淺談虛擬檢測－－虛擬檢測的分類

近年來，隨著虛擬技術的深入發展，人們的研究領域已經從最初的設計建模、加工仿真擴展到了它們的后續過程。目前虛擬制造技術已經發展的較為成熟，許多虛擬制造方面的軟件已經可以實現設計、分析、工藝、加工等幾個階段的工作。這樣我們的研究目光就自然而然地擴展到了虛擬設計制造之后的過程，相應地，也就提出了虛擬檢測技術。  
    虛擬檢測技術是真實測量技術的仿真與模擬，是真實測量過程在計算機中的實現。它不僅可以模擬實際的測量過程，而且可以仿真真實的測量儀器，從而根據用戶的需求來建立相應的虛擬測量環境，給用戶或使用者提供一種身臨其境的感覺。根據被研究對象的性質和特點，虛擬檢測技術可以分為以下三大類型：  
    1．針對虛擬儀器的虛擬檢測技術這種虛擬檢測技術主要模擬仿真實際的測量儀器，將儀器的工作能力用軟件編程實現出來。在虛擬儀器中，使用與實際測量過程相同的硬件系統，通過不同的軟件編程，實現功能多種多樣的測量儀器系統。軟件系統是虛擬儀器的核心，軟件定義各種類型的儀器。由于虛擬儀器的具體功能都是通過軟件編程控制或定義的，一方面用戶完全可以根據需要來定制儀器，另一方面，使用相同的硬件就可以得到多種測量儀器。像目前使用較多的LabVIEW，它可以方便的編寫儀器的測量程序，建立數據采集系統。而且虛擬儀器系統都采用可視化的圖形編程語言平臺，提供豐富、功能強大的數據處理軟件包，因此，虛擬儀器具有經濟、編程簡單迅速、使用方便的特點。使用虛擬儀器系統來進行原理研究、設計、測試并執行儀器系統，可以縮短開發時間，大大提高生產效率。  
    2．針對坐標測量機檢測的虛擬檢測技術這種虛擬檢測技術主要模擬真實測量機的檢測過程，在計算機上實現坐標測量機的功能。與數控加工機床的仿真過程類似，它不僅可以模擬測量機的工作過程，而且可以生成測量程序，對測量程序進行檢驗，碰撞干涉檢驗。在此系統中，用戶可以根據自己的要求來選擇或建造所需的坐標測量機系統和運行環境，輸入被測零件的測量要求，經過反復的仿真運行、不確定度分析和計算，最后預測出被測零件的被測要素的測量方法不確定度。此外，在各個被測要素的測量方法不確定讀都滿足要求的情況下，還將給出對應的坐標測量機的結構類型和測量能力、路徑規劃、采樣策略、各被測要素的平定算法以及完整的DMIS(DimensionalMeasuringInterfaceSpecification)測量程序。這種虛擬檢測技術可以完全仿真實際的測量機，可以用在用戶培訓、測量控制程序檢驗等方面，具有較好的發展前景和使用意義。當前，在各種類型的測量機培訓學校，都配備一定的虛擬測量軟件，與具體的坐標測量機相對應。測量軟件主要有：  
    3．針對虛擬加工的虛擬檢測技術這種虛擬檢測技術主要是檢測虛擬加工產生的虛擬工件，獲得虛擬工件的各類型的誤差數據，進而改善加工過程。這類虛擬檢測技術是在虛擬加工技術發展的較完善之后提出的，利用虛擬加工系統的加工模型，進行加工工件的幾何量測量。由于他要和前期的虛擬加工仿真系統緊密結合，要靠虛擬加工系統提供檢測模型，因此，必須協調好它與虛擬加工系統的通訊接口才能繼續開發。虛擬工件經過虛擬制造系統的加工后，便包含了加工誤差信息，通過虛擬檢測系統，可以提出這些誤差信息，為實際生產提供一些有意義的參考數據。這種類型的虛擬檢測系統是對虛擬制造系統的深入研究和擴展，它是虛擬制造系統的一個子系統，目前國內外在這方面的研究還處于起步階段。  
    目前，這幾種虛擬檢測技術在我國都有一定的研究，主要以部分高校和研究所為主。其中，針對虛擬儀器的虛擬檢測和針對虛擬坐標測量機的虛擬檢測研究的較深，研究的單位較多，針對虛擬加工的虛擬檢測相對較為落后。