1 引言
并联机床(Parallel Machine Tools)也称为虚(拟)轴机床(Virtual Axis Machine Tools)，是并联机器人技术与现代数控机床技术相结合发展起来的一种新型机床，它同时具有机床和机器人的诸多特性。二十世纪九十年代，美国、英国、德国、俄罗斯、瑞典、瑞士、日本等工业发达国家的有关研究机构和机床厂家纷纷推出具有不同结构型式和功能特性的并联机床。并联机床的问世使机床行业取得了突破性进展，引起了世界各国机床制造厂商和研究机构的广泛关注被誉为“机床结构的重大革命”, 21世纪的新一代数控加工装备”。
并联机床出现至今只有不到十年的发展时间，其理论研究和应用技术研究尚不够成熟，还有许多技术难题需要解决。此外，在研究手段、设计环境上也有待进一步完善与发展。并联机床具有机构型式多样、运动学和动力学设计复杂、计算量大等特点，各种设计分析活动必须采用计算机及多种工具软件，设计环节分散，且各环节间相互影响，数据模型的映射和演变存在障碍，以致一些最新的理论和技术成果难以迅速应用，设计周期长，设计成果不易积累。因此，迫切需要一个统一的、集成的设计环境来解决上述问题。并联机床虚拟产品设计系统正是为满足这一需求而提出并开发的。
2 并联机床虚拟产品设计系统的构成与功能
系统基本框架
并联机床虚拟产品设计系统(Virtual Product Design System for Parallel Machine Tools，PMT-VPDS)将为设计者提供数字化的设计开发环境，提供包括并联机构概念设计、运动学设计、整机设计、动力学分析、精度设计、可制造性分析、作业过程仿真与性能分析等方面的分析和设计平台；为研究者提供并联装备设计方法研究、工作性能分析和作业工艺优化的研究平台；为用户提供并联机床或各种井联类装备的作业过程、作业效果、作业能力、作业性能演示平台。简言之，PMT-VPDS系统可同时满足并联机床的设计者、研究者和用户三方的需要。
并联机床虚拟产品设计系统的基本框架。系统主要由三个设计平台(机构概念设计与运动学设计平台、整机组合设计与动力学设计平台和作业运动仿真与性能分析平台少、系统界面(人机交互界面、计算机仿真和虚拟现实界面)和数据库或数据文件(并联机构型谱库、井联机构实体模型、子装配体模型库等)组成。
三个设计子系统
并联机构概念设计和运动学设计子系统
该子系统可提供并联机构概念设计和机构运动学分析与设计的功能。机构概念设计包括构型综合和构型选择。运动学分析和尺度综合以并联机构型谱库提供的设计算法和程序为基础，进行优化设计，可得到满足机床需要的机构参数。
整机组合设计与动力学设计子系统
该子系统可提供并联机床整机辅助组合设计、动力学分析与设计及精度综合功能最终可给出满足设计要求的、带公差的、可装配数字化样机的机床实体模型。
作业过程仿真与作业性能分析子系统
该子系统可提供并联机床数字化样机的机床作业过程仿真和工件切削成型仿真，并且进行机床作业的性能分析评价机床比能优劣，获得工艺优化的相关信息。
3 并联机床虚拟产品设计系统的开发
系统开发环境
PMT-VPDS系统采用Unigraphics作为开发平台，在利用Unigraphics自身功能的基础上进一步开发适用于并联机床设计开发的专用功能。
Unigraphics的二次开发工具使用了Visual C++ 6.0软件。型谱库、零件库、组件库等数据库中的数据以数据文件形式存放于系统环境变量制定的目录中，系统环境变量在安装系统时设置，用于存放PMT-VPDS系统的各种文件和信息。
设计项目管理
为对设计过程进行有效管理．提出了设计项目的概念。设计一台满足一定设汁要求的并联机床的整个过程可称为一个设计项目。每次开始设计一台并联机床时，都必须首先建立或打开一个设计项目，与该并联机床相关的各种设计信息(如设计要求信息、构型信息、运动学设计相关文件、机构实体模型、整机实体模型、动力学设计相关文件、精度设计相关文件等)均按项目进行管理和调用。