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　　【机床商务网栏目 国内新闻】作为数控装备的关键功能部件，数控系统承载着系统厂、主机厂、终用户的知识产权与技术成果。为满足用户的制造工艺，发挥装备的功能，数控系统的研制、开发与应用需要供需间的密切合作。特别是在制造技术与信息技术深度融合，行业向自动化、数字化、智能化转变的时代，工业互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的进步，已具备为生产现场提供新价值的条件。
 

　　在确保数控系统高速、高精、高效控制性能的前提下，将信息物理系统(CPS，Cyber Physical System)和数字孪生技术与数控系统融合，使用户的加工过程或主机厂的装备设计过程在更高水平上得到优化，已成为主流数控系统厂商关注的发展方向。数控系统对口的标准化组织ISOTC184/SC1已更名为IndustrialCyber and Physical Device Control，也从某种意义说明了数控系统内涵的延伸。对此，沈阳中科数控技术股份有限公司积极探索新型供需关系，建设面向智能制造的开放式数控技术平台，以支持企业间的密切合作。
 

　　1.建设面向智能制造开放式数控技术平台，支撑新型供需合作关系
 

　　开放式数控技术源于信息技术与制造技术的融合。开放式数控系统希望通过定义系统的内部接口与外部接口规范，解决系统的可扩展性、可移植性、可伸缩性、互操作性等问题，以达到系统厂、主机厂、终用户间技术的融合。
 

　　作为中科院沈阳计算所高档数控国家工程研究中心的产业化实体，中科数控通过实施并完成国家专项课题“开放式数控系统支撑技术创新平台”，建立了开放式数控系统计算平台、现场网络平台、控制与工艺平台，开展支持多种CPU(X86/“龙芯”/ARM)硬件平台、基于实时操作系统软件平台、现场总线与网络化、高速高精运动控制以及二次开发等关键技术，形成了以开放为特色的数控系统技术创新平台及覆盖高档型、标准型及专用型的“蓝天数控”系列化产品，支持了与主机厂与用户厂的配套与应用。
 

　　近年来，围绕数控技术数字化、智能化的发展趋势，公司开展了辽宁省数字化车间互联互通技术工程实验室的建设，通过解决工业互联网、大数据、数字孪生及网络化协同制造等关键技术，使数控系统成为制造车间的数字化平台，以实现加工过程的数字化感知、建模、控制与服务。
 

　　为满足用户对加工过程或装备设计过程的优化等新需求，公司通过承担专项课题“国产高档数控系统智能化技术研究开发及应用验证”，开展辽宁省智能化数控技术工程研究中心建设，通过解决加工过程监控、工艺与设备参数优化、智能故障预警与诊断、工件在位测量等，实现数控系统与智能制造关键要素的融合，以支撑公司与用户建立更加紧密的新型供需关系。
 

　　2. 基于开放式数控技术平台，与用户联合研发定制化产品
 

　　针对行业企业“专、精、特”的发展趋势，公司通过解决基于开放式数控系统的二次开发平台技术，开发了采用组件技术的工艺软件包及二次开发工具，在界面、工艺、运动控制等层面实现与主机厂及用户专有技术的融合，以支持与用户联合研发定制化产品。
 

　　（1）面向电加工机床的专用型数控系统
 

　　针对数控刀片模具加工难点，如硬质合金材料加工效率低、采用非平动加工和多电极加工、表面质量与面型精度要求高等问题，与主机厂密切合作，通过解决稳定高效的放电间隙控制、电源参数在线调整、定时和自适应抬刀控制、平面的自由及伺服平动、加工程序的手动与自动轨迹回退、工艺专家系统与自动编程、自动找正与电极防碰撞等功能，研制出面向电加工机床的专用型数控系统。产品在数控刀片模具和地矿合金模具领域实现了高速、高精与高质量加工，加工性能达到了同类机床较好水平。
 

　　（2）面向超快激光加工机床的专用数控系统
 

　　超快激光加工机床控制对象涉及多通道多轴联动、激光器功率监测与控制、复合光束扫描控制、光束指向监测与调整控制、光学扫描头切换伺服控制、终端监测控制、恒重叠率螺旋扫描控制、非圆形面扫描加工控制以及三维检测辅助定位控制等，是集光、机、电、检测于一体的专用数控设备，要求在系统的界面、工艺、运动控制等方面融入设备厂商、用户的功能与性能要求，需要系统厂、主机厂、用户间的紧密合作。
 

　　基于开放式数控技术平台，公司通过与激光设备厂商、航空制造领域的用户密切合作，开发出双通道11轴超快激光加工用专用数控系统。系统解决了多通道控制、RTCP、高速程序预处理、焦距测量、三维测量、光路切换、四光楔扫描以及功率检测等关键技术。系统的一个通道实现5轴联动，用于叶片工件姿态转换；一个通道实现 6 轴联动，用于激光设备光束指向调整和打孔检测。设备适用于金属、非金属等材料表面的微结构处理，如微腔、型腔、盲孔、通孔、异型孔异型槽及复杂形貌微结构的加工等，并在航空制造领域进行应用，解决了航空发动机叶片打孔加工的技术瓶颈。
 

　　3. 开展数字化车间应用示范，从产品导向向提供解决方案转变
 

　　数字化车间是实施智能制造的载体，也是支撑行业创造新产品、新需求、新业态的重要平台。发挥数控系统的数字化、智能化特征，使之成为支撑数字化车间或智能工厂整体优化的重要设备，是数控系统未来的重要发展方向。
 

　　基于“蓝天数控”的开放特性，公司通过解决异构多源设备互联互通、工业大数据的智能化处理、基于数字孪生的可视化管控平台，形成基于“蓝天数控”的数字化车间解决方案。
 

　　（1）异构多源设备互联互通平台
 

　　实现了数字化车间中多种异构多源设备的联网与实时数据采集监控，具体包括数控机床、柔性线、PLC控制单元、仓储物流系统(立体库、AGV等)、测量与检测系统、真空排屑系统、中央清洗系统、视频监控系统等设备的互联互通。
 

　　（2）工业大数据平台
 

　　基于实时采集数据，通过开展数据清洗、挖掘、分析等智能化处理，研制了数字化车间工业大数据平台，实现了车间设备使用效率与故障、任务、工时、能耗、人员信息等数据的处理，并提供基于专家知识库的决策功能。
 

　　（3）可视化管控平台
 

　　通过解决虚拟现实、实时互动3D引擎等关键技术，研制开发了基于数字孪生的3D可视化数字化车间管控平台。平台以3D动态数字标签形式，直观呈现车间各个设备和生产环节的实时信息，使设备的实时信息与生产对象、排产计划和生产任务形成关联，实现“物理空间”和“虚拟空间”实时互动，提升车间生产管控效率。
 

　　“蓝天数控”的数字化车间解决方案在航空航天等制造领域的应用示范，探索了一条从以产品导向向以提供解决方案转变的技术途径。
 

　　在建设面向智能制造的开放式数控创新平台的同时，公司积极参与标准的制定工作。作为标准工作组组长单位，与行业企业密切合作，主持制定了开放式数控系统系列化国家标准，希望以标准方式进一步规范企业间的合作。其中，GB/T 18759.3-2009《机械电气设备 开放式数控系统 第3部分：总线接口与通信协议》等6项标准获2020年度中国标准创新贡献一等奖。
 

　　针对行业进入新发展阶段所面临的新问题，未来公司将以利益为纽带，以技术与标准为支撑，构建企业间命运共同体，探索行业企业间新型供需合作关系。