于东：要着力提高国产数控系统的综合指标

——访高档数控国家工程研究中心总工程师于东

　　多年以来，我国国产数控系统在历经引进、吸收、自主开发及产业化攻关等全行业的共同努力之后，在技术开发、研发力量建设等方面都已形成了一定的基础。但不可否认的是，我们距离世界先进水平仍然具有一定的距离。高档数控国家工程研究中心总工程师于东在接受《机电商报》记者采访时表示，“尤其在高端应用领域，目前国产数控系统在综合指标、成套化、系列化等方面仍有需要进步的空间。”

国产数控系统技术进步明显

　　于东告诉《机电商报》记者，在技术开发方面，我国已经突破五轴联动、多通道控制、现场总线等高档数控装置的关键技术，建立了开放式数控系统标准体系框架，并已形成“蓝天数控”、“华中数控”等中高档数控品牌，并在实际中进行了应用，实现了我国高档数控的从无到有。于东举例道：“沈阳高精的蓝天数控系统用于沈阳黎明航发集团的进口五轴联动加工中心改造，用于解决了飞机发动机零部件的加工问题；配套华中数控系统的桂林机床XK2316五轴联动龙门数控机床，已在我国南昌飞机制造公司应用，这是我国数控系统在高端数控系统应用领域的重大突破。”

　　在经过数年的发展之后，我国已经形成了一批以广州数控设备有限公司、北京凯恩帝数控技术有限责任公司、沈阳高精数控技术有限公司、武汉华中数控股份有限公司等为代表的企业，奠定了我国数控系统产业化的基础。“同时，为了应对国产中档、高档数控系统难以实现批量的应用的难题，沈阳机床集团与中科院沈阳计算所、沈阳高精数控技术有限公司联合实施了‘国产数控机床应用国产数控系统示范工程’，鲁南机床与华中数控共同实施了应用示范工程。这些示范工程的实施，有效地探索了最终用户、主机厂与系统厂的长效合作机制，有利于找到技术创新与产业化的结合点、建立国产高档数控系统的规模化应用模式。”于东介绍道。

　　同时，于东认为：“通过‘十一五’期间的发展包括国家在重大专项上的投入，我国已充分建立了一支从事数控产业的人才队伍。如，国家发改委依托中科院沈阳计算技术研究所建立的高档数控国家工程研究中心，科技部依托华中科技大学和武汉华中数控股份有限公司建立的国家数控系统工程技术研究中心，均有一批从事数控系统关键技术研究的人才队伍，这些能够将科学研究与生产实践结合的一线人才具有很强的研发实力和科研成果转化能力，未来也必将成为行业技术创新和技术进步的中坚力量。”

综合指标仍存在较大差距

　　尽管国产数控系统有了长足的进步，但在高端应用领域，国产数控系统在综合指标、成套化、系列化等方面目前仍有需要进步的空间。

　　于东认为，国产系统在性能指标方面，如插补周期、控制轴数、通道数、程序段前瞻与处理速度方面有全面的提升，但在综合指标方面，综合和深层次控制功能、控制指令集、操作功能还不够丰富和完善，与国际主流数控产品相比仍存在差距。

　　例如，在系列化与成套方面，伺服电机、主轴电机与驱动装置，以及电主轴、力矩电机及直线电机等方面品种规格覆盖程度不全，目前尚未形成数控系统、伺服装置与电机、机床直驱电机组件（包括电主轴、转台和主轴摆头直驱电机、直线电机）的全面配套，以满足机床厂与用户的配套要求。

　　而在五轴联动的高端应用领域，我国国产数控系统与国外先进水平的差距也显而易见。“五轴联动控制是高档数控装置的重要功能，也是实现复杂零件加工的有效手段。因为五轴机床结构复杂，具有五轴联动功能的数控系统编程与操作更为复杂，为提高数控系统的精度与使用效率，围绕五轴联动控制的功能一直都在不断完善，如SIEMENS 840D的刀轴矢量控制功能、五轴定向加工编程向导，HEIDENHAIN 530系统的五轴机床校验和优化补偿以及动态碰撞监控和虚拟轴功能等。”于东说，“为了提高数控机床的加工速度与精度，SIEMENS 840D定义了高速加工循环，可根据加工工艺确定相应的控制参数，并推出了智能路径控制功能（Intelligent Path Control）将程序段的前瞻范围扩展到加工的相邻路径，以提高工件的表面加工质量。在系统的实现上采用具有80位浮点计算精度的80-bit NANOFP 技术，以使系统的控制精度超越微米与纳米。这一点，我国国产数控系统还能难做到。”

智能和复合成为近年发展趋势

　　诚然，高速、精密、高效是数控系统必然的发展方向，这几年数控系统也在向着智能和复合的方向发展，涌现出很多新型的数控技术。

　　于东认为，智能控制功能在数控技术的发展中日趋重要，“数控系统的智能化功能也随着机床精密和复杂化的发展日趋重要。例如MAZATROL matrix系统的INTELLIGENT THERMAL SHIELD与INTELLIGENT SAFETY SHIELD。HEIDENHAI 530系统的集成自适应控制（AFC），可根据刀具轴性能和其他工艺参数优化进给速率；动力学模型补偿功能，可简化系统中的误差建模等等。

　　目前，IT领域在视频处理、互联网技术以及无线通信技术的成果也开始在数控系统进行应用。例如OKUMA的数控系统在其操作界面上开始采用视频显示技术，以实现对数控系统加工过程的直观监视；SIEMENS系统应用手机中的SMS技术以支持数控系统的远程维护。

　　在数控系统智能性操作方面，日本企业显然具有很大的优势。尤其是以MAZAK和OKUMA为代表的主机企业，纷纷开发了属于自己的智能数控系统，以更好地应用于生产实践。

　　不仅如此，由于数控机床加工工件复杂程度的不断提高，数控系统本身所具备的编程功能已无法简单满足加工的需要。“数控系统厂商一方面通过引入新的固定循环，以及加强系统本身的编程功能，提高系统的工件编程处理能力；同时加强与传统CAD/CAM开发商的合作，以实现CAD/CAM/CNC融合。”于东介绍道。