数控技术：衡量国家工业现代化重要标志 数控技术工资一般多少

　　（接上期） 　　高档数控系统改造企业进口设备 　　 　　成果介绍：该项目是针对我国国有大中型企业现状和中科院沈阳计算所高档数控技术的特点，进行的一项企业改造的系统工程。该项目投入少，产出大，符合我国国情，对促进传统产业的技术改造，加速企业的技术进步，提高生产力具有积极的意义。该项目在执行过程中，不但完成了鞍山高压容器厂的用于生产高压气瓶进口生产线的技术改造，而且完成了沈阳黎明航空发动机集团公司从日本东芝公司引进的BMC-10B(5)五坐标加工中心数控系统的改造、鞍山钢铁集团公司无缝钢管厂的进口车丝生产线的改造。
　　
　　该项目控制技术，采用全新的先进的控制系统和方法，即用高档数控系统控制全液压式传动系统，其技术难度在于把传统的液压传动系统用数控系统来控制，并保证其稳定性和精度。这是一新的课题，经过努力探索出一套参数匹配与修调的规律，满足了高精度钢瓶生产的需求。这是本项目的关键技术所在。沈阳黎明航空发动机集团公司的BMC－10B(5)日本东芝五坐标加工中心数控系统更新改造，是在蓝天数控系统的基础上，针对机床工艺特点进行技术创新，解决大行程反馈控制、二轴的同步轴控制等关键技术，改造后的机床精度明显提高。该项目为黎明公司盘活企业资产，取得了明显的经济效益。因为改造的加工中心是二手设备，一台50万美元，改造费40多万元人民币，只相当数控机床现价的10％，投入生产飞机发动机的关键部件加工，每件部件就价值几十万元人民币。
　　
　　NC数控系统
　　
　　成果介绍：：我国制造业正面临着“挡不住，出不去”的十分严峻的形势。国外企业正在瞄准中国这个巨大市场，大量高质量、高附加值的产品严重冲击着中国市场，我国制造业正承受着国际市场竞争的巨大压力。数控系统和机床，作为国民经济制造业的重要基础装备和基础设施，在国内和国际贸易中，是个高附加值和高利润的重要高新技术产品，它是关系到国家综合国力和国家战略地位的基础产业。沈阳计算所等单位，在多年研发的基础上，在数控系统、伺服/主轴系统等方面，已具有一定的产业化规模，并出口俄罗斯，通过进一步的攻关，使国产数控系统占领国内的主要份额，并使传统的机床行业发展成高新技术的数控机床产业。
　　该项目是利用各自的优势进行技术合作，合作开发面向俄罗斯市场的数控产品和用于中国市场尤其是数控化改造的系列数控产品，开发NC100―6轴高档数控系统、NC110―16轴高档数控系统和NC200―4＋1轴中高档数控系统及SFC数控滑台。采用新一代开放式体系结构。
　　硬件平台建立在486IPC工业标准上，采用总线转换技术，实现系统主要模板、接口的标准化；软件平台建立在实时多任务操作系统上，集成PC技术、NC成熟技术以及用户扩展功能。
　　近年来，俄罗斯的经济开始复苏，机械行业对数控系统的需求逐年增加。世界各国的知名数控生产厂商都纷纷瞄向俄罗斯市场，计算所NC系列数控系统由于具有较好的性能价格比，在俄罗斯市场备受欢迎。同时，在国内市场，尤其是在机床数控化改造方面，NC系列数控系统已大显身手，国内需求量急剧增加。
　　应用范围：广泛应用于制造业。
　　
　　蓝天系列高档数控系统
　　
　　成果介绍：：该系统可与有关机床生产企业的高级机床配套成高档数控机床，也可直接装备有关机械加工制造业最终用户的加工中心、车削中心、数控车/铣/磨床、FMC、FMS和CIM及激光加工等，以进行高精尖产品加工，还可用于国有大中型企业的国产或进口生产设备控制装置的技术改造。
　　合作方式：可提供产品和技术，可进行技术支持与服务。
　　产品性能：蓝天系列高档数控系统，主要包括LT-7500、LT-8500、LT-9500和LT-3200四个系列十几个型号，其中LT-8500和LT-3200系列是在国家“八五”重点科技攻关和中科院重大项目中取得的重大科技成果。该系统是数控机床的控制系统，是高精度、高效率、高柔性的控制器，可自动实时地控制各种高级机床进行各类复杂零件的加工。该系统解决了先进的缩小化系统设计、软件自主版权和高可靠性等长期困扰我国数控机床的关键技术，不但使我国的高档数控技术从无到有，而且达到国际先进水平。系统的兼容性指标符合国家有关部门验收条例的要求，并且达到国际IEC1000-4标准。
　　该系统可根据需要自动生成，多过程（≤5）、多轴控制（≤17）、多轴联动（≤8）、多种工艺（T、M、G）、多CPU（主、轴、网络）配置，PMC和网络软件。具有多种先进的插补算法、丰富的编程手段和很强的网络功能。
　　以LT-8520/8530高档数控系统为例，其主要性能和技术指标是：1.多CPU功能分布。可多至4个（系统总线主设备），一个SYS CPU，3个 NC CPU，80286/80287芯片；2.多过程。可多至5个同时性独立加工过程，过程间可同步；3.多轴控制：按目前13槽机箱，每一过程可控制多至15个轴（8个坐标轴、6个点到点轴、1个主轴）；4.多轴联动：每一过程可多至8个联动轴（8个坐标轴）；5.最大编程尺寸：±99999.9999mm；6.最小编程分辨率：±0.0001mm；7.最大编程快速进给率：100m/min；8.最大切削进给率：48/min（当1μm时），4.8/min(当0.1μm时）。
　　
　　进口机床的数控化技术改造
　　
　　成果介绍：：针对引进的大型进口立式车床多年使用情况和机床本身的机械、电气、液压特点，实现数控化更新改造，用先进的CNC控制技术提高机床的质量和档次，用CNC集成编程技术开发ATC等软件提高机床的自动化程度，针对机床不同的工艺特点进行技术创新。
　　国内数控机床数控化市场潜力很大。机床数控化改造，能够达到少投资，见效快的目的，是一项新兴起的行业，具有极大的市场前景。
　　合作方式：提供产品与技术服务。
　　产品性能：主要包括：基于原机床X、Z轴机械部分采用齿轮齿条传动，采用感应同步尺作为全闭环位置反馈元件，接口方式选用鉴相式动尺激励定尺反馈，脉冲当量0•25μm；手动操作和数控操作相互独立、可以任选一种方式，即手动操作可以不依赖于数控系统；开发机床刀库运动及换刀等辅助动作的软件逻辑程序，实施一次装卡多次换刀切削。改造后机床的整体技术性能改进很大，达到同类进口新机床水平。
　　主要技术指标：控制系统蓝天7501数控系统；CNC控制X、Z轴，控制精度0.1μm，脉冲当量0.25μm ；X轴定位精度：在全行程2100ｍｍ为0.01ｍｍ，Z轴全行程为0•01ｍｍ；12位刀库的随机交换，重复换刀精度小于0.01ｍｍ；GTL 、G代码、参数编程。
　　
　　SFC系列数控滑台
　　
　　成果介绍：SFC系列数控滑台，通过省部级技术成果和新产品鉴定，获国家专利授权，被列入2001年度国家级重点新产品。被誉为是“填补了国内空白，处于国内领先水平”的高新技术产品。
　　
　　可广泛应用于各种普通机床、钻床、六角车床和管子车床的数控化改造。普通机床安装数控滑台后，可加工圆锥表面、圆弧曲线表面、高精度锥螺纹等各种形状复杂的零部件。
　　产品性能：SFC系列数控滑台，是根据国内大批普通机床设备数控化更新改造的需要而开发出的新产品。该产品是一种独立的机电一体化控制装置，是用于普通机床进行数控化改造的配套设备。该产品采用模块化设计，具有淬火的钢导轨和由滚珠丝杠传动的X轴、Z轴滑板等功能，精度高，刚性好，寿命长。安装、调试和使用简便。一台普通机床安装该装置后，既是手动的普通机床，又是简易的自动数控机床，不但实现了“一机两用”，而且性能高、成本低、无风险。是机床数控改造中的一种创新设计。
　　
　　SS-9501T经济型数控机床控制系统
　　
　　成果介绍:SS-9501T经济型数控机床控制系统，用于控制经济型数控机床。系统处理速度快、控制精度高，具有快速定位、两轴直线/圆弧插补，公英制单头、多头螺纹加工，机械原点、相对原点/坐标变换，绝对、增量或混合编程方式，手动、自动加工方式和空运行方式，刀具补偿、丝杠间隙补偿等功能；同时具有实时倍率修调、坐标位置保持、柔性齿轮比、标准RS-232通讯和系统I/O状态显示等功能。系统硬件上的信号传递全部实现硬连接，首次采用4个CPU，设计合理可靠性高，机械结构简单，可维护性好。软件采用模块化设计，流程清晰，便于增加或裁减系统功能，以满于不同的控制需要。系统的电磁兼容性指标符合国家有关部门验收条例的要求，并且达到国际IEC1000-4标准。该系统可与经济型数控机床配套，也可直接装备工业企业的经济型数控机床。
　　该系统性能价格比和工程化及商品化程度较高，控制功能完全可以满足经济型数控机床的实际需要，在国内市场具有竞争力。
　　
　　统及数控加工中心开发
　　
　　该成果包括：(1)开放式数控系统硬件平台的系列化研究。由于国内高中档数控机床绝大部分依赖进口控制器，其中95%来自国外，这一现状限制了国内高档数控系统的发展。本开发团队数控系统的工作虽取得成效，但是产品的系列化程度远未满足市场需求，因此，我们将其列为首要的研究内容。
　　(2)开放式数控系统软件平台的系列化研究。软件平台的研究最重要的就是保证控制系统体系结构的平台无关性，并且要满足网络化、智能化要求。
　　
　　(3）高度开放式控制器体系结构研究。追踪和研究美国开放式模块化结构控制器(OMAC)标准规范,同时参考美、日、欧的流行标准，如SOSAS和OSACA等，提出我国的开放式数控系统体系结构和标准规范，并用面向对象（OO）的理论、方法及特定领域的软件体系结构（DSSA）开发方法建立其软件参考模型。
　　(4)加工过程的智能控制理论与方法。采用先进的实时自适应自动调节控制技术（A3ART），实时地控制机床的进给速度与主轴速度，在最佳状态满足高速与高精度要求，防止进给率变化引起的机械振动，发挥机床的最大生产率。采用模糊控制、专家系统、神经网络、遗传算法等人工智能技术（AI）技术，在人机界面、加工过程、诊断过程等方面提高CNC系统的智能化程度，提高生产率。例如，自动生成最佳的CNC系统配置、工艺参数配置与PLC配置的关键参数；实时补偿加工过程，因机床运动、周围环境条件和各类其它因素变化引起的误差；减少机床空转，发挥最大生产效率，减少生产成本；增加自学习功能等。该成果在多家企业应用。
　　
　　高速高精镗铣加工中心用数控系统及设备开发
　　
　　1.开放式控制器体系结构研究
　　追踪和研究美国开放式模块化结构控制器(OMAC)标准规范,同时参考美、日、欧的流行标准（如SOSAS和OSACA等）以及我国正在制定的相关标准，提出开放式数控系统体系结构和标准规范，并用面向对象（OO）的理论、方法及特定领域的软件体系结构（DSSA）开发方法建立其软件参考模型。
　　2.开放式数控系统软硬件平台的研究开发
　　工业标准总线和现场总线技术研究
　　工业标准模板开发与配置：标准工控 CPU模板，SOC技术及基于SOC的控制模板，数控接口设备板等。
　　数控软件系统的模块化、组件化设计与实现方法
　　应用程序接口（API）及人机界面生成软件等
　　典型加工工艺应用软件：如M（铣），T（车）加工工艺软件，镗铣（加工中心）工艺软件，TC（车削中心）工艺软件等。
　　3.嵌入式实时控制系统开发环境的研究开发。基于嵌入式实时操作系统及开发环境来开发嵌入式的工业控制系统已经成为当前数控和其他工控系统的主流开发模式。
　　4.构建高速高精度运动控制算法库。核心算法构件化，实现算法软件的组件化，通过构件库的建立，减少传统控制器设计中的重复开发，实现软件复用，缩短新产品的开发周期，降低开发成本，探索一种新型控制器软件的生产模式。
　　5.加工过程的智能控制理论与方法。把先进的自适应控制技术和专家系统等人工智能技术应用于CNC系统参数的自动配置、诊断过程等方面，实时补偿加工过程，减少误差，提高CNC系统的智能化程度。
　　6.产品可靠性及控制系统电磁兼容理论、方法与检测技术采用紧凑结构数控硬件系统，嵌入式和FPGA的压缩设计和实现技术。按IEC1000系列标准，研究并建立控制系统检测方法和技术指标。