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1 概述
虚拟机床加工系统的研究工作最早是由美国提出的。美国伊利诺伊大学主持成立的虚拟机床研究机构和美国NIST都投入了大量的人力、物力开展虚拟机床的研究与开发工作。前者的工作主要按机床行为建模和过程建模两部分进行。其中虚拟机床的行为建模包括以下六部分：(1)机床拓扑模型；(2)机床运动学模型；(3)机床控制模型；(4)几何误差模型；(5)主轴动态特性模型；(6)热误差模型。过程建模主要是建立系统响应、工件属性与加工过程之间的关系。包括：(1)切削过程模型；(2)工件属性模型；(3)工装夹具模型等三部分。而后者则以为虚拟制造提供支持工具，并为制定下一代基于信息的制造技术标准奠定基础为目标。
我们在跟踪国外研究进展的基础上，完成了一个以车削加工为基础的虚拟机床加工系统的软件系统。本文将对虚拟机床加工系统的部分研究内容进行较深入的讨论(本文研究内容得到国家“863计划”资助)。
2 虚拟机床加工系统研究的基本内容和关键技术
(1). 虚拟机床加工系统的基本要求
虚拟机床加工系统是在计算机上建立的一套能够描述真实加工过程和质量检验过程，允许使用者测试和优化加工工艺、预测加工质量的软件工具。它可以根据实际加工机床或加工中心进行初始化，然后由数控代码驱动虚拟的机床进行切削加工。它除可描述刀具真实运动轨迹外，还可根据刀具特征计算工件的形状误差、形位误差、几何尺寸误差和表面粗糙度，进而达到预测加工质量的目的。虚拟机床加工系统所生产的产品是可视的虚拟产品，具有真实产品所必须具备的一切特征，是一个数字化的产品。
虚拟机床加工系统的建模有以下两点最基本的要求：
a. 在功能上要与现实机床加工系统有一定的等价性；
b. 在组成结构上要与现实制造系统中的机床加工系统有一定的可比性，要可系列化，具有可重用性与可重组性。 | 
