CIMT2023部分高档数控系统展品评述

【编者按】CIMT2023（第十八届中国国际机床展览会）已于4月15日圆满落幕。展会期间，主办方中国机床工具工业协会有关分会组织人员针对本专业领域展品进行评述，现编发部分文章，供业界参考。文章观点仅代表作者本人。

2023年4月，CIMT2023在北京隆重举办，来自全球28个国家和地区的约1600家机床工具行业企业同台竞技，全球最先进的制造技术和装备集中展示。本届展会主题是“融合创新数智未来”，展现了新一代信息技术与制造业的深度融合和不断创新。

一、参展概述

CIMT2023是今年北京甚至全国第一个大型国际机床专业展会，展前各界对此次展会的预期都比较高：一是厂商都希望通过展会了解疫情期间友商的变化；二是希望通过展会，看数控机床行业是否可以有超预期的变化。通过展会，也确实看到了国产数控系统水平在快速进步、境外数控系统技术在不断提高、国产数控系统水平也在快速进步、各数控机床OEM对自身知识产权保护意识在持续增强，疫情三年和国际多变的政治因素并未阻止工程师对先进技术的探索和开拓。

二、参展高档数控系统展品亮点

1. 西门子（SIEMENS）

西门子以“加速发展——数字化赋能可持续未来”为主题亮相CIMT2023，全面展示其虚实结合的数字化产品以及创新型数字化解决方案。西门子继续在高档数控系统上进步：推出新一代的SINUMERIK ONE数字化原生高档数控系统，逐步替代老一代的840DSL高档数控系统，希冀带来数控系统的智能变革和数字化转型，并赋予新一代数控系统以数字化原生、数字孪生、虚拟调试等概念，市场效果如何，还需要时间来验证；另外，在中高档数控系统方面，西门子还发布了面向中国市场的 SINUMERIK 828D分体式控制器磨削版，该产品应磨削、齿轮行业客户的需求而生，让客户能够自主开发人机界面，数控系统有了半开放性。

2. 发那科（FAUNC）

FANUC以“全世界制造现场的梦想，那就是永不停止的工厂”为主题参加此次展览，并根据中国机加工行业用户的使用习惯和偏好，推出了一系列运行于FANUC CNC的用户界面（HMI）产品，满足中国用户在使用设备中的各种需求，进一步深耕中国市场；在功能上，增加完善了刀具管理、智能主轴、高速刚性攻丝、报警维修云查询等等，还增加了远程监控可实现移动终端/PC 的通用web 浏览器上显示CNC操作屏幕，能够从远程位置（工厂外、办公室内、机器人单元外等）监控机器运行状态；FAUNC在市场上一直以专家式销售为主，以数控系统软硬件不开放的方式为用户提供完整的解决方案，充分展示了FAUNC自身对数控技术的研究开发和集成能力，对组装式数控机床OEM厂家来说，确实可以一定程度提高数控机床的竞争力；但对于有自主知识产权保护要求的数控机床OEM来说，FAUNC的开放性还需要提高。

3. 海德汉（HEIDENHAIN）

海德汉以“未来已来”为主题推出了全新一代高档数控系统TNC7。TNC7全新功能包括6自由度图形化工件设置功能、可自定义用户界面、功能强大的编辑器、协助加工、智能编程、虚拟仿真等等；TNC7的推出，确实为业界树立了新的标杆，无论是功能性能、可操作性、数字化、网络互联都做到尽善尽美，而且还有一定的开放性。

4. 倍福（BECKHOFF）

德国倍福以“开放式数控系统解决方案”为主题参加此次展览。倍福是以“开放式软CNC”为理念的，允许有自主知识产权的数控机床OEM厂商自己增加数学模型、开发新功能、构建属于自己的HMI以及可匹配第三方伺服电机等二次开发工作。此次推出了新版本的TwinCAT3 CNC，除了传统CNC功能，还增添了IoT、Vision、Machine Learning、新的机械数学模型及算法、测试测量、ChatGPT 等大型语言模型（LLM）的 TwinCAT Chat等功能。新版本的CNC充分利用工控机CPU多核系统，对于多通道设备实现一个通道使用一个内核的充分利用，可以实现插补计算精度10pm级别，更好的实现加工轨迹高精度运行。

TwinCAT3CNC可适用的二次开发工具包含：C/C++/Matlab®/Simulink®、VB、C#、Java、Dephi、Database、ChatGPT等多种高级语言，操作系统可适合32位和64位Windows、Free BSD等等。

格劳博集团与倍福公司合作，针对电动汽车扁平电机自主开发了定制的专用机床，采用倍福基于PC和EtherCAT的控制和驱动技术解决了最大限度地缩短加工周期并相应加快工艺顺序等关键问题，成功完成了这一任务。该解决方案不仅采用一台安装有TwinCAT 3软件的C603x超紧凑型工业PC作为中央控制平台，而且还配备了XTS磁驱柔性输送系统。

此次展会上，倍福首次在中国推出了无控制柜自动化方案的可插拔式系统解决方案：MX-System，这是一款经过空间优化的灵活、智能的系统解决方案，可以完全取代传统控制柜。其开拓性的产品设计和创新潜力获得2023德国红点“最佳设计奖”，同时获得2023年iF设计大奖。

MX-System的标准化接口可以轻松实现即插即用，所有功能模块都可以不费力地插接在底板上，可大大减少传统控制柜的安装时间。安装工作可以由非电气从业人员自主完成，不像传统控制柜那样容易出现接线错误，也没有电气柜的EMC干扰。应用涵盖了从最简单的PLC控制任务到最复杂的多核应用，包括运动控制、CNC、机器人、可视化、仿真、机器学习等等。

5. 华中数控

华中数控携华中9型智能数控系统、华中8型高档数控系统、iNC-Cloud远程运维平台等重磅展品亮相CIMT2023，并以“五轴引领高档智胜”为主题，隆重推出了HNC-848D高档五轴数控系统新品，将五轴加工技术和数字+网络+智能+全面融合，在高品质五轴加工、CAM&CNC融合、在机测量、远程运维等关键五轴技术上全面升级迭代；华中高档数控系统属于全数字总线式高档数控装置，支持自主开发的NCUC总线协议及EtherCAT总线协议，支持总线式全数字伺服驱动单元和绝对式伺服电机、支持总线式远程I/O单元，集成手持单元接口；系统采用双IPC单元的上下位机结构，具有高速高精加工控制、五轴联动控制、多轴多通道控制、双轴同步控制及误差补偿等高档数控系统功能，友好人性化HMI，独特的智能APP平台，面向数字化车间网络通信能力，将人、机床、设备紧密结合在一起，最大程度的提高生产效率，缩短制造准备时间，将国产高档数控系统的发展推到新的高度。

华中8型数控系统

展会期间，华中数控系统五轴产品包正式发布，产品包提供了五轴RTCP功能、角度编程、智能前馈功能、五轴定向加工、法向进退刀、五轴RTCP参数自动标定、五轴工件测量功能、调试加工分析优化工具、CAM及后置处理等全套五轴系列功能，为国产数控数控在高端领域应用奠定了基础。

HNC高端五轴数控系统产品包

6．广州数控

广州数控重点展出GSK25i、GSK27i系列高档CNC系统，该系列产品具备五轴RTCP、五轴刀具路径光顺、五轴侧刃加工进给速度自适应等功能，主要用于汽轮机叶片、模具等多轴零件的加工。

GSK27i是广数面向多通道、多轴联动、复合、高精、高效加工的新一代高端数控系统平台，全新设计的软硬件平台能满足复杂、精密、智能化设备的加工要求。系统采用多处理器实现nm级控制；人性化人机交互界面，菜单可配置，根据人体工程学设计，更符合操作人员的加工习惯；采用开放式软件平台，可以与第三方软件连接；高性能硬件支持最大8通道、64轴控制；适用于车削、铣削、磨削、齿轮、机器人等多种设备。

7．科德数控

大连科德数控主营三轴联动加工中心、五轴联动卧式铣车复合加工中心、五轴工具磨床等高档机床产品，机床配套的高档数控系统和关键执行部分全部自主化，公司自主研发的五轴立式加工中心和五轴卧式车铣复合加工中心批量销到国内重点企业。

大连科德数控的第二代全数字总线式数控系统，针对机床面板、开关等外围设备，以及伺服驱动器等实时性不同的数据信息，采用了统一的Glink数字总线，支持8个通道、24个轴。在硬件构架上采用最少的硬件，结合高性能GTP8000E软件数控，实现了高性能全数字总线式数控系统。

8．沈阳中科数控

沈阳中科数控以开放式数控系统二次开发平台为基础，将数控系统产品从通用型扩展到专用型，满足客户的个性化需求及数控机床智能化发展趋势。本次展出的产品型号包括面向五轴加工中心的GJ610、面向车铣复合机床的GJ620、面向柔性制造单元的GJ430、面向磨削机床的GJ320、面向数控车床的GJ306等。

GJ610智能化数控系统支持多传感器介入和多信息融合，将信息技术、智能控制和网络化技术有机结合，实现高档数控系统对加工过程的全面感知及智能控制，增强系统加工处理能力，并具有智能编程、智能故障诊断、智能补偿和远程监控能力。目前该系统已成功应用于飞机结构件、航空发动机叶轮等重点领域的关键零部件加工，提高了国之重器的自主可控能力。

另外，北京精雕集团重点展出的数控系统属于自用。值得关注的是，北京精雕充分整合其自己研发的精雕数控系统、CAM软件、机床加工能力、关键部件等核心资源，推出的五轴高速加工中心可稳定实现“0.1µm进给、1µm切削、nm级表面效果”的精细加工，在医疗器械、汽车电子、精密模具等领域得到了规模化应用。

三、高档数控系统发展的特点

结合本次参展和行业工作经验，对高档数控系统发展的特点总结如下：

1. 数控系统的数字化、智能化、网络化受到高度重视

数控系统是数控机床的核心和大脑，一套高档的数控系统，不但需要有丰富的网络接口、高速的计算能力、精确的实时响应、丰富的功能模块、友好的用户操作界面等等，还要匹配同样性能优秀的伺服驱动和伺服电机，才可以将数控设备优良的机械特性发挥得淋漓尽致，打造出性能卓越的高档数控机床。

从本次参展来看，无论是境内还是境外的数控系统，都不约而同地开展了数字化、智能化、网络化的竞争：几乎所有的高档数控系统都在采用高速实时工业总线作为设备控制层的通讯方式，比较成功的有FAUNC的FSSB、SIEMENS的Profinet、HEIDENAIN的HSCI、BECKHOFF的EtherCAT、华中数控的NCUC；在智能化方面，各种数字孪生、辅助编程、虚拟仿真、机器学习、视觉集成、ChatGPT、能源管理等等，都在百花齐放；IoT、远程运维、智能APP、MES/ERP、工厂互联等。不管实现方式如何，最终结果都是让数控系统的使用更加简捷、友好，减少消费者的使用成本，提高生产效率，带来更多的社会效益。总的来看，在数字化、网络化这两个方面，境内外的差距不是很大，甚至各有千秋。

华中数控“华中9型智能数控系统”集成AI芯片，融合AI算法，实现数控系统的自主感知、自主学习、自主决策和自主执行，这是新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合的典范，为数控机床智能化构筑开放平台，为先进制造的数字化、网络化和智能化开创路径。

HNC-9智能数控系统

2. 具备强大二次开发功能的数控系统受到更大关注

数控系统新功能的增加总是从用户的需求开始，部分机床OEM为了保护自己的知识产权，希望可以在现有数控系统上增加自己特有的一些数学模型和算法；还有部分OEM为了保护自己的品牌和形象，也要求可以在现有数控系统上增加特殊的功能；这就要求数控系统具有开放性，西门子和海德汉已经逐步开始这方面的尝试，而德国BECKHOFF则做得比较彻底，可以做到应用层全部开放，甚至允许用户重新搭建属于自己的数控系统，并对源代码进行保护，这已经得到境内外一些有技术团队的著名机床厂家的喜欢，并在特种加工机床、金属成形机床、金属切削机床上都得到成功应用。国产华中8型数控系统在这方面技术有特点，与秦川机床、深圳创世纪、华工激光等企业合作开发高档数控系统，应用于多种高档机床。

3. 境内外数控系统水平的差距越来越小

由于境外数控系统公司在这方面比中国开发得更早得多，具有先发优势，所以到现在他们的总体技术一直处于领先地位；不过随着境内计算机技术和人才的崛起、产业的支持和政府的引导，国产数控系统的技术取得长足进步：在普及型数控系统方面已经完全取代境外数控系统，在中档数控系统方面也可以与境外平分秋色，只是在高档数控系统方面还有所欠缺。相信在不久的将来，中国数控人可以发挥后发优势，把属于中国人自己的高档数控系统做得更好。

4. 境外数控系统需要继续中国化，国产数控系统也需要敢于国际化

为了抢占全球最大的单一数控系统市场，境外数控系统厂商已经在逐渐中国化，重视中国用户使用习惯、操作界面的汉化、说明书汉化、销售模式等，这些都在快速推进。来而不往非礼也，我认为中国数控系统厂商在实施国产化的同时也应该考虑国际化的问题。其实境外的数控系统也并不完全都使用境外生产的元器件，他们的数控系统中的部分计算机、屏、电路板、芯片、操作面板、甚至生产设备等也在使用中国产品，100%做到欧美当地产品技术几乎不可能。就像波音、空客，一架飞机最多也就是60%的自主化（本地化）率，数控系统也一样，技术、供应链、消费市场全球化才是产品的本质。所以，境内数控系统厂商和OEM应该敢于走出去，无论是境外的技术、产品还是与境外企业之间的合作，只要有利于技术、市场快速成长的，都可以尝试，条条大路通罗马。国产数控系统要自强，自强的结果应该是海阔天空，是星辰大海。

来源：协会数控系统分会（钟秀斌） 责编：兰海侠