1 引言
並聯機床(Parallel Machine Tools)也稱為虛(擬)軸機床(Virtual Axis Machine Tools)，是並聯機器人技術與現代數控機床技術相結合發展起來的一種新型機床，它同時具有機床和機器人的諸多特性。二十世紀九十年代，美國、英國、德國、俄羅斯、瑞典、瑞士、日本等工業發達國家的有關研究機構和機床廠家紛紛推出具有不同結構型式和功能特性的並聯機床。並聯機床的問世使機床行業取得了突破性進展，引起了世界各國機床製造廠商和研究機構的廣泛關注被譽為「機床結構的重大革命」, 21世紀的新一代數控加工裝備」。
並聯機床出現至今只有不到十年的發展時間，其理論研究和應用技術研究尚不夠成熟，還有許多技術難題需要解決。此外，在研究手段、設計環境上也有待進一步完善與發展。並聯機床具有機構型式多樣、運動學和動力學設計複雜、計算量大等特點，各種設計分析活動必須採用計算機及多種工具軟體，設計環節分散，且各環節間相互影響，數據模型的映射和演變存在障礙，以致一些最新的理論和技術成果難以迅速應用，設計周期長，設計成果不易積累。因此，迫切需要一個統一的、集成的設計環境來解決上述問題。並聯機床虛擬產品設計系統正是為滿足這一需求而提出並開發的。
2 並聯機床虛擬產品設計系統的構成與功能
系統基本框架
並聯機床虛擬產品設計系統(Virtual Product Design System for Parallel Machine Tools，PMT-VPDS)將為設計者提供數字化的設計開發環境，提供包括並聯機構概念設計、運動學設計、整機設計、動力學分析、精度設計、可製造性分析、作業過程模擬與性能分析等方面的分析和設計平台；為研究者提供並聯裝備設計方法研究、工作性能分析和作業工藝優化的研究平台；為用戶提供並聯機床或各種井聯類裝備的作業過程、作業效果、作業能力、作業性能演示平台。簡言之，PMT-VPDS系統可同時滿足並聯機床的設計者、研究者和用戶三方的需要。
並聯機床虛擬產品設計系統的基本框架。系統主要由三個設計平台(機構概念設計與運動學設計平台、整機組合設計與動力學設計平台和作業運動模擬與性能分析平台少、系統界面(人機交互界面、計算機模擬和虛擬現實界面)和資料庫或數據文件(並聯機構型譜庫、井聯機構實體模型、子裝配體模型庫等)組成。
三個設計子系統
並聯機構概念設計和運動學設計子系統
該子系統可提供並聯機構概念設計和機構運動學分析與設計的功能。機構概念設計包括構型綜合和構型選擇。運動學分析和尺度綜合以並聯機構型譜庫提供的設計演算法和程序為基礎，進行優化設計，可得到滿足機床需要的機構參數。
整機組合設計與動力學設計子系統
該子系統可提供並聯機床整機輔助組合設計、動力學分析與設計及精度綜合功能最終可給出滿足設計要求的、帶公差的、可裝配數字化樣機的機床實體模型。
作業過程模擬與作業性能分析子系統
該子系統可提供並聯機床數字化樣機的機床作業過程模擬和工件切削成型模擬，並且進行機床作業的性能分析評價機床比能優劣，獲得工藝優化的相關信息。
3 並聯機床虛擬產品設計系統的開發
系統開發環境
PMT-VPDS系統採用Unigraphics作為開發平台，在利用Unigraphics自身功能的基礎上進一步開發適用於並聯機床設計開發的專用功能。
Unigraphics的二次開發工具使用了Visual C++ 6.0軟體。型譜庫、零件庫、組件庫等資料庫中的數據以數據文件形式存放於系統環境變數制定的目錄中，系統環境變數在安裝系統時設置，用於存放PMT-VPDS系統的各種文件和信息。
設計項目管理
為對設計過程進行有效管理．提出了設計項目的概念。設計一台滿足一定設汁要求的並聯機床的整個過程可稱為一個設計項目。每次開始設計一台並聯機床時，都必須首先建立或打開一個設計項目，與該並聯機床相關的各種設計信息(如設計要求信息、構型信息、運動學設計相關文件、機構實體模型、整機實體模型、動力學設計相關文件、精度設計相關文件等)均按項目進行管理和調用。
