數(shù)控技術(shù)：衡量國家工業(yè)現(xiàn)代化重要標(biāo)志

數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床，是國民經(jīng)濟(jì)制造業(yè)重要基礎(chǔ)裝備和基礎(chǔ)設(shè)施。它是機(jī)械、電子、汽車、石油和建筑等支柱產(chǎn)業(yè)和能源、交通、原材料、通信等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化重要手段，是發(fā)展航空、航天和現(xiàn)代化軍事工業(yè)重要裝備，也是發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)（AMT）關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。在國內(nèi)和國際貿(mào)易中，是高附加值和高利潤重要高新技術(shù)產(chǎn)品。因此，它是關(guān)系到國家綜合國力和國家戰(zhàn)略地位基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其水平和擁有量是衡量國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。

SS-8510高檔數(shù)控系統(tǒng)及測(cè)試設(shè)備

成果介紹及技術(shù)指標(biāo)：

該項(xiàng)目為國家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，具有國家先進(jìn)水平。該系統(tǒng)采用國際九十年代流行的人機(jī)界面技術(shù)軟鍵菜單驅(qū)動(dòng)、會(huì)話式軟件生成（含人機(jī)智能技術(shù)）、中/英文顯示和提示等，具有形象、易懂、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，是一臺(tái)模塊化、實(shí)時(shí)多任務(wù)、多CPU結(jié)構(gòu)、技術(shù)先進(jìn)的多功能高檔數(shù)控系統(tǒng)。軟硬件配置靈活，組裝方便，可以根據(jù)不同用戶要求自動(dòng)進(jìn)行軟件的模塊配置。該系統(tǒng)具有多過程（多至5個(gè)）多軸控制（多至17軸/過程）、多軸聯(lián)動(dòng)（多至8軸/過程）多CPU（多至4個(gè)）多種加工工業(yè)軟件（MC、TC、M、T、G等）、高速、高精度、多種變成語言、多種CNC標(biāo)準(zhǔn)接口（編程器反饋、旋變、A/D+D/A、I/O等多功能內(nèi)裝PMC、搶通信能力等高檔CNC功能。

該系統(tǒng)應(yīng)用于加工中心、車削中心、高級(jí)銑、車、磨床，F(xiàn)MC/FMS和CIM的基本單元和特種機(jī)床控制。

應(yīng)用范圍：機(jī)械制造行業(yè)

高性能雙軸復(fù)合機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)

成果介紹及技術(shù)指標(biāo)：當(dāng)前數(shù)控技術(shù)正在朝著開放式、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和復(fù)合化的方向發(fā)展，國際上領(lǐng)先的數(shù)控系統(tǒng)廠商均已推出了相關(guān)產(chǎn)品。充分認(rèn)識(shí)到發(fā)展開放式網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控技術(shù)的緊迫性，開發(fā)具有我國自主版本的開放式和網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)并進(jìn)行示范應(yīng)用，對(duì)于推動(dòng)我國新一代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展，提高國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的綜合能力、為實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)?；a(chǎn)奠定基礎(chǔ)等方面均具有十分重要的意義。

在關(guān)于開放式和網(wǎng)絡(luò)化的控制器研究中，我們要清晰地把握兩條技術(shù)路線：設(shè)計(jì)上要構(gòu)建與軟硬件平臺(tái)無關(guān)、高度模塊化控制器體系結(jié)構(gòu)模型；實(shí)現(xiàn)上要應(yīng)用組件化（componentization）的軟件工程技術(shù)，建立控制器的實(shí)現(xiàn)模型。兩條技術(shù)路線相互支持，最終在特定的驗(yàn)證平臺(tái)上驗(yàn)證系統(tǒng)，并通過后續(xù)控制算法的逐步積累，實(shí)現(xiàn)可產(chǎn)業(yè)化的、擁有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)。

總體技術(shù)思路：研發(fā)一代、生產(chǎn)一代、儲(chǔ)備一代，適應(yīng)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)及來自企業(yè)的需求，占領(lǐng)技術(shù)的制高點(diǎn)，始終保持產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)先進(jìn)性。

總體技術(shù)方案：以建立的開放式控制器體系結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)的數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)為支撐，通過應(yīng)用生成器技術(shù)快速生成系列化的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，最終面向市場(chǎng)的不同需求進(jìn)行廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化。遵循原型開發(fā)、原型測(cè)試、分塊實(shí)施、分步集成、逐步過渡的原則，保證系統(tǒng)的平滑過渡，定期聘請(qǐng)國內(nèi)數(shù)控專家，分階段項(xiàng)目評(píng)審，層層把關(guān)，確保項(xiàng)目能夠如期保質(zhì)保量地完成。

高檔數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控加工中心開發(fā)

成果介紹及技術(shù)指標(biāo)：

該成果包括：(1)開放式數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)的系列化研究。由于國內(nèi)高中檔數(shù)控機(jī)床絕大部分依賴進(jìn)口控制器，其中95%來自國外，這一現(xiàn)狀限制了國內(nèi)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。本開發(fā)團(tuán)隊(duì)數(shù)控系統(tǒng)的工作雖取得成效，但是產(chǎn)品的系列化程度遠(yuǎn)未滿足市場(chǎng)需求，因此，我們將其列為首要的研究?jī)?nèi)容。

(2)開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)的系列化研究。軟件平臺(tái)的研究最重要的就是保證控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的平臺(tái)無關(guān)性，并且要滿足網(wǎng)絡(luò)化、智能化要求。

(3）高度開放式控制器體系結(jié)構(gòu)研究。追蹤和研究美國開放式模塊化結(jié)構(gòu)控制器(OMAC)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)參考美、日、歐的流行標(biāo)準(zhǔn)，如SOSAS和OSACA等，提出我國的開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并用面向?qū)ο螅∣O）的理論、方法及特定領(lǐng)域的軟件體系結(jié)構(gòu)（DSSA）開發(fā)方法建立其軟件參考模型。

(4)加工過程的智能控制理論與方法。采用先進(jìn)的實(shí)時(shí)自適應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制技術(shù)（A3ART），實(shí)時(shí)地控制機(jī)床的進(jìn)給速度與主軸速度，在最佳狀態(tài)滿足高速與高精度要求，防止進(jìn)給率變化引起的機(jī)械振動(dòng)，發(fā)揮機(jī)床的最大生產(chǎn)率。采用模糊控制、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等人工智能技術(shù)（AI）技術(shù)，在人機(jī)界面、加工過程、診斷過程等方面提高CNC系統(tǒng)的智能化程度，提高生產(chǎn)率。例如，自動(dòng)生成最佳的CNC系統(tǒng)配置、工藝參數(shù)配置與PLC配置的關(guān)鍵參數(shù)；實(shí)時(shí)補(bǔ)償加工過程，因機(jī)床運(yùn)動(dòng)、周圍環(huán)境條件和各類其它因素變化引起的誤差；減少機(jī)床空轉(zhuǎn)，發(fā)揮最大生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本；增加自學(xué)習(xí)功能等。該成果在多家企業(yè)應(yīng)用。

應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。

高速高精鏜銑加工中心用數(shù)控系統(tǒng)及設(shè)備開發(fā)

成果介紹及技術(shù)指標(biāo)

1.開放式控制器體系結(jié)構(gòu)研究

追蹤和研究美國開放式模塊化結(jié)構(gòu)控制器(OMAC)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)參考美、日、歐的流行標(biāo)準(zhǔn)（如SOSAS和OSACA等）以及我國正在制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并用面向?qū)ο螅∣O）的理論、方法及特定領(lǐng)域的軟件體系結(jié)構(gòu)（DSSA）開發(fā)方法建立其軟件參考模型。

2.開放式數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)的研究開發(fā)

●工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)研究

●工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模板開發(fā)與配置：標(biāo)準(zhǔn)工控 CPU模板，SOC技術(shù)及基于SOC的控制模板，數(shù)控接口設(shè)備板等。

●數(shù)控軟件系統(tǒng)的模塊化、組件化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法

●應(yīng)用程序接口（API）及人機(jī)界面生成軟件等

典型加工工藝應(yīng)用軟件：如M（銑），T（車）加工工藝軟件，鏜銑（加工中心）工藝軟件，TC（車削中心）工藝軟件等。

3.嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的研究開發(fā)?；谇度胧綄?shí)時(shí)操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境來開發(fā)嵌入式的工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前數(shù)控和其他工控系統(tǒng)的主流開發(fā)模式。

4.構(gòu)建高速高精度運(yùn)動(dòng)控制算法庫。核心算法構(gòu)件化，實(shí)現(xiàn)算法軟件的組件化，通過構(gòu)件庫的建立，減少傳統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)中的重復(fù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，探索一種新型控制器軟件的生產(chǎn)模式。

5.加工過程的智能控制理論與方法。把先進(jìn)的自適應(yīng)控制技術(shù)和專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)應(yīng)用于CNC系統(tǒng)參數(shù)的自動(dòng)配置、診斷過程等方面，實(shí)時(shí)補(bǔ)償加工過程，減少誤差，提高CNC系統(tǒng)的智能化程度。

6.產(chǎn)品可靠性及控制系統(tǒng)電磁兼容理論、方法與檢測(cè)技術(shù)采用緊湊結(jié)構(gòu)數(shù)控硬件系統(tǒng)，嵌入式和FPGA的壓縮設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。按IEC1000系列標(biāo)準(zhǔn)，研究并建立控制系統(tǒng)檢測(cè)方法和技術(shù)指標(biāo)。