興旺寶五金網(wǎng)整理：自20世紀(jì)70年代以來，世界市場由局部競爭逐步演變成范圍內(nèi)的競爭，并具有動態(tài)多變的特征，同行業(yè)之間、跨行業(yè)之間的相互滲透、相互競爭日益激烈。為了適應(yīng)變化迅速的市場需求，不斷提高競爭力，現(xiàn)代制造企業(yè)必須解決TQCS難題，即以zui快的上市速度，的質(zhì)量，zui低的成本，*的服務(wù)來滿足不同顧客的需求。
　　
　　與此同時(shí)，信息技術(shù)取得了迅速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理技術(shù)等取得了人們意想不到的進(jìn)步。二十多年來的實(shí)踐證明，將信息技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)，對傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行改造，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必由之路。進(jìn)人20世紀(jì)90年代，*制造技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了虛擬制造、精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬企業(yè)等新概念。在這些諸多新概念中，“虛擬制造”以其高度集成、支持敏捷制造和分工合作的特點(diǎn)引起了人們的廣泛關(guān)注，不僅在科技界，而且在企業(yè)界，成為研究的熱點(diǎn)之一。
　　
　　虛擬數(shù)控機(jī)床的用途
　　
　　由于數(shù)控加工過程隱含在數(shù)控程序中，而數(shù)控程序中的錯(cuò)誤又不容易發(fā)現(xiàn)，因此，在實(shí)際數(shù)控加工過程中，為了校驗(yàn)數(shù)控代碼的正確性，需要進(jìn)行反復(fù)試切，直至確認(rèn)數(shù)控代碼能夠完成預(yù)定的加工任務(wù)，同時(shí)數(shù)控加工參數(shù)也需要反復(fù)調(diào)試。上述操作不僅使效率降低，占用了機(jī)器資源，而且有可能引起刀具碰撞而造成經(jīng)濟(jì)損失。
　　
　　目前通常采用計(jì)算機(jī)圖形模擬刀具軌跡顯示法和機(jī)床試切法對數(shù)控程序進(jìn)行檢驗(yàn)。但計(jì)算機(jī)圖形模擬刀具軌跡顯示法缺少真實(shí)感，刀具與工件的干涉和過切難以發(fā)現(xiàn)，而試切法成本高，周期長。
　　
　　采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的虛擬數(shù)控機(jī)床，可以為產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的可制造性分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，降低成本并縮短開發(fā)周期。利用機(jī)床加工的全過程與用戶的交互功能，還可以對機(jī)床操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并幫助機(jī)床制造商向遠(yuǎn)程客戶逼真地演示其產(chǎn)品。
　　
　　基于WTK的虛擬數(shù)控機(jī)床
　　
　　WTK（WorldToolKit）是由美國Sense8公司開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件程序包。它內(nèi)含大量的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件驅(qū)動程序，可以方便地連接多種虛擬現(xiàn)實(shí)輸人輸出設(shè)置。與設(shè)備無關(guān)的特性，使它可以廣泛應(yīng)用于普通計(jì)算機(jī)。強(qiáng)大的圖形處理功能，使它能夠逼真地模擬虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。因此，WTK在國內(nèi)正得到越來越廣泛的應(yīng)用。
　　
　　我們結(jié)合開放性控制系統(tǒng)的概念，參照當(dāng)今虛擬機(jī)床的研究現(xiàn)狀，采用VC++和WTK開發(fā)出可由用戶自由設(shè)定的、能夠進(jìn)行三維切削并可以實(shí)時(shí)控制的虛擬數(shù)控機(jī)床。
　　
　　1、虛擬數(shù)控機(jī)床的體系結(jié)構(gòu)
　　
　　數(shù)控加工過程仿真主要包括兩個(gè)部分：數(shù)控機(jī)床建模和切削過程仿真。數(shù)控機(jī)床模型主要由機(jī)床的硬件（或物理）部分和軟件部分組成。硬件部分由機(jī)床部件、加工零件、刀具、夾具等構(gòu)成。軟件部分則由NC代碼編譯器、運(yùn)動控制器等構(gòu)成。
　　
　　虛擬數(shù)控機(jī)床應(yīng)具備的特點(diǎn)有：良好的結(jié)構(gòu)、完善的圖形接口、*的符號數(shù)據(jù)接口、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功能和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。以上諸方面決定了虛擬數(shù)控機(jī)床需要具備合適的體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)虛擬數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，可以將系統(tǒng)的功能模塊做如下劃分：
　　
　?。?）NC編譯模塊。為了使虛擬數(shù)控機(jī)床能夠識別NC程序，開發(fā)了NC解釋模塊，它的功能是接受數(shù)控代碼并將其翻譯為機(jī)床部件、刀具等運(yùn)動的信息。
　　
　?。?）運(yùn)動控制模塊。運(yùn)動控制模塊根據(jù)NC程序決定機(jī)床刀具和各個(gè)軸的運(yùn)動狀態(tài)，向各個(gè)運(yùn)動部件發(fā)送運(yùn)動指令并采集各軸的反饋信息。
　　
　?。?）操作面板模塊。操作面板模塊包括真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作面板按鈕功能和虛擬數(shù)控機(jī)床的菜單。