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1、浅谈虚拟数控机床技术摘要：本文从虚拟数控机床技术的发展状况及应用方面介绍了虚拟数控机床技术。对虚拟数控机床技术的应用作了较为详尽的分析。 关键词：虚拟数控机床虚拟现实虚拟制造仿真 随着科学技术的迅猛发展，虚拟现实技术成了近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域。目前，虚拟现实技术已应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域，虚拟数控机床技术就是随着虚拟现实技术的发展而产生的，它为虚拟制造建立了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，现在这项技术得到了广泛的应用。 一

2、、虚拟现实技术简述 虚拟现实技术，简单地说，就是借助于计算机技术，实现可以通过视、听、触等手段所感受到的虚拟幻境。它作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。 二、虚拟制造技术 虚拟制造技术是以虚拟现实技术为基础，对真实制造过程的动态模拟、仿真，是在计算机上制造产品，经过模拟仿真对产品外形设计、布局设计、加工及装配过程达到优化产品的设计及工艺过程、优化制造环境配置和生产供给计划、优化制造过程并改进制造系统的目的，用来改善各个层次的决策和控制。虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修

3、改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，在虚拟制造环境中生成软产品原型代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。 三、虚拟数控机床技术 虚拟机床VMT(VirtualMachine Tool)是实际机床产品的计算机仿真模型，也称为机床的虚拟样机，可以用来像真实的机床一样进行演示、分析和测试。虚拟制造机床系统能够提供加工过程中的关键数据，如优化后的切削参数、总的加工时间等，通过它们可以评价加工策略的优劣并改进加工方案：能够进一步对加工程序进行优化，缩短切削加工过程中的空行程走刀时间和调

4、整复杂曲面不同位置的加工进给率。 虚拟数控机床技术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。 四、虚拟数控机床技术的应用 1在制造业中的应用 由于虚拟数控机床是数字模型，可以对数字模型进行显示、分析、传递和更新，快速提高产品设计品质，缩短产品开发周期。采用虚拟数控机床技术，还可以为产品制造过程中的可制造性分析提供关键数据，能够迅速完成在机床上不方便操作的各项任务，如完成数控程序的调试、测量产品加工误差、评定加工效率和检验干涉碰撞情况等。还可以利用虚拟机床

5、优化切削参数，优化刀具路径，提高机床设备的生产效率。 水轮机叶片的加工属于大型复杂雕塑曲面的加工，其毛坯体积大，材料价格昂贵，采用虚拟数控机床技术对其加工过程进行加工仿真，能够很好的规避各种制造中的风险，提高零件加工质量和加工效率。通过仿真能够发现程序中存在的问题，并在实际加工发生之前进行修改，大大提高了编程效率，节约了成本，不合适的可以适当调整参数再优化，直到满意为止。 2在科研中的应用 应用虚拟数控机床技术可以对工艺特征的虚拟数控加工力学进行仿真研究。北京航空航天大学机械工程及自动化学院刘强教授领导的团队自主开发了“数控铣削加工动力学仿真系统(SimuCut)”和“数控加工动力学特性测试与

6、分析系统(DvnaCut)”，目前已应用于40多个航空、航天、船舶、电子、兵器等军工行业的数控加工车间，为铣削加工切削参数快速优化、提高机床切削加工效率提供了一条新思路和一套快捷方法及工具，在国防科技工业千台数控机床增效工程中，对单台机床的提速增效已取得了明显成效。 3在数控人才培养中的应用 目前我国成为全球制造业的中心，随着数控加工技术在机械制造业中的广泛应用，数控人才需要量的猛增，大批数控机床操作培训成为迫切而又难以解决的问题。在传统的操作培训中，数控机床编程与操作的有效培训必须在真实的机床上进行。可是随着学员人数的不断增加，机床数量有限，难以保证每位学员有足够的上机操作时间，同时在真实机

7、床上操作还具有一定的危险性和不安全性，培训中的误操作经常会导致设备、刀具等损坏，甚至引发人身伤害事故，增加了培训教学成本。因此，传统的机床操作培训方法效率低、教师工作量大、培训费用高，需要用更新的教学方法和教学手段。 利用虚拟数控技术的全过程与用户的交互功能，可以为企业、学校的数控人才培训提供快速、安全且不消耗资源的有效手段，并帮助机床制造商向远程客户逼真地演示其产品。为制造业提供最佳的发展以及为加工过程的优化提供决策依据。虚拟数控机床的网络功能为真正实现远程合作提供保证。 虚拟数控机床技术是由许多先进学科、先进知识形成的综合技术系统，是一个极具潜力的前沿研究领域。随着多媒体技术和网络技术以及仿真技术的迅速发展，虚拟数控机床技术将获得更快的发展。虚拟数控机床技术的广泛应用，将虚拟数控机床的研究开发推向一个更加崭新的阶段。 参考文献 1虚拟现实和逆向工程技术实验教程王培俊高明主编西南交通大学出版社2006