圖中所示的各種聯(lián)系都是雙向的鲜结。整個虛擬生產系統(tǒng)的工作是以虛擬機床加工系統(tǒng)為中心的。CAD/CAM系統(tǒng)為虛擬機床加工系統(tǒng)提供標準化的設計數(shù)據(jù)活逆。根據(jù)這一設計數(shù)據(jù)，虛擬機床加工系統(tǒng)在對異地加工位置的實際機床系統(tǒng)進行選取使自身初始化后進行產品的加工生產拗胜，并將加工后所得到的產品數(shù)據(jù)交付虛擬檢測系統(tǒng)和虛擬裝配系統(tǒng)檢驗產品的質量和性能怒允，同時對加工和設計提出修改建議。這一過程是反復進行的矫撤，直至獲得合格的虛擬產品思袋。而后，將所形成的加工數(shù)據(jù)反饋給最終所選定的加工地進行加工赃勺。通過上述過程一個新產品便被迅速地加工完成估骡。在正式交付加工數(shù)據(jù)之前，虛擬的加工不僅不需要任何資源筝妥，而且可以隨時滿足客戶的特殊要求暮霍，實現(xiàn)敏捷的生產。 

    3. 虛擬機床加工系統(tǒng)研究的關鍵技術 
    a. 建立一個在結構上與現(xiàn)實機床加工系統(tǒng)具有一定的可比性屋问、代表著一類機床加工系統(tǒng)的共同特性串篓、具有更高的柔性、可重構性籍囱、可重用性的虛擬機床加工系統(tǒng)拓撲模型绩寂； 
    b. 針對上述模型建立虛擬機床加工系統(tǒng)的運動學模型，從而完成虛擬機床加工系統(tǒng)主軸的運動狀態(tài)描述以及刀具的運動軌跡描述烤脾； 
    c. 建立虛擬機床加工系統(tǒng)的誤差模型佃戈，將一類機床加工系統(tǒng)的誤差融入運動學模型中，使刀具的工作空間具有更高的真實性匾委； 
    d. 真實地反映切削過程的切削模型的建立拖叙； 
    e. 能夠真實反映工件全部信息的標準化的產品數(shù)據(jù)表示法； 
    f. 統(tǒng)一的各系統(tǒng)之間的接口定義及信息交換方式剩檀； 
    g. 對所加工的產品以及對數(shù)字零件的加工質量的預報和監(jiān)測。

    3 解決關鍵技術的一些基本方法

    1. 建立機床加工系統(tǒng)拓撲模型 
    利用拓撲等價關系可以形成一個拓撲意義上的機床沪猴，建立最一般的復映關系。這種復映關系指的是虛擬機床加工系統(tǒng)與現(xiàn)實機床加工系統(tǒng)以及虛擬機床加工系統(tǒng)中所包含的影響加工質量的各種關系运嗜。在拓撲模型的建立中，我們將現(xiàn)有機床劃分成適當?shù)慕M成部分砸民，以便組成相應的結構。對于多軸機床來說奋救，各部件組成的順序及運動方式的不同，將使刀具軌跡和誤差的組成有明顯的區(qū)別麸奇。特別是調整誤差與機床各組件的相對位置更是有很大的關系马怎。利用一種成形運動的特征運動鏈可表示出機床的拓撲結構票援，并方便誤差的融合惰渐。例如：多軸機床的成形函數(shù)可由下式表示為
    rW=Ai1Ai2…Aij…AinrT                     (1)
式中　rW——工件坐標系中工件的位置向量
rT——刀具坐標系中刀具的位置向量
Aij——工件至刀具的運動鏈組件標架的齊次坐標變換矩陣<
在此，可用一定的代碼表示多軸機床校社。如，一臺五軸機床可表示為W/baxyz/T(Z)欠怕，則成形函數(shù)為
    rW=A(φ)5A(φ)4A(x)1A(y)2A(z)3rT                  (2)
式中铡协，x兢假、y芋滔、z為X、Y椎扬、Z軸的移動量，φ蚕涤、Φ為A筐赔、B軸的轉動量揖铜。
這個成形函數(shù)便構成了拓撲結構的雛形。后續(xù)的一切工作都是以它為基礎的天吓。
 
    2. 虛擬機床加工系統(tǒng)的初始化虛擬機床加工系統(tǒng)的初始化的主要作用是使虛擬機床加工系統(tǒng)能夠更加真實地按照現(xiàn)有機床進行虛擬加工，使得到的加工結果能夠迅速地在真實的加工現(xiàn)場得到應用龄寞。這實際上是工藝規(guī)劃中的機床選擇問題。盡管此時的選擇范圍變得相當大物邑。除此之外，還有所選機床的虛擬化的任務也要在此完成耻覆。它需要大量的參數(shù)及很多的圖形操作。要完成這些任務，網(wǎng)絡通訊的支持是必不可少的。 

    3. 工件屬性模型的研究 
    虛擬機床加工系統(tǒng)的最終目標是要得到對工件屬性進行預測的能力橱狗。因此工件屬性模型的建立對虛擬機床加工系統(tǒng)的成功是非常重要的。這其中所涉及的領域包含工件表面數(shù)據(jù)的表示方法计员、刀具的模型化沈论、單點刀具及多點刀具的性能、表面成形的模型化方法等簿煌。同時也著重注意機床系統(tǒng)誤差的影響。
具有真實感的加工表面的數(shù)據(jù)組織形式以及對如粗糙度這樣的誤差的直接拾取的計算方法還在進一步進行研究惩琉。統(tǒng)一數(shù)據(jù)的描述格式是必要的夺荒。因為它將對虛擬機床加工系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)產生影響。目前描述工件數(shù)據(jù)的方法主要有CSG技扼、STEP法等。另外對圖形數(shù)據(jù)的處理過程以及加工表面微觀形貌特征的描述也可使用分形方法剿吻。總之丽旅，將現(xiàn)有方法與各種可能的因素綜合考慮，總結出一種適當?shù)姆桨甘悄壳暗闹饕ぷ鳌?br> 
    4. 運動魔招、幾何誤差模型及動力學問題的考慮 
    對于多軸機床運動學模型的建立，目前大多數(shù)采用D—H方法或對D—H方法進行一定的修正蓄稠。在應用其進行誤差分析時，又有使用四參數(shù)模型和五參數(shù)模型的方法译拿。盡管D—H方法可將運動、變換和映射與矩陣運算聯(lián)系起來，但其對誤差標定及速度母边、力等問題的求解，則不是十分方便蒲姥。旋量方法能夠明顯簡化計算程序的編制，并可同時對自由矢量和線矢量進行處理六泞。該方法的使用不僅可使此方面的研究難度降低，而且會更加清晰急黎。
除此之外，由于機床加工系統(tǒng)是一個非常復雜的加工工藝系統(tǒng)勃教，自從其問世以來對它的研究雖已有相當長的歷史，但其中仍有很多疑難問題并沒有得到很好的定量解釋污抬，起主導作用的仍然是經(jīng)驗和實驗數(shù)據(jù)；同時它的各個組成部分壕吹，又具有非常強的聯(lián)系，各種聯(lián)系因素錯綜復雜删铃。這就給虛擬工作帶來了相當大的難度。特別是動態(tài)誤差對加工質量的影響是非常大的咒劲。振動和加工溫度的變化在一定范圍內將對粗糙度起著關鍵性的作用。采用一種簡化的方法轴布，將其分解為各個相對獨立的組成部分去研究，已經(jīng)成為普遍認可的研究策略缓捂。

    4 結束語

在國內，虛擬制造技術研究開展得比較早茄妇，也取得了一定的成績。但對虛擬機床加工系統(tǒng)的研究尚未見報道晨丸。我們在對虛擬機床加工系統(tǒng)的部分關鍵技術進行深入研究的基礎上诱榴，完成了一個以車削加工為基礎的虛擬機床加工系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)云卤。該軟件系統(tǒng)具有完成NC代碼的轉換、虛擬加工以及加工質量的監(jiān)測等功能城也，具有了一定的實際意義。目前正在進行多軸機床的虛擬機床加工系統(tǒng)的研究计贰。針對多軸機床的特點以及加工工件的特點成榜，我們將工作重點放在工件屬性的描述蹦玫、切削力的建模以及工件加工后的表面輪廓的描述和檢測以及Agent技術的研究上刘绣。 
    基于Agent的技術的研究樱溉，對虛擬機床加工系統(tǒng)這樣一個軟件工具的建立是非常有價值的纬凤。實踐表明，在虛擬制造及分布網(wǎng)絡化制造中停士，基于Agent的結構將發(fā)揮巨大的作用。

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