《中國制造2025規劃》的推出，目的為為推動我國從制造大國向制造強國的轉變，即到2025年步入制造強國行業，到2035年時趕超德國、日本。發展的過程需要數控系統技術作為動力的源泉。數控系統是數控裝備的“大腦”。數控系統技術決定著數控機床的性能、功能、可靠性的關鍵因素。數控系統技術廣泛應用于汽車、航空航天以及軍事工業等領域，它決定一個國家制造業的發達程度，是決定一個國家在精密制造成就的制造的高尖技術。從制造大國轉變為制造強國有很多途徑，大力發展數控系統技術則是重要道路之一。
一、 國產數控系統技術發展
我國對數控系統技術的研究起始于1958年，科研院、高校和少數機床廠開始了數控技術的研究，由于國內電子元器件等相關技術落后，對其的特點、發展缺乏認識，基礎薄弱，始終沒有大的突破，數控產業的發展更是裹足不前。
改革開放后，“六五”、“七五”“八五”連續三個五年計劃，引進國外數控系統技術，消化和吸收，并組織科技攻關，利用先進的數控裝置、主軸和伺服驅動等硬件技術，國產數控系統技術發展有了質的飛躍，在吸收國外新進的數控系統技術同時，我國自己的品牌逐步誕生，然而引進不是最先進數控系統技術，與國外的競爭處于不利地位。“九五”期間是數控系統技術產業化階段，基本掌握了現代數控系統技術，建立了數控研發、生產基地，培養了一批數控專業人才，初步形成了自己的數控產業。
近年來，隨著數控系統技術的不斷發展，國產系統中、低檔的性能、功能和可靠性已大幅提高，縮小了與國外的差距。從技術層面來看，國產中、低檔數控系統已基本能夠滿足國內生產數控機床的技術要求，國產高檔系統如五軸聯動數控系統技術統也得到一定程度的發展。然而數控系統技術上的突破并不等于市場上的突破。特別是在數控系統技術正朝著智能化、開放式、網絡化方向發展的今天，日本發那科和德國西門子等國際廠商生產的能夠實現多軸、多通道、高速和高精度切削、復合化加工的數控系統已經在市場上暢銷，而我國數控的產業化卻依然無法消除國內用戶對國產系統可靠性的疑慮。尤其是在高端領域，國產的高檔數控系統只占年購買量的較低，大量的高性能系統仍然依賴進口。
二、國產數控系統技術突破與未來
近年來，一些優秀的國內數控系統制造企業異軍突起，在中低檔經濟普及型競爭激烈的市場中，國產系統的市場占有率逐年提高。高檔系統雖然與國外的系統有一定差距，但是在隨著關鍵數控系統技術逐步突破，差距正在逐步縮小。
總線式數控系統技術
總線處于設備的底層，有協議簡單、容錯能力強、安全性好、成本低的特點，不僅能使系統與外部裝置之間高速傳輸大量的數據，從而滿足高精高速的加工需求，而且能簡化系統便于擴展。為了實現國產數控系統現場總線的標準化，“數控系統現場總線技術標準聯盟”制定了NCUC-Bus現場總線（Numerical Control Union of China-Bus中國數控聯盟總線），現場總線在數控領域的應用日趨廣泛，總線型數控系統成為目前中高檔數控系統的主流。
國內主流的廠商都推出了自主研發的總線式數控系統。例如，華中8型全數字總線數控系統基于NCUC工業現場總線技術；沈陽機床集團的飛陽數控系統是一款基于總線技術和Linux平臺之上；大連光洋數控最新研發的新一代模塊化全數字總線開放式高檔數控系統，采用通用PC+PCI-GLINK控制卡+總線式一體化電機的硬件結構；廣州數控推出的高檔數控系統則配備了GSK-Link工業以太網總線作為數據控制通信通道實時控制。
圖1 華中HNC-848數控系統
開放的PLC編程數控系統技術
數控系統的控制包括兩個方面:NC控制和PLC控制，除了對各軸的位置進行連續控制外，機床輔助設備需要PLC控制。PLC控制是在數控機床運行過程中，根據CNC內部標志以及機床的各控制開關、檢測元件、運行部件的狀態，按照程序設定的控制邏輯對諸如刀庫運動、換刀機構、冷卻液等的運行進行控制。隨著國產數控系統的性能不斷的強大，對于PLC控制逐步開放，用戶可以根據加工需求對PLC進行編輯，從而達到更高的加工效果。
多通道多軸聯動數控系統技術
多軸聯動是定義一款系統是否為高端數控系統的標尺之一，同時控制的軸數越多數控系統的性能多強大，其加工的可以更加復雜，國產數控系統在在經濟普及型領域逐步占據市場主導，在多軸聯動方面已經取得很多成就。多通道技術是高檔數控系統的重要功能，一個通道是一個完整的數控系統的控制功能，多通道則體現數控系統的功能更加強大，能夠對一個零件的多個工序在同一臺數控機床上加工，將加工工藝并聯化，大大提高加工的精度和效率。多軸多通道是將數控系統中多個插補軸或定位軸分別分配在多個不同的通道在每個通道內執行不同的數控加工程序和進行不同方式的數控機床操作。例如華中數控8型系列，大連光洋GNC60/61/62系列等都支持多軸多通道，雖然與國外多軸多通道數控系統在精度、可靠性、加工效率等性能方面有一定的差距，但是隨著更多品牌國產系統研究多軸多通道聯動數控系統，將會延續經濟普及型數控系統的成績。
圖2大連光洋GNC60/61/62系列數控系統
復合加工數控系統技術
隨著加工零件越來越復雜，加工工藝和工序愈加繁多，復合加工逐漸成為復雜零件、高精密零件和難加工零件提供了先進的解決方案，復合加工集多種工藝于一天，工件一次裝夾后可以完成大部分的加工，不僅減少裝夾的時間，更是加強了加工精度和效率，目前復合加工的集中程度不高，主要以車銑復合、車－磨復合、車削－激光加工中心等，多軸聯動、典型復雜零件加工，更多加工工藝的復合，將會是復合加工研究方向。
智能化數控系統技術
數控系統由自動化向智能化發展是必然趨勢，智能化數控系統能智能感知加工條件和環境，并自行判斷和決策以適應外界變化，進而適應柔性和高效生產的要求。智能化數控系統主要體現：操作智能化、加工智能化、維護智能化、管理智能化。國內高端數控系統開始智能化的研發，采用了開放的體系結構的飛陽數控系統體現了數控技術和信息技術的發展，其實現智能化的技術路線和途徑更加寬廣，同時也為客戶進行二次開發提供了良好的手段。
圖3 飛陽數控系統
高可靠性數控系統技術
數控機床的可靠性核心在于數控系統的可靠性，幾年前，國產數控系統的可靠性一直不理想，在加工過程中遇到意外情況概率較高，加工的精度得不到保證，電磁兼容性沒有得到很好的解決。數控機床的功能逐漸增多，對于數控系統的可靠性要求也增加。隨著數控系統硬軟件的技術提升，如在CPU芯片，檢測軟件等方面性能加強，國產數控系統的可靠性得到很大的提高，無故障加工時間更是超過1萬小時。
國產數控系統技術經過多年發展形成了“南北中西東”的布局。“東”有上海開通數控有限責任公司、南京華興數控設備有限責任公司、南京新方達數控有限公司、江蘇仁和新技術產業有限公司等；“南”有廣州數控設備有限公司、深圳珊星電腦有限公司；“西”有成都廣泰實業有限公司、綿陽圣維數控有限責任公司；“北”有北京凱恩帝、沈陽高精、大連光洋、北京航天機床數控系統有限公司、大連大森數控技術有限公司、北京凱奇數控成套有限公司。“中”有武漢華中數控股份有限公司。
數控系統技術相關知識http://www.ecnc.org.cn/technology/nc/
京公網安備 11010502049343號