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华中数控:以中国智脑装备中国智造
2020-03-26 悉恩悉机床网



  数控系统是数控机床的“大脑”,是先进制造业的“芯片”。与芯片技术一样,数控技术“要不来、买不来、讨不来”,必须立足创新,掌握核心技术。

  凭借产、学、研优势,武汉华中数控股份有限公司(以下简称华中数控)与华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心(以下简称华科国家数控工程中心)在我国数控系统后发追赶、面临更严苛要求的应战压力下,在华中数控董事长、华科国家数控工程中心主任陈吉红教授的带领下,携手努力,矢志不移研发创新,历经几代技术攻关,成功研制出系列化华中8型高档数控系统,形成了高档数控系统的工程化开发和产业化能力,成为我国数控系统产业的标杆!

  近年来,产、学、研、用的深度融合,更为华中8型高档数控系统在航空航天、汽车乃至国防军工等重点行业领域的广泛应用带来了用武之地,从而使华中数控与华科国家数控工程中心步入了发展的快车道!对此,作为“数控人”的陈吉红教授感触颇深。最近,本刊记者采访了陈吉红教授,倾听了他的肺腑之言。

  记者:陈总您好!感谢您接受采访。您如何评价国产高档数控系统的重要性?国产数控系统产业的发展历程是怎样的?

  陈吉红:首先,国产高档数控系统对国家的国防安全和经济安全都具有重大的战略意义,起到了为国家“堵枪眼”的作用。

  国产数控系统产业的发展,经历了“六五”时期技术引进,“七五”时期技术消化吸收,“八五”时期技术自主开发,“九五”到“十二五”时期中、低档数控技术产业化和高档数控系统奋起直追的艰难发展历程,但始终难以打破发达国家数控系统企业已经形成的“市场生态圈”。

  受自身规模、技术水平、人才队伍和财力投入等多方面的局限,2009年以前,国产数控系统主要定位于中、低端市场。高档型、标准型数控系统,无论是技术成熟度还是产业化水平,都与国外存在较大的差距。

  自2009年起,国家对数控系统产业的发展给予了高度关注,鼓励国内的数控系统骨干企业立足研发创新、开展技术攻关。经过近10年的努力,在国内建立起了2个高档数控系统共性技术创新平台,研制出了高档型和标准型数控系统、伺服驱动和伺服电机,实现了从模拟接口、脉冲接口到全数字总线控制、高速高精的技术跨越。

  尤为重要的是,国产高档数控系统在航空航天、汽车制造以及国防军工等高端重点领域得到了大批量的示范应用,极大地推动了国产高档数控系统的产业化进程。

  据2018年中咨公司统计,国产标准型数控系统的市场占有率已从2009年的30%提高到目前的60%左右,国产高档型数控系统的市场占有率已从2009年的1%提高到2017年的15%左右。

  记者:近年来,你们在新技术、新产品开发方面取得了哪些成果?

  陈吉红:作为唇齿相依的共同体,华科国家数控工程中心与华中数控开展了紧密的产、学、研合作:华科国家数控工程中心将工作重点放在基础理论和共性技术的“探索一代”、“预研一代”和“应用一代”的研究及人才培养方面,不断地为华中数控输入原创技术和新生力量;华中数控则重点承担产品的“开发一代”、“生产一代”和“销售一代”任务,在华科国家数控工程中心科研成果基础上形成自己的特色产品。

  近10年来,华科国家数控工程中心攻克了一批关键共性技术难题,为华中数控研制出自主可控的华中8型系列化中、高档数控系统提供了原创技术支撑:

★ 2008年,与现场总线技术结合,研制出华中8型高档数控系统,实现了由“模拟脉冲式”向“数字总线式”的技术跨越;

★ 2012年,与应用云计算技术结合,研制出云计算结构的高档数控系统并达到国际领先水平;

★ 2013年,与物联网、大数据技术结合,建立了数控系统和数控机床大数据中心,实现了数控云服务iNC-Cloud;

★ 2016年,与网络新通信技术结合,发起成立了“数控机床互联通信协议标准联盟”,制定了数控机床互联通信国家标准NCLink,打通了国内7家数控系统的通信协议,连接了近2000台机床;

★ 2018年,与新一代人工智能技术和AI芯片技术融合,研制出华中9型智能数控系统和智能机床。

  将AI芯片嵌入到数控系统中,这在国内外数控系统产业尚属首次。2019年11月,华中数控的“新一代智能化数控系统”入选中国智能制造十大科技进展。

总之,基于华科国家数控工程中心的关键共性技术及系列化数控装置原型样机,华中数控现已形成了系列化的数控装置新产品,包括高档型HNC-848D、标准型HNC-818D和精简型HNC-808D系列,满足了用户从低端到高端的广泛需求。

  记者:你们在市场拓展方面取得了哪些进展?

  陈吉红:首先,我们与国内众多的机床企业开展了首台首套配套合作,为80多台国产高速、精密五轴联动高档数控机床配备了华中8型高档数控系统,涉及的机床种类包括:高速精密车削中心、高速立式加工中心、精密立式加工中心、车铣复合加工中心、高速卧式加工中心、精密卧式加工中心、九轴六联动砂带磨和数控工具磨床等。

  其次,华中8型高档数控系统在航空航天、汽车、发电装备和船舶制造等重点行业领域得到了大批量的示范应用,尤其在国防军工领域的数控系统改造项目中得到了大量应用。比如,吉通机械股份有限公司建立了配置华中8型数控系统的500台数控机床组成的示范车间;东风楚凯汽车零部件有限公司采用华中数控的8型数控系统和机器人,建立了汽车轮毂法兰智能生产线,取得了良好的应用效果。

  特别是自2015年以来,华中数控围绕3C(计算机、通信和消费电子)制造行业的巨大需求,研制并批量销售了具有高速、高精等关键技术的高速钻攻中心数控系统,其加工效率优于国外同类产品,并建立了3C加工智能工厂。目前,“华中8型”高速钻攻中心数控系统已销售两万多台套。

  截止目前,华中8型高档数控系统配套各类高档数控机床1700多台套,标准型数控系统已累计销售 5 万多台。


  在此基础上,我们还探索出了一条推广国产数控系统的新模式:通过设立华中数控子公司以及华科国家数控工程中心分中心,我们鼓励并支持机床企业在华中数控提供的开发平台上,研发数控系统,搭载到自产机床上配套销售,这样,既有利于机床企业将自身特有的工艺技术融入数控系统中,提升产品竞争力,降低成本,又有助于国产数控系统的市场化推广应用。目前,我们已与宝鸡机床集团等企业合作开展了数控系统订制化项目。

  记者:目前你们具备了哪些基础优势?拥有哪些后备力量?

  陈吉红:首先,我们具备了产业化基础优势,包括完善了中高档数控系统装置、交流伺服驱动器和伺服电机的基地建设,建立了高性能数控系统封装、贴片、ICT检测、三防涂敷以及数控系统装置总装、伺服驱动总装、主轴驱动总装和伺服电机等10多条生产线。我们建立的新型数控系统产业化基地,形成了年产数控装置5万台、伺服驱动装置15万台和伺服电机30万台的生产能力。

  其次,我们具备了产品系列化、成套化的优势。华中8型系列化高档数控系统产品包括三大系列、19个规格的系列化数控装置,五大系列、51个规格的系列化进给伺服和主轴伺服驱动产品,四大类、18大系列和6800多个规格的系列化伺服电机、主轴电机、力矩电机、直线电机和电主轴电机产品,实现了国产高性能数控系统的系列化和成套性。

  第三,我们建立了一支一千多人的数控系统技术研发、服务队伍,华中数控入选了“高档数控系统”国家重点领域创新团队。在全国六大片区设有19个办事处、2个分中心和3个子公司,技术服务团队达500人以上。

  记者:目前国产数控系统达到什么水平?

  陈吉红:为了科学评测国产数控系统的实际水平,北京航空航天大学、国家机床质量监督检验中心和中科院沈阳计算所高档数控国家工程研究中心作为第三方,对国内新研制的高档型和标准型数控系统产品的功能、性能、可靠性进行对比测试。第三方评测单位为高档型数控系统设立了1989个对标评测项,为标准型数控系统设立了633个对标评测项。经过专家组评测,华中8型数控系统和广州数控系统均通过了全部633项标准型对标评测项,通过率100%;华中8型数控系统通过了1952项高档型对标评测项,通过率达98%。

  2011年以来,北京航空航天大学专门建立了数控系统可靠性测试实验室,选取了国内、国外数控系统30多台套作为对比样本,从2012年5月开始,对每套数控系统累积测试时间超过1万小时。根据试验记录统计数据得出的测试结论为:国产数控系统整体可靠性水平良好,与同时参与测试的国外典型同类产品的可靠性指标—--平均无故障时间(MTBF)结果相当。

  2016年4月,中国机械工业联合会组织了行业内知名专家,对华中数控的高性能数控系统关键技术成果进行了鉴定。鉴定委员会认为:华中数控在我国数控系统后发追赶,面临更严苛要求的应战压力下,奋力拼博,历经几代技术攻关,开发出了华中8型为代表的自主可控的数控系统,全面达到国际先进水平。构建了系统平台化、网络化、有创新的智能数控系统,为中国智能制造提供了智能平台。

  记者:你们下一步的发展规划是什么?

  陈吉红:未来,我们仍将长期致力于智能装备制造的关键部件——控制器、伺服驱动、伺服电机和机械本体的研发与生产。

  “十四五”期间,我们提出了“一核三体”的战略发展目标:以数控系统技术为核心,以机床数控系统和工业机器人、电动汽车为三个业务主体,不断提升产品的技术水平,努力为更多的行业客户提供服务。

来源:工业智慧院

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