【正文】 學(xué)院、常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院、長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院等二十多所國(guó)家數(shù)控教學(xué)示范性實(shí)訓(xùn)基地。 這是華中數(shù)控系統(tǒng)在典型加工中心上的應(yīng)用實(shí)例：華中數(shù)控系統(tǒng)配套北京機(jī)電院VMC750E/BV75加工中心、華中數(shù)控系統(tǒng)配套安徽鴻慶DM4600加工中心、華中數(shù)控系統(tǒng)配套成都托普EVC750加工中心、華中數(shù)控系統(tǒng)配套大連機(jī)床集團(tuán)VDL600加工中心。 目前，華中數(shù)控系統(tǒng)已與國(guó)內(nèi)多家加工中心主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)了批量配套應(yīng)用，例如北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司、安徽鴻慶精機(jī)有限公司、大連機(jī)床集團(tuán)、成都托普數(shù)控有限責(zé)任公司、南通縱橫國(guó)際股份有限公司、南京第二機(jī)床廠、江蘇多棱數(shù)控機(jī)床股份有限公司、杭州友嘉機(jī)床集團(tuán)、武漢高科機(jī)械設(shè)備制造有限公司等。 數(shù)控系統(tǒng)軟開(kāi)發(fā)采用專用的工具進(jìn)行項(xiàng)目管理，做到設(shè)計(jì)、修改可重現(xiàn)、可記錄、可追溯。 數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、規(guī)范化的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)的和互換性好的元器件和零部件，充分考慮工藝性、操作性、測(cè)試、包裝、貯存、運(yùn)輸和維修等各種環(huán)境對(duì)數(shù)控裝置的影響；嚴(yán)格元、器件的篩選工藝和裝配工藝，元、器件全部使用工業(yè)級(jí)接插件，把好電路板焊接等環(huán)節(jié)的質(zhì)量關(guān)。 為解決數(shù)控系統(tǒng)功能、性能穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)，本課題組重點(diǎn)做了如下工作： HSV20S全數(shù)字交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)單元采用AC380V電源直接輸入，省去了常用的伺服變壓器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、控制靈活、使用方便、可靠性高的特點(diǎn)。 HSV16D全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)單元將電源模塊和驅(qū)動(dòng)模塊集成為一體，采用最新運(yùn)動(dòng)控制專用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列（FPGA）和智能化功率模塊（IPM）等當(dāng)今最新技術(shù)設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)小巧、造型美觀、使用方便、可靠性高等特點(diǎn)。 華中世紀(jì)星HNC21/22系列數(shù)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置高性能32位嵌入式工業(yè)PC，數(shù)控單元集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、PLC接口、網(wǎng)絡(luò)通訊接口于一體，具有高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的特點(diǎn)。 一、創(chuàng)新的技術(shù)路線與研究成果 《國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及其在中檔加工中心上的應(yīng)用》課題，瞄準(zhǔn)國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)和加工中心的先進(jìn)水平，采用創(chuàng)新的技術(shù)路線：第一， 以軟代硬、簡(jiǎn)化硬件，保障產(chǎn)品的品質(zhì)；第二， 建立開(kāi)放式平臺(tái)、適應(yīng)用戶個(gè)性化要求；第三， 技術(shù)成套，降低成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力；第四，堅(jiān)持將階段研究成果迅速工程化，開(kāi)發(fā)出適應(yīng)于市場(chǎng)發(fā)展的數(shù)控系統(tǒng)新產(chǎn)品。 由武漢華中數(shù)控股份有限公司、北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司承擔(dān)的科技部863課題《國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及其在中檔加工中心上的應(yīng)用》，通過(guò)對(duì)三軸及三軸以上加工中心關(guān)鍵技術(shù)的研究、中試和與國(guó)產(chǎn)中檔加工中心的批量配套，使國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的功能、性能和可靠性達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，為國(guó)產(chǎn)中檔數(shù)控加工中心的規(guī)?；a(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)面臨著十分嚴(yán)峻的形勢(shì)，國(guó)內(nèi)80%以上中高檔數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床依賴進(jìn)口，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的嚴(yán)重滯后，已經(jīng)成為制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國(guó)防安全看，西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)?！　?。對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足；對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國(guó)外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足；對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠　　，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后?！　?，與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。*蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50％，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段?！　　?2Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開(kāi)發(fā)者，他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(Super其次，STEPNC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化?！　　￡P(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。System)等。forAutomationArchitectureGeneration這樣，以前由DSP完成的數(shù)字化伺服控制功能(如位置控制、速度控制、矢量變換控制等)均可由PC中的CPU完成，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝式伺服控制，這不僅有效縮小了數(shù)控部分的硬件規(guī)模，而且還大幅度縮小了伺服控制部分硬件規(guī)模。Ⅲ等)作為系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，并盡量用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控的所有功能?！》现袊?guó)國(guó)情的PC數(shù)控的發(fā)展道路由于這種系統(tǒng)采用分布式計(jì)算和控制，并通過(guò)具有高可靠性和高實(shí)時(shí)性的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊和協(xié)調(diào)，因而可以最大限度地發(fā)揮各子系統(tǒng)的能力，使整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)具有很好的性能。目前，將實(shí)時(shí)控制信息送往伺服驅(qū)動(dòng)單元的方法主要有兩種：一種是通過(guò)模擬量形式進(jìn)行，主要問(wèn)題是難以消除零飄、溫飄對(duì)精度的影響，容易受外部干擾。實(shí)時(shí)控制單元可以是帶軌跡插補(bǔ)計(jì)算、位置控制、開(kāi)關(guān)量控制(PLC)等的完整的CNC單元，也可以是僅具有位置控制功能的簡(jiǎn)單位控卡或與數(shù)字式伺服接口的數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換卡。可以預(yù)計(jì)，在我國(guó)現(xiàn)有條件下，此類系統(tǒng)不會(huì)有大的發(fā)展。　 　目前，PC數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)主要有以下幾種形式：目前國(guó)內(nèi)外眾多廠商普遍看好的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展方向是通用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)?！　　?shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的主要形式與發(fā)展前途從宏觀上看數(shù)控系統(tǒng)可分為專用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)兩大類?！　?這類系統(tǒng)的最大缺點(diǎn)是開(kāi)放性有限、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本較高，技術(shù)升級(jí)換代較慢。其中，PC機(jī)主要完成數(shù)控系統(tǒng)中上層一些實(shí)時(shí)性不是很強(qiáng)的任務(wù)并對(duì)全系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理，而實(shí)