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第35卷2007年第12期虚拟制造技术研究现状及展望

论文编号：1001-3954(2007)11-0148-150
虚拟制造技术研究
现状及展望
王爱云
洛阳市自来水公司河南洛阳471003

摘要：虚拟制造是利用仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，采用群组协同
工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造
的本质过程。介绍了它的含义、分类、关键技术；评述了虚拟制造技术的研究、应用状况；展望了
虚拟制造技术的发展。
叙词：虚拟制造集成仿真建模

0世纪80年代初，先进制造技术即以信息集成平发展，出现了虚拟制造(VM,VirtualManufacturing)
2为核心的计算机集成制造系统(CIMS,Computer等新概念，它可看作是CAD/CAM/CAE集成化发展
IntegratedManufactureSystem)开始得到实施，20世的最高层次。
纪80年代末，以过程集成为核心的并行工程(CE,虚拟制造技术应该是在CAD/CAM/CAE技术基
ConcurrentEngineering)技术进一步提高了制造水平；础上发展起来的。一方面，CAD/CAM/CAE技术为虚
进入20世纪90年代，先进制造技术进一步向更高水拟制造技术的实现提供了较为成熟的技术，如建模技
术，分析优化技术，制造过程仿真技术，分析评价技
作者简介：季绍琨，男，1963年生，山东烟台人，工学学士，现术，设计分析评价技术，产品信息集成、转换、共享
任教于泰山学院应用科学技术系，副教授。技术等。特别是特征建模技术在虚拟制造技术中占有
前沿编者注：本文压题照片为虚拟制造技术在磨机设计中的应用。极为重要的地位。另一方面，虚拟制造技术超越了
dcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdc
(上接)法运算的计算机控制系统，同时还必制器、工控机等)、数字元件之间以及元件与系统之间
须有液压控制阀。因此，数字式液压缸实际上是一个的通讯技术(组态、总线、故障诊断等)，这６项技术
由液压阀、液压缸和计算机控制系统(包括键盘、传感是液压元件数字化的关键技术。
器、微控制器、步进或伺服电机等电驱动元件在内)组
成的计算机控制的液压系统，在这个系统级和相应元6结语
件级的任何创新都是创新性的数字液压缸。
4.2液压马达从液压元件的基本工作原理出发，结合现代科技
的发展，尤其是计算机控制技术、自动控制理论、传
液压马达也是一种把液压能转换为机械能的液压
感与检测技术、现代驱动技术的发展成果，对传统液
执行元件，只不过与液压缸相比，液压马达输出的机
压元件和系统进行数字化控制的创新改造，这是一个
械能是转速和转矩形式的。液压马达的创新思路与液
宏大的工程，有许多工作可做。液压元件和系统的数
压缸有相似之处，同时其调速方法的数字化与变量油
字化是数字化浪潮在液压技术领域具体体现，具有不
泵的数字化有相似之处。
可阻挡之势。本文从液压元件的工作原理出发，指出
了３类液压元件的创新途径，总结液压元件数字化的
5液压技术数字化的关键技术关键技术。从现在的技术发展水平来看，液压元件和
综上所述，实现液压元件数字化的关键技术有如系统的数字化是完全可行的；从节能、简化元件和系
下一些：统结构、提高液压元件和系统的功能、扩大液压系统
(1)液压泵和液压马达的变量技术方面变频调速在自动化系统中的应用等方面来看，液压元件的数字
技术与液压泵的结合、液压变量机构与计算机测控与化是非常必要的，也是非常有意义的。
驱动技术的结合；
(2)液压阀的数字化方面液压油源所产生的液压参考文献
能进行转化，对油流的方向、压力、流量进行控制。1张利平．液压传动与控制．西安：西北工业大学出版社，2005
采用计算机测控和新型驱动元件，通过对阀芯位置的2黎啟柏．电液比例控制与数字控制系统．北京：机械工业出版
控制来调节液压压力和流量两个参数。社，1997
由此可见，新原理的液压元件、阀芯运动的新型3吴文静，刘广瑞．数字化液压技术的发展趋势．矿山机械，
驱动元件、驱动元件与阀芯的机械连接、油压和流量2007(8)□
(收稿日期：2007-08-29)
或力与位置的检测技术、计算机控制技术(PLC、微控
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Mining&ProcessingEquipment
虚拟制造技术研究现状及展望第35卷2007年第12期

CAD/CAM/CAE技术，CAD/CAM/CAE技术主要考(3)工艺模型将工艺参数与影响制造功能的产品
虑产品本身信息的集成与建模，而虚拟制造技术还要设计属性联系起来，以反应生产模型与产品模型之间
考虑加工过程的建模等问题。的交互作用。工艺模型必须具备计算机工