虛擬數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程隨著CAD /CAM技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機(jī)床性能、零件復(fù)雜程度的不斷提高，NC程序變得越來(lái)越復(fù)雜，數(shù)控加工編程的難度日益加大，數(shù)控程序的故障率也越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床加工零件是由數(shù)控指令程序控制完成的。在數(shù)控加工過(guò)程中，無(wú)論采用什么系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控程序的編制，都有可能發(fā)生錯(cuò)誤。因此在零件加工前需要對(duì)指令程序進(jìn)行多次檢查和調(diào)整來(lái)驗(yàn)證程序的正確性，為檢查數(shù)控程序的正確性，防止加工過(guò)程的干涉和碰撞的發(fā)生，傳統(tǒng)上常常采用試切法和軌跡顯示法。采用試切法費(fèi)工費(fèi)料，價(jià)格昂貴，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。采用軌跡顯示法時(shí)，運(yùn)動(dòng)僅限于平面，局限性很大。上面兩者都存在很大的缺點(diǎn)，不適應(yīng)目前數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工的高效率趨勢(shì)。為此，人們一直在研究能代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的計(jì)算機(jī)仿真方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、CAD /CAM技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和系統(tǒng)仿真學(xué)的發(fā)展，人們?cè)谟?jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中建立數(shù)控機(jī)床的映射，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的虛擬設(shè)計(jì)和加工，即虛擬數(shù)控技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)控機(jī)床的仿真可以實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境下機(jī)械零件的數(shù)控加工中，形象、直觀地模擬數(shù)控機(jī)床加工的全過(guò)程，檢驗(yàn)數(shù)控加工方法和程序的正確性，分析零件加工工藝的合理性，防止碰撞和干涉現(xiàn)象的發(fā)生。

　　虛擬數(shù)控技術(shù)的內(nèi)容虛擬數(shù)控系統(tǒng)包括虛擬加工環(huán)境和虛擬加工過(guò)程兩大部分。如為虛擬數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)單的總體構(gòu)架。虛擬數(shù)控系統(tǒng)綜述虛擬數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用研究機(jī)床電器虛擬加工環(huán)境虛擬加工環(huán)境包括機(jī)床操作界面、機(jī)床、毛坯等構(gòu)成。數(shù)控機(jī)床的虛擬操作界面可以通過(guò)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如VB、VC等。機(jī)床、毛坯和刀具的三維建?？梢圆捎肙penGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)，也可以采用現(xiàn)有的CAD /CAM等三維造型軟件進(jìn)行建模。

　　圖像動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)從某種意義上講，數(shù)控加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真就是利用動(dòng)畫及計(jì)算可視化技術(shù)描述實(shí)際的加工過(guò)程。加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)圖形仿真技術(shù)已成為圖像數(shù)控編程系統(tǒng)中刀位驗(yàn)證的重要手段。其基本思想是：采用特定的造型技術(shù)建立加工零件毛坯、夾具及刀具在加工過(guò)程中的幾何模型，然后將加工零件毛坯、夾具的幾何模型及刀具的幾何模型進(jìn)行快速布爾運(yùn)算，*后采用真實(shí)感圖形顯示技術(shù)，把加工過(guò)程中的零件模型、夾具模型及刀具模型動(dòng)態(tài)顯示出來(lái)，以模擬零件的實(shí)際加工過(guò)程。其特點(diǎn)是仿真過(guò)程的真實(shí)感較強(qiáng)，基本上實(shí)現(xiàn)了試切加工的驗(yàn)證效果。

　　數(shù)控仿真系統(tǒng)圖像的動(dòng)畫顯示多用于數(shù)控幾何仿真系統(tǒng)中加工干涉及產(chǎn)品驗(yàn)證方面。在一個(gè)數(shù)控仿真系統(tǒng)中，當(dāng)加工環(huán)境、刀具及夾具等幾何模型建立之后，便可獲得動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為制成完整的動(dòng)畫幀，僅需對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行一定的控制，即對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，生成運(yùn)動(dòng)軌跡，這項(xiàng)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于刀位軌跡仿真中。實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫及可視化結(jié)果的另一關(guān)鍵技術(shù)是消隱著色處理，它多用于加工產(chǎn)品及仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證上，通過(guò)相應(yīng)的處理算法，我們便可以通過(guò)仿真系統(tǒng)看到計(jì)算結(jié)果和*終的產(chǎn)品形象。

　　當(dāng)前各項(xiàng)技術(shù)有著網(wǎng)絡(luò)化、集成化的趨勢(shì)，基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬數(shù)控系統(tǒng)將成為一個(gè)研究方向，這對(duì)于數(shù)控加工的遠(yuǎn)程控制或是遠(yuǎn)程教學(xué)和培訓(xùn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。另一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬的真實(shí)感隨之提高，虛擬環(huán)境會(huì)更加接近真實(shí)的數(shù)控加工環(huán)境。力學(xué)仿真是未來(lái)虛擬數(shù)控技術(shù)的主要發(fā)展方向，這對(duì)優(yōu)化加工參數(shù)有著很重要的作用。