采用模块化的原理，定制各种标准的模块，这样经过少量的修改就可以建立各种机床的模型。各模块应该标准化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化、并具有互换性、相容性和相关性，使系统具有开放性和适应性。根据虚拟数控机床的特点与功能，可以将虚拟数控机床系统的功能模块作如下划分：
NC编译模块：为了使虚拟数控机床能够识别NC程序，开发了NC编译模块，它的功能是接受数控代码并将其翻译为机床部件、刀具等运动的信息；
运动控制模块：运动控制模块根据NC程序决定机床刀具和各个轴的运动状态，向各个运动部件发送运动指令并采集各轴的反馈信息；
操作面板模块：操作面板模块包括真实数控机床的操作面板按钮功能和虚拟数控机床的菜单；
切削计算模块：根据工件与刀具的相对位置，进行干涉判断，对发生干涉的工件进行切削计算并重新生成工件模型；
机床场景模块：建立虚拟机床的工作环境。
虚拟机床不能脱离实际机床而独立存在，它是真实机床在计算机内的模拟，虚拟机床与真实机床是密不可分的。虚拟机床的结论是需要由真实机床来检验的，只有与真实机床相一致的结论才是正确的结论。
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szzunzheng 发表于 2007/9/15 12:13:24
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引用 szzunzheng 2007/9/15 12:13:24 发表于2楼的内容
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