普及型中檔數控系統是我國機床市場(chǎng)需求的主體，也是數控機床產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化的基礎。當前，國產(chǎn)數控系統產(chǎn)業(yè)面臨著(zhù)十分嚴峻的形勢，國內80%以上中高檔數控系統和數控機床依賴(lài)進(jìn)口，數控系統產(chǎn)業(yè)發(fā)展的嚴重滯后，已經(jīng)成為制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。
　  由武漢華中數控股份有限公司、北京機電院高技術(shù)股份有限公司承擔的科技部863課題《國產(chǎn)數控系統的開(kāi)發(fā)及其在中檔加工中心上的應用》，通過(guò)對三軸及三軸以上加工中心關(guān)鍵技術(shù)的研究、中試和與國產(chǎn)中檔加工中心的批量配套，使國產(chǎn)數控系統的功能、性能和可靠性達到了國際同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平，為國產(chǎn)中檔數控加工中心的規?；a(chǎn)奠定了基礎。
　　一、創(chuàng )新的技術(shù)路線(xiàn)與研究成果
　　《國產(chǎn)數控系統的開(kāi)發(fā)及其在中檔加工中心上的應用》課題，瞄準國外數控系統和加工中心的先進(jìn)水平，采用創(chuàng )新的技術(shù)路線(xiàn)：第一，以軟代硬、簡(jiǎn)化硬件，保障產(chǎn)品的品質(zhì)；第二，建立開(kāi)放式平臺、適應用戶(hù)個(gè)性化要求；第三，技術(shù)成套，降低成本，提高競爭力；第四，堅持將階段研究成果迅速工程化，開(kāi)發(fā)出適應于市場(chǎng)發(fā)展的數控系統新產(chǎn)品。在數控系統關(guān)鍵部件與加工中心主機一體化設計、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)工藝體系方面，取得了六個(gè)方面的重大突破。
　　高品質(zhì)、高性能、高集成的世紀星HNC-21/22數控系統
　　華中世紀星HNC-21/22系列數控系統采用先進(jìn)的開(kāi)放式體系結構，內置高性能32位嵌入式工業(yè)PC，數控單元集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、PLC接口、網(wǎng)絡(luò )通訊接口于一體，具有高性能、配置靈活、結構緊湊、可靠性高的特點(diǎn)?？煽刂?/span>6個(gè)進(jìn)給軸，最大聯(lián)動(dòng)軸數為6軸，可與數控車(chē)、車(chē)削中心、數控銑、加工中心、數控專(zhuān)機、車(chē)銑復合機床等機床配套。
　　HSV-16D全數字交流伺服驅動(dòng)單元
　　HSV-16D全數字交流伺服驅動(dòng)單元將電源模塊和驅動(dòng)模塊集成為一體，采用最新運動(dòng)控制專(zhuān)用數字信號處理器(DSP)、大規?，F場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)和智能化功率模塊(IPM)等當今最新技術(shù)設計，具有結構小巧、造型美觀(guān)、使用方便、可靠性高等特點(diǎn)。
　　HSV-20S全數字交流伺服主軸驅動(dòng)單元
　　HSV-20S全數字交流伺服主軸驅動(dòng)單元采用AC380V電源直接輸入，省去了常用的伺服變壓器，具有結構緊湊、控制靈活、使用方便、可靠性高的特點(diǎn)。HSV-20S全數字交流伺服主軸驅動(dòng)單元還具有較高的加減速響應性能和較寬的功率選擇范圍，可根據需求形成高可靠、高性能的交流主軸驅動(dòng)系統。
　　GK6交流永磁同步伺服電機
　　GK6交流永磁同步伺服電機采用高性能稀土永磁材料形成氣隙磁場(chǎng)，由脈寬調制變頻器控制運行，具有良好的力矩特性和寬廣的調速范圍。GK6系列電機采用自冷式，防護等級為IP64-IP67，GK6系列電機具有較寬的電網(wǎng)波動(dòng)適應性，可廣泛應用于數控機床的運動(dòng)控制領(lǐng)域。
　　GK7系列交流伺服主軸電機
　　GK7系列交流伺服主軸電機采用F級特殊絕緣結構及整機加工和高精度動(dòng)平衡工藝，可與國內外各類(lèi)高、中、低檔交流伺服主軸驅動(dòng)模塊配套，進(jìn)行閉環(huán)控制運行，可獲得較高的運行特性。
　　加工中心與數控系統的優(yōu)化配套技術(shù)
　　在加工中心與數控系統配套技術(shù)方面，采用了先進(jìn)的圓弧插補的過(guò)象限反向尖峰補償技術(shù)，可進(jìn)行數控系統的動(dòng)態(tài)特性測試、伺服驅動(dòng)系統的動(dòng)態(tài)特性測試，具有藍圖編程功能、故障診斷功能、后臺編輯功能和加工中心的PLC程序的模塊化。
　　二、先進(jìn)的生產(chǎn)質(zhì)量保障體系
　　利用先進(jìn)的技術(shù)提高產(chǎn)品的性能質(zhì)量，是推廣應用國產(chǎn)數控系統的關(guān)鍵。課題承擔單位武漢華中數控股份有限公司是國內數控系統生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，擁有現代化的生產(chǎn)基地，先進(jìn)的數控系統、伺服驅動(dòng)裝置生產(chǎn)線(xiàn)和數控電柜裝配車(chē)間，具備建立了年產(chǎn)各類(lèi)數控系統5000臺套的生產(chǎn)能力。為解決數控系統功能、性能穩定性的關(guān)鍵技術(shù)，本課題組重點(diǎn)做了如下工作：
　　第一、建立先進(jìn)的生產(chǎn)質(zhì)量保障體系
　　建立了達到國家標準規定檢測能力的質(zhì)量檢測中心，配置了先進(jìn)的電磁兼容性和可靠性檢測儀器設備150多臺，如快速瞬變脈沖群發(fā)生器、雷擊浪涌脈沖發(fā)生器、靜電放電檢測儀、振動(dòng)試驗臺、沖擊試驗臺、高溫運行實(shí)驗室和高低溫環(huán)境實(shí)驗室等。通過(guò)這些有效的檢測儀器和檢測手段，對產(chǎn)品的結構、工藝等方面進(jìn)行了改進(jìn)，并在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中強化質(zhì)量控制，建立了ISO9001質(zhì)量保證體系，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　第二、開(kāi)展了數控系統的可靠性設計。
　　數控裝置的設計采用標準化、模塊化、規范化的設計方案，設計盡量采用標準的和互換性好的元器件和零部件，充分考慮工藝性、操作性、測試、包裝、貯存、運輸和維修等各種環(huán)境對數控裝置的影響；嚴格元、器件的篩選工藝和裝配工藝，元、器件全部使用工業(yè)級接插件，把好電路板焊接等環(huán)節的質(zhì)量關(guān)。
　　數控系統軟開(kāi)發(fā)采用專(zhuān)用的工具進(jìn)行項目管理，做到設計、修改可重現、可記錄、可追溯;制定軟件版本管理方法、安裝工藝和檢查工藝，杜絕軟件使用的隨意性和不可控制性；對軟件產(chǎn)品把好設計、調試、集成多道測試程序關(guān)，保證軟件產(chǎn)品的正確性和可檢查性。
　　三、國產(chǎn)數控系統配套加工中心的推廣應用
　　目前，華中數控系統已與國內多家加工中心主機廠(chǎng)實(shí)現了批量配套應用，例如北京機電院高技術(shù)股份有限公司、安徽鴻慶精機有限公司、大連機床集團、成都托普數控有限責任公司、南通縱橫國際股份有限公司、南京第二機床廠(chǎng)、江蘇多棱數控機床股份有限公司、杭州友嘉機床集團、武漢高科機械設備制造有限公司等。
　　這是華中數控系統在典型加工中心上的應用實(shí)例：華中數控系統配套北京機電院VMC750E/BV75加工中心、華中數控系統配套安徽鴻慶DM4600加工中心、華中數控系統配套成都托普EVC750加工中心、華中數控系統配套大連機床集團VDL600加工中心。
　　加工中心配備華中數控系統的主要用戶(hù)還有武漢協(xié)力精密制造有限公司，以及上海市工業(yè)技術(shù)學(xué)校、無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院、常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院、長(cháng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院等二十多所國家數控教學(xué)示范性實(shí)訓基地。
　　通過(guò)本課題的研究、開(kāi)發(fā)、工程化、產(chǎn)業(yè)化，110多臺套配備華中數控系統的BV75、BV85、VMC750E等國產(chǎn)中檔加工中心，已經(jīng)在中華大地成功應用，為社會(huì )主義經(jīng)濟建設發(fā)揮出重要的作用。本課題的研究成果也有力地證明了，國產(chǎn)中高檔數控系統取得了長(cháng)足發(fā)展，初步實(shí)現了技術(shù)創(chuàng )新，具有很強的后發(fā)優(yōu)勢。國產(chǎn)中高檔數控系統完全有可能實(shí)現歷史性突破，像當年的國產(chǎn)程控交換機一樣，從跨國企業(yè)手中奪回絕大部分國內市場(chǎng)。