【機床商務網欄目 國內新聞】作為數控裝備的關鍵功能部件，數控系統(tǒng)承載著系統(tǒng)廠、主機廠、終用戶的知識產權與技術成果。為滿足用戶的制造工藝，發(fā)揮裝備的功能，數控系統(tǒng)的研制、開發(fā)與應用需要供需間的密切合作。特別是在制造技術與信息技術深度融合，行業(yè)向自動化、數字化、智能化轉變的時代，工業(yè)互聯(lián)網、大數據、人工智能等新一代信息技術的進步，已具備為生產現(xiàn)場提供新價值的條件。
 

　　在確保數控系統(tǒng)高速、高精、高效控制性能的前提下，將信息物理系統(tǒng)(CPS，Cyber Physical System)和數字孿生技術與數控系統(tǒng)融合，使用戶的加工過程或主機廠的裝備設計過程在更高水平上得到優(yōu)化，已成為主流數控系統(tǒng)廠商關注的發(fā)展方向。數控系統(tǒng)對口的標準化組織ISOTC184/SC1已更名為IndustrialCyber and Physical Device Control，也從某種意義說明了數控系統(tǒng)內涵的延伸。對此，沈陽中科數控技術股份有限公司積極探索新型供需關系，建設面向智能制造的開放式數控技術平臺，以支持企業(yè)間的密切合作。
 

　　1.建設面向智能制造開放式數控技術平臺，支撐新型供需合作關系
 

　　開放式數控技術源于信息技術與制造技術的融合。開放式數控系統(tǒng)希望通過定義系統(tǒng)的內部接口與外部接口規(guī)范，解決系統(tǒng)的可擴展性、可移植性、可伸縮性、互操作性等問題，以達到系統(tǒng)廠、主機廠、終用戶間技術的融合。
 

　　作為中科院沈陽計算所高檔數控國家工程研究中心的產業(yè)化實體，中科數控通過實施并完成國家專項課題“開放式數控系統(tǒng)支撐技術創(chuàng)新平臺”，建立了開放式數控系統(tǒng)計算平臺、現(xiàn)場網絡平臺、控制與工藝平臺，開展支持多種CPU(X86/“龍芯”/ARM)硬件平臺、基于實時操作系統(tǒng)軟件平臺、現(xiàn)場總線與網絡化、高速高精運動控制以及二次開發(fā)等關鍵技術，形成了以開放為特色的數控系統(tǒng)技術創(chuàng)新平臺及覆蓋高檔型、標準型及專用型的“藍天數控”系列化產品，支持了與主機廠與用戶廠的配套與應用。
 

　　近年來，圍繞數控技術數字化、智能化的發(fā)展趨勢，公司開展了遼寧省數字化車間互聯(lián)互通技術工程實驗室的建設，通過解決工業(yè)互聯(lián)網、大數據、數字孿生及網絡化協(xié)同制造等關鍵技術，使數控系統(tǒng)成為制造車間的數字化平臺，以實現(xiàn)加工過程的數字化感知、建模、控制與服務。
 

　　為滿足用戶對加工過程或裝備設計過程的優(yōu)化等新需求，公司通過承擔專項課題“國產高檔數控系統(tǒng)智能化技術研究開發(fā)及應用驗證”，開展遼寧省智能化數控技術工程研究中心建設，通過解決加工過程監(jiān)控、工藝與設備參數優(yōu)化、智能故障預警與診斷、工件在位測量等，實現(xiàn)數控系統(tǒng)與智能制造關鍵要素的融合，以支撐公司與用戶建立更加緊密的新型供需關系。
 

　　2. 基于開放式數控技術平臺，與用戶聯(lián)合研發(fā)定制化產品
 

　　針對行業(yè)企業(yè)“專、精、特”的發(fā)展趨勢，公司通過解決基于開放式數控系統(tǒng)的二次開發(fā)平臺技術，開發(fā)了采用組件技術的工藝軟件包及二次開發(fā)工具，在界面、工藝、運動控制等層面實現(xiàn)與主機廠及用戶專有技術的融合，以支持與用戶聯(lián)合研發(fā)定制化產品。
 

　　（1）面向電加工機床的專用型數控系統(tǒng)
 

　　針對數控刀片模具加工難點，如硬質合金材料加工效率低、采用非平動加工和多電極加工、表面質量與面型精度要求高等問題，與主機廠密切合作，通過解決穩(wěn)定高效的放電間隙控制、電源參數在線調整、定時和自適應抬刀控制、平面的自由及伺服平動、加工程序的手動與自動軌跡回退、工藝專家系統(tǒng)與自動編程、自動找正與電極防碰撞等功能，研制出面向電加工機床的專用型數控系統(tǒng)。產品在數控刀片模具和地礦合金模具領域實現(xiàn)了高速、高精與高質量加工，加工性能達到了同類機床較好水平。
 

　　（2）面向超快激光加工機床的專用數控系統(tǒng)
 

　　超快激光加工機床控制對象涉及多通道多軸聯(lián)動、激光器功率監(jiān)測與控制、復合光束掃描控制、光束指向監(jiān)測與調整控制、光學掃描頭切換伺服控制、終端監(jiān)測控制、恒重疊率螺旋掃描控制、非圓形面掃描加工控制以及三維檢測輔助定位控制等，是集光、機、電、檢測于一體的專用數控設備，要求在系統(tǒng)的界面、工藝、運動控制等方面融入設備廠商、用戶的功能與性能要求，需要系統(tǒng)廠、主機廠、用戶間的緊密合作。
 

　　基于開放式數控技術平臺，公司通過與激光設備廠商、航空制造領域的用戶密切合作，開發(fā)出雙通道11軸超快激光加工用專用數控系統(tǒng)。系統(tǒng)解決了多通道控制、RTCP、高速程序預處理、焦距測量、三維測量、光路切換、四光楔掃描以及功率檢測等關鍵技術。系統(tǒng)的一個通道實現(xiàn)5軸聯(lián)動，用于葉片工件姿態(tài)轉換；一個通道實現(xiàn) 6 軸聯(lián)動，用于激光設備光束指向調整和打孔檢測。設備適用于金屬、非金屬等材料表面的微結構處理，如微腔、型腔、盲孔、通孔、異型孔異型槽及復雜形貌微結構的加工等，并在航空制造領域進行應用，解決了航空發(fā)動機葉片打孔加工的技術瓶頸。
 

　　3. 開展數字化車間應用示范，從產品導向向提供解決方案轉變
 

　　數字化車間是實施智能制造的載體，也是支撐行業(yè)創(chuàng)造新產品、新需求、新業(yè)態(tài)的重要平臺。發(fā)揮數控系統(tǒng)的數字化、智能化特征，使之成為支撐數字化車間或智能工廠整體優(yōu)化的重要設備，是數控系統(tǒng)未來的重要發(fā)展方向。
 

　　基于“藍天數控”的開放特性，公司通過解決異構多源設備互聯(lián)互通、工業(yè)大數據的智能化處理、基于數字孿生的可視化管控平臺，形成基于“藍天數控”的數字化車間解決方案。
 

　　（1）異構多源設備互聯(lián)互通平臺
 

　　實現(xiàn)了數字化車間中多種異構多源設備的聯(lián)網與實時數據采集監(jiān)控，具體包括數控機床、柔性線、PLC控制單元、倉儲物流系統(tǒng)(立體庫、AGV等)、測量與檢測系統(tǒng)、真空排屑系統(tǒng)、中央清洗系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等設備的互聯(lián)互通。
 

　　（2）工業(yè)大數據平臺
 

　　基于實時采集數據，通過開展數據清洗、挖掘、分析等智能化處理，研制了數字化車間工業(yè)大數據平臺，實現(xiàn)了車間設備使用效率與故障、任務、工時、能耗、人員信息等數據的處理，并提供基于專家知識庫的決策功能。
 

　　（3）可視化管控平臺
 

　　通過解決虛擬現(xiàn)實、實時互動3D引擎等關鍵技術，研制開發(fā)了基于數字孿生的3D可視化數字化車間管控平臺。平臺以3D動態(tài)數字標簽形式，直觀呈現(xiàn)車間各個設備和生產環(huán)節(jié)的實時信息，使設備的實時信息與生產對象、排產計劃和生產任務形成關聯(lián)，實現(xiàn)“物理空間”和“虛擬空間”實時互動，提升車間生產管控效率。
 

　　“藍天數控”的數字化車間解決方案在航空航天等制造領域的應用示范，探索了一條從以產品導向向以提供解決方案轉變的技術途徑。
 

　　在建設面向智能制造的開放式數控創(chuàng)新平臺的同時，公司積極參與標準的制定工作。作為標準工作組組長單位，與行業(yè)企業(yè)密切合作，主持制定了開放式數控系統(tǒng)系列化國家標準，希望以標準方式進一步規(guī)范企業(yè)間的合作。其中，GB/T 18759.3-2009《機械電氣設備 開放式數控系統(tǒng) 第3部分：總線接口與通信協(xié)議》等6項標準獲2020年度中國標準創(chuàng)新貢獻一等獎。
 

　　針對行業(yè)進入新發(fā)展階段所面臨的新問題，未來公司將以利益為紐帶，以技術與標準為支撐，構建企業(yè)間命運共同體，探索行業(yè)企業(yè)間新型供需合作關系。