——訪高檔數控國家工程研究中心總工程師于東

　　多年以來，我國國產數控系統在歷經引進、吸收、自主開發及產業化攻關等全行業的共同努力之后，在技術開發、研發力量建設等方面都已形成了一定的基礎。但不可否認的是，我們距離世界先進水平仍然具有一定的距離。高檔數控國家工程研究中心總工程師于東在接受《機電商報》記者采訪時表示，“尤其在高端應用領域，目前國產數控系統在綜合指標、成套化、系列化等方面仍有需要進步的空間。”

國產數控系統技術進步明顯

　　于東告訴《機電商報》記者，在技術開發方面，我國已經突破五軸聯動、多通道控制、現場總線等高檔數控裝置的關鍵技術，建立了開放式數控系統標準體系框架，并已形成“藍天數控”、“華中數控”等中高檔數控品牌，并在實際中進行了應用，實現了我國高檔數控的從無到有。于東舉例道：“沈陽高精的藍天數控系統用于沈陽黎明航發集團的進口五軸聯動加工中心改造，用于解決了飛機發動機零部件的加工問題；配套華中數控系統的桂林機床XK2316五軸聯動龍門數控機床，已在我國南昌飛機制造公司應用，這是我國數控系統在高端數控系統應用領域的重大突破。”

　　在經過數年的發展之后，我國已經形成了一批以廣州數控設備有限公司、北京凱恩帝數控技術有限責任公司、沈陽高精數控技術有限公司、武漢華中數控股份有限公司等為代表的企業，奠定了我國數控系統產業化的基礎。“同時，為了應對國產中檔、高檔數控系統難以實現批量的應用的難題，沈陽機床集團與中科院沈陽計算所、沈陽高精數控技術有限公司聯合實施了‘國產數控機床應用國產數控系統示范工程’，魯南機床與華中數控共同實施了應用示范工程。這些示范工程的實施，有效地探索了最終用戶、主機廠與系統廠的長效合作機制，有利于找到技術創新與產業化的結合點、建立國產高檔數控系統的規模化應用模式。”于東介紹道。

　　同時，于東認為：“通過‘十一五’期間的發展包括國家在重大專項上的投入，我國已充分建立了一支從事數控產業的人才隊伍。如，國家發改委依托中科院沈陽計算技術研究所建立的高檔數控國家工程研究中心，科技部依托華中科技大學和武漢華中數控股份有限公司建立的國家數控系統工程技術研究中心，均有一批從事數控系統關鍵技術研究的人才隊伍，這些能夠將科學研究與生產實踐結合的一線人才具有很強的研發實力和科研成果轉化能力，未來也必將成為行業技術創新和技術進步的中堅力量。”

綜合指標仍存在較大差距

　　盡管國產數控系統有了長足的進步，但在高端應用領域，國產數控系統在綜合指標、成套化、系列化等方面目前仍有需要進步的空間。

　　于東認為，國產系統在性能指標方面，如插補周期、控制軸數、通道數、程序段前瞻與處理速度方面有全面的提升，但在綜合指標方面，綜合和深層次控制功能、控制指令集、操作功能還不夠豐富和完善，與國際主流數控產品相比仍存在差距。

　　例如，在系列化與成套方面，伺服電機、主軸電機與驅動裝置，以及電主軸、力矩電機及直線電機等方面品種規格覆蓋程度不全，目前尚未形成數控系統、伺服裝置與電機、機床直驅電機組件（包括電主軸、轉臺和主軸擺頭直驅電機、直線電機）的全面配套，以滿足機床廠與用戶的配套要求。

　　而在五軸聯動的高端應用領域，我國國產數控系統與國外先進水平的差距也顯而易見。“五軸聯動控制是高檔數控裝置的重要功能，也是實現復雜零件加工的有效手段。因為五軸機床結構復雜，具有五軸聯動功能的數控系統編程與操作更為復雜，為提高數控系統的精度與使用效率，圍繞五軸聯動控制的功能一直都在不斷完善，如SIEMENS 840D的刀軸矢量控制功能、五軸定向加工編程向導，HEIDENHAIN 530系統的五軸機床校驗和優化補償以及動態碰撞監控和虛擬軸功能等。”于東說，“為了提高數控機床的加工速度與精度，SIEMENS 840D定義了高速加工循環，可根據加工工藝確定相應的控制參數，并推出了智能路徑控制功能（Intelligent Path Control）將程序段的前瞻范圍擴展到加工的相鄰路徑，以提高工件的表面加工質量。在系統的實現上采用具有80位浮點計算精度的80-bit NANOFP 技術，以使系統的控制精度超越微米與納米。這一點，我國國產數控系統還能難做到。”

智能和復合成為近年發展趨勢

　　誠然，高速、精密、高效是數控系統必然的發展方向，這幾年數控系統也在向著智能和復合的方向發展，涌現出很多新型的數控技術。

　　于東認為，智能控制功能在數控技術的發展中日趨重要，“數控系統的智能化功能也隨著機床精密和復雜化的發展日趨重要。例如MAZATROL matrix系統的INTELLIGENT THERMAL SHIELD與INTELLIGENT SAFETY SHIELD。HEIDENHAI 530系統的集成自適應控制（AFC），可根據刀具軸性能和其他工藝參數優化進給速率；動力學模型補償功能，可簡化系統中的誤差建模等等。

　　目前，IT領域在視頻處理、互聯網技術以及無線通信技術的成果也開始在數控系統進行應用。例如OKUMA的數控系統在其操作界面上開始采用視頻顯示技術，以實現對數控系統加工過程的直觀監視；SIEMENS系統應用手機中的SMS技術以支持數控系統的遠程維護。

　　在數控系統智能性操作方面，日本企業顯然具有很大的優勢。尤其是以MAZAK和OKUMA為代表的主機企業，紛紛開發了屬于自己的智能數控系統，以更好地應用于生產實踐。

　　不僅如此，由于數控機床加工工件復雜程度的不斷提高，數控系統本身所具備的編程功能已無法簡單滿足加工的需要。“數控系統廠商一方面通過引入新的固定循環，以及加強系統本身的編程功能，提高系統的工件編程處理能力；同時加強與傳統CAD/CAM開發商的合作，以實現CAD/CAM/CNC融合。”于東介紹道。