数控技术崛起中的反遏制和技术对抗

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1、数控技术崛起中的反遏制和技术对抗

2、第1实现高精度控制，仅依靠控制器和伺服驱动装置是不够的。电机设计本身就是直接影响运动控制效果的重要因素。对于永磁同步伺服电机而言，良好的反电势正旋性，很小的齿槽力将非常有利于伺服驱动器实现低速的平稳控制。许多高精度驱动装置的厂商本身也是电机制造商。在很多国内的研究机构中，电机技术与伺服驱动技术是部门割裂的，有的甚至没有电机技术支持单搞伺服驱动。在研究高精度运动控制中，仿真技术将极大的缩短我们在控制算法的相关研究中的时间和实施成本。在仿真技术支持的同时，还需要研制有关的试验平台，用来评价运动控制的效果，评价伺服驱

3、动和电机的性能。例如，如何评价低速平稳性和刚度等。上面仅以高速高精度运动控制技术为例说明高档控制器技术是一个耦合紧密的技术学科群。作为高端数控技术的技术创新体系应当具有技术链的完整性，因此我们称这样的技术创新体系为“技术创新平台”。这样的技术创新平台建设投入是巨大的。以日本FANUC公司为例，在技术上保持领先，在产量上居世界第一，该公司现有职工3674人，科研人员超过600人，月产能力7000套，销售额在世界市场上占50％，研发投入为销售额的10%，每年投入研发费用上亿美元。很显然，支持上述平台在中国现有的科研条件下，依靠一家企业或单位是非常困

4、难的。我们只有通过包括高等院校和其他研究机构在内，以产业链和技术联为内在联系的企业技术创新联盟，整合技术资源，形成新型的产学研创新组织，在国家有关政策支持和指导下实现相关多技术紧密耦合的创新技术平台，才可能实现技术跨越。4、把握数控核心技术的发展动向充分利用通用技术领域的新技术手段，把握数控核心技术的发展动向，有所为有所不为。处于后进竞争状态的中国装备控制器产业必须充分利用新的技术手段，把握数控技术的发展方向，根据自己的实际情况，有所为有所不为，形成后发优势，加快技术进步的步伐，才能实现追赶和跨越。首先需要明确中国数控技术需要的发展方向。我们可

5、以从SIEMENS数控系统对华出口限制的方向中受到启发。这些功能绝大多数十被认为直接影响欧洲装备核心竞争力的功能。SIEMENS的数控系统专门分为出口型和标准型。出口型中对大量功能群进行了限制。非欧盟用户采购这些功能，需要获得德国或欧盟的正式许可。其中主要受限制的功能如下表所示：分析上述功能，可以概括高端控制器几个重要的技术方向：复杂运动规律的控制技术。上表中的“螺旋线插补2D+6”、“5轴加工程序包”、“多轴插补（4轴）”都属于这一技术方向。复杂型面和曲线的运动控制属于数控基础中的基础技术，也是负责工艺装备的现实需求。特别是五轴加工控制技术，

6、是复杂曲面加工的基础支持技术。该技术是关系到航空航天制造业、武器装备制造业、动力装备制造业的关键技术。多轴耦合关系运动控制。上表中的“搬运（机器人）变换包”，“位控循环中的1D3D间隙控制”，“悬垂度补偿，多维”，“主动数值耦合和曲线列表插补”，“电子齿轮单元”，“连续修正”，“测量2级”都体现了上述特征。上述功能的共性特征是某坐标轴运动不再是受计划性轨迹执行，而是与其他轴的运动或逻辑量具有某种耦合关系或者协同关系，即实时插补过程还引入了其他控制因素。上述功能显然对于复杂装备是非常必要的，属于经典插补运动控制的重要补充。开放式结构。上表中的“开

7、放式结构NC核心编译循环”和“同步操作”都属于这一技术方向。“开放式结构NC核心编译循环”引擎支持用户将自己编写的控制功能加入系统中，并可按照指定的执行频度周期性执行。而“同步操作”是用户以高级语言的形式约定执行条件和执行动作。这两项功能分别体现了控制系统不同层次的开放，一种是执行引擎的开放，另一种是用户语言层面的开放。这类的技术显然有利于主机厂的快速响应工艺需求，将自己专有的技术融入到控制器中，二次开发具有自己特色的控制器，极大地拓展了控制器的控制能力。与伺服控制技术的融合。上表中的“内部驱动变量评价”就属于这一技术方向。伺服驱动装置的性能直

8、接影响整个数控系统的控制表现和整个装备的性能表现。因此，伺服驱动相关技术也成为高端控制器技术群的重要基础。由于伺服驱动装置嵌入式系统的特点，运算资源、存储资源和人机交互能力的局限性，伺服系统参数的可视化和优化需要通过上位的数字控制器来实现。因此，控制器技术与伺服驱动技术的技术融合就成为数控技术发展的重要方向。这一技术特点可以从许多控制器产品中得到映证。上述四大技术方向对数字化装备的进步非常重要。我国的数控技术在上述方向基本上存在较大的差距，应当成为我们努力的方向。5、突破技术遏制的技术策略在技术实施的策略上，充分利用通用技术领域的新技术手段是重

9、要的技术策略。近十年来计算机软硬件技术的进步为我们在数控技术领域实现追赶和跨越提供了重要的支持。高性能的CPU为控制计算提供了更强的计算资源，同时也简