用中国“大脑”装备中国制造装备----奋进中的华中数控.pdf

1用中国“大脑”装备中国制造装备用中国“大脑”装备中国制造装备-奋进中的华中数控 一、现有产品的技术水平和研究发展规划 一、现有产品的技术水平和研究发展规划 1、现有产品的技术水平 1、现有产品的技术水平 武汉华中数控股份有限公司（以下简称“华中数控”）面向国家重大高档数控装备的技术要求，以技术创新为突破点，以市场需求为导向，在我国中、高档数控系统及高档数控机床关键功能部件产品研制方面取得重大突破，重点突破一批中、高档数控系统的关键单元技术，形成开放式数控系统软、硬件开发技术平台；加强中试和应用验证，攻克了规模化生产工艺和可靠性关键技术难题，实现了规模化生产；加强产品系列化技术研发，形成系列化中、高档数控系统的自主配套能力；建立了完善的生产、销售、服务体系，与主机厂建立战略联盟、应用示范和人才培养作为切入点，推动数控系统产业发展，促进数控技术进步。2008 年华中数控被中国机床工具工业协会评为机床行业“自主创新优秀企业”、“综合经济效益十佳企业”和“精心创品牌十佳企业”。2008 年国家科技部、国务院国资委、中华全国总工会正式批准华中数控成为国家首批 91 家国家“创新型企业”，华中数控同时也是中国机床工具工业协会数控系统分会、数控系统现场总线技术标准联盟理事长单位和全国机床数控系统标准化技术委员会秘书处单位。目前，华中数控以国家数控系统工程技术研究中心为技术依托，在高档数控系统的平台技术、可靠性技术、单元技术、成套化技术、复合加工技术、智能化技术、加工工艺与编程 2技术等方面已经取得重大突破，并已在航空、船舶、发电、汽车、军工等领域获得批量应用。重点突破了全数字总线式数控系统体系结构、多通道多轴联动插补控制、刀具空间长度补偿、小线段高速插补、双轴同步控制、柔性加减速控制、复合加工等高档数控关键单元技术。开发了空间几何误差补偿、切削力自适应控制、对话式和示教编程、数控车间的网络化管理技术、数控机床快速调试；加强中试和应用验证，攻克了软、硬件可靠性设计、电磁兼容性设计、结构设计与工装设计、可靠性评估与验证等关键生产工艺技术。解决了大型螺旋桨、核电叶片等多轴联动加工工艺和编程等高档数控关键应用技术，提高我国中、高档数控系统的功能和性能。攻克规模化生产工艺和可靠性关键技术难题；加强产品系列化技术研发，形成系列化中、高档数控系统的自主配套能力；建立完善的生产、销售、服务体系，以建立战略联盟、应用示范和人才培养作为切入点，推动数控系统产业发展，促进数控技术进步。华中数控具有自主知识产权中、高档数控系统产品系列包括：与国际先进技术接轨的华中高档数控系统系列、针对市场需求的普及型数控系统系列、先进的全数字交流伺服、主轴驱动单元和电主轴驱动单元系列、力矩电机和交流伺服电机系列。华中数控系统系列产品（1）数控装置平台技术（1）数控装置平台技术 1）世纪星系列数控装置产品包括：HNC-18i/18xp/19xp 系列、HNC-21/22 系列、HNC-210A/B/C 系列、HNC-28/32 系列。统一的基于 PC 的开放式体系结构，通道数从 1 个到4 个，控制轴数从 2 轴到 32 轴，联动轴数从 2 轴到 9 轴，液晶显示屏从 5.4吋到 15吋。满足用户从普及型到高档型的需求。3 HNC-18i/18xp/19xp 系列普及型数控系统，最大控制轴数：3 轴（3 轴联动）HNC-21/22 系列中、高档数控系统，最大控制轴数：8 轴（6 轴联动）HNC-210A/B/C、HNC-28/32 系列高档数控系统，最大控制轴数：32 轴（4 通道、9 轴联动）2）全数字交流伺服驱动单元产品包括：HSV-18D、HSV-160、HSV-162、HSV-16 系列,主轴驱动单元产品：HSV-18S 系列。伺服驱动 3000r/min，主轴驱动最大转速 40000r/min。数字交流伺服驱动 3）交流伺服电机包括：GK6 系列交流伺服电机，转矩范围从 1.1NM 到 70NM，GM7 系列伺服主轴电机，功率范围从 2.2KW 到 100KW,最高转速 9000 r/min。特种交流伺服电机，可 4在-40+60内工作，交流伺服电机防护等级达到 IP66。交流伺服电机（2）多轴联动控制技术（2）多轴联动控制技术 开发了 6 轴联动技术，通过参数配置就可适应从 2 轴的车床、3 轴的铣床，到 4 轴的加工中心、5 或 6 轴的多坐标联动数控机床的需求。开发了以下适用于多轴联动和高速加工的关键技术：1）多轴联动刀具中心点编程轨迹的非线性误差补偿技术（RTCP）1）多轴联动刀具中心点编程轨迹的非线性误差补偿技术（RTCP）为消除由于刀具相对工件的旋转而引起的编程轨迹非线性误差，建立了典型五轴机床的几何模型，利用刀具长度参数和方向信息，计算出转动轴引起的非线性轨迹误差，在移动轴上进行补偿，从而使刀具中心点严格按照指令轨迹运动。2）多轴联动刀具中心点速度平滑控制、前瞻速度规划技术 2）多轴联动刀具中心点速度平滑控制、前瞻速度规划技术 采用基于工件坐标系的空间矢量编程（又称 TCP）技术，根据工件坐标系的刀具方向信息，前瞻计算出各物理轴的速度、加速度约束所限制的工件坐标系下各程序段的最大允许速 5度及过渡速度。保证加工时的运动参数不超过机床及驱动的物理特性限制，实现多轴联动中进给速度的平滑控制。3）多轴联动小线段高速插补、柔性加减速控制技术 3）多轴联动小线段高速插补、柔性加减速控制技术 在前瞻规划中提前预读指令，分析加工轨迹，对小线段程序进行样条拟合，将短的直线段拟合成长的样条曲线，实现高速插补的同时，最大限度地降低速度波动；在必要的加减速阶段，采用 S 曲线加减速算法，实现一种柔性的加减速控制，避免产生机床冲击。（3）多轴联动加工工艺和编程技术（3）多轴联动加工工艺和编程技术 1）任意结构数控机床通用后置处理软件平台 1）任意结构数控机床通用后置处理软件平台 后置处理软件平台的层次结构 机床结构建模 任意结构数控机床后置处理系统能够针对复杂结构的多轴数控机床进行运动正反解、速度校验、误差校验等运算，将刀轨文件解释为 G 代码，直接应用于多轴机床加工。2）大型螺旋桨叶片加工工艺与编程技术 2）大型螺旋桨叶片加工工艺与编程技术 解决船用螺旋桨、发电装备关键零部件（如大型叶片、水轮机转轮等）制造加工的共性技术问题，大幅提高我国舰艇用螺旋桨的加工质量和加工效率。主要包括：大型螺旋桨工件集中数控加工方法；不同材料螺旋桨及其他叶片类零件加工刀具的选择技术；切削加工参数的优化、加工工艺规程的优化技术；适合于螺旋桨曲面多坐标联动加工的数控编程技术等。七轴五联动数控机床后置处理系统界面 数控加工过程仿真 63）数控机床动力学建模及仿真 3）数控机床动力学建模及仿真 机床结合部动力学建模及模型 机床再生颤振的非线性动力学模型 提出了理论模型与试验模型相结合的数控机床动力学建模的方法。机床结构功能部件如立柱、床身等采用动力学有限元理论建模，而结合部（直线导轨中滚珠与导轨面形成的可动结合部、滑动导轨中两个滑动面形成的可动结合部等）采用实验建模。充分考虑机床结构的特点，特别是结合部动力学特性，建立了七轴五联动车铣复合数控机床动力学模型。对七轴五联动车铣复合数控机床进行了理论模态分析，得到了机床的前十阶固有频率和模态振型。4）磨削加工编程技术 4）磨削加工编程技术 数控外圆磨、五轴联动工具磨削编程技术。可与专用的径向量仪、端面量仪配套使用，极大提高了加工精度及精度稳定性，实现在线全闭环磨削控制。针对磨削加工应用的手轮插入功能、斜轴控制功能、复杂砂轮轮廓修整量自动补偿功能、工艺卡编程功能、砂轮寿命全方位管理功能极大方便了数控磨削加工。（4）智能化检测与控制技术（4）智能化检测与控制技术 1）空间误差测量与补偿 1）空间误差测量与补偿 数控机床三维误差测量装置图 三维位位移测量原理示意图 空间几何误差补偿可低成本地实现机床误差的测量与修正，保持数控机床不因磨损而导 7致精度丧失和恶化。开发了基于三维步距规数控机床诸离散点处的三维误差测量，实现指令目标位置误差的实时预测与补偿。误差在 4m 内。该技术已获得国家发明专利。2）数控机床快速调试技术 2）数控机床快速调试技术 误差标定装置，通过设计专用夹具和相应软件，实现数控机床误差快速测量系统。简单设置参数后，由软件自动生成测量程序；利用光栅尺快速测量实际位置，与指令位置比较，得到误差。根据选择评价标准自动输出评价结果，并生成相应的误差补偿文件，通过网络或者串口传输给数控系统，快速实现误差补偿。该方法通过湖北省计量院的校准认证证书。申请发明专利。3）加工负荷自适应控制 3）加工负荷自适应控制 通过对加工负荷的监控，实时调整进给速度和主轴转速，可保证加工过程的安全，提高加工效率。开发的自适应控制装置，适用于各种数控机床，已成功应用于东方电机的叶片加工，提高效率 25%，刀具更换次数减少约 15%。4）对话式编程技术 4）对话式编程技术 自动生成加工代码，实现加工参数的智能优化与选择，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间。该系统用于车床数控系统，编程效率提高 310 倍。友好的图形对话编程功能 多种特征编程类型选择 5）干涉校验安全保护 5）干涉校验安全保护 8 切削过程的实体仿真系统界面 刀具与机床的碰撞 采用二维或三维方式描述加工的刀具、夹具、工件等需要保护部分，在前瞻处理中，指令输出前首先对指定区域进行干涉检查，获知运动部件之间是否会发生干涉，进而根据检查结果进行指令输出或进行报警。具有保护区域设定、干涉报警功能。干涉检查算法时间 8 ms；干涉检查精度 3mm 以内。6）伺服特性分析技术 6）伺服特性分析技术 轮廓误差显示与分析 跟踪误差显示 集成于数控系统内的伺服特性分析工具，具有轮廓误差显示与分析、速度曲线显示、跟踪误差显示等功能。通过对指令位置与实际位置的比较，可显示三种预置轨迹（整圆、尖角正方形、圆角正方形）的轮廓误差、实时显示单个轴的速度曲线和指令位置与实际位置之间的跟踪误差、多个轴的合成速度曲线。7）数控车间的网络化管理技术 7）数控车间的网络化管理技术 使用数控系统的串口或以太网通信协议，实现数控机床的车间网络集成，对数控机床机群进行全面的控制和管理，有效提高数控机床利用率，实现车间生产计划、任务管理、作业管理、设备管理、故障诊断与监控、数控加工程序管理与传输、质量管理等。9 湖北佳旺 70 多台华中数控系统实现了联网 山东鲁南机床数控生产车间网络示意图（5）二次开发技术（5）二次开发技术 华中世纪星数控系统采用 PC 嵌入 NC 的硬件平台，通过专用通讯接口软件，将硬件物理层的实现细节隐藏，再通过 NCFACE 软件模块，提供数控系统控制所需的所有 API 接口函数，使用户开发专用的数控系统成为可能。几年来，利用数控系统 API 接口模块，派生了 60 多种专用、特种数控系统，在特种加工工艺方面突破了一批填补国内空白的技术。（6）可靠性设计和生产技术（6）可靠性设计和生产技术 1）硬件可靠性设计技术。1）硬件可靠性设计技术。采用 FPGA、DSP、ARM 等大规模智能芯片，大幅度减少元器件数量,提高系统硬件的集成度；采用标准化、模块化的设计技术；针对产品应用环境和用户群，采用 ESD 保护、短路保护与自恢复、数字化滤波等。2）软件可靠性技术。2）软件可靠性技术。采用专业源代码管理工具 Sourcesafe，实现设计、修改可重现、可记录、可追溯，提高了软件设计的可控性和可操作性；对系统软件及数据进行分级管理，不同级别的软件代码采用不同的存储方式与保护级别，关键程序与数据采用冗余和容错设计，避免了由于硬件不一致性、干扰及误操作等因素造成的故障。3）电磁兼容性技术。3）电磁兼容性技术。执行高于国家标准的 IEC-4 级标准。采用光电隔离技术、数字滤波技术、屏蔽技术等增加抗干扰能力，尤其加大了防止对外干扰的绿色技术的设计开发与应用，降低对其它设备以及电网的干扰（绿色驱动技术）。4）环境适应技术。4）环境适应技术。采用远高于冗余设计、全密封设计、无风扇设计等，提高系统的环境适应能力。例如对于电网波动的适应能力已经作到20%，对于温度的适应能力达到-40度，电机则达到 IP67，IP68 级，极大地扩展了产品的应用领域。5）结构工艺可靠性设计。5）结构工艺可靠性设计。结构件采用一体化模具设计及 CAE 等有限元分析软件提高结构设计的可靠性；内部采用无接插件设计，外部接口则采用板载方式，取消内部互联电缆；元器件采用表贴方式，增强抗振性能；对于可能产生共振性损伤的部分，例如线缆、LCD 屏、滤波电容等均采用性能优良的减振和隔音材料进行防护；106）可靠性管理技术。6）可靠性管理技术。建立了完备可靠性测试流程，包括 EMC 实验室及测试流程；环境和振动实验设备与测试流程；产品性能与功能测试流程及相关设备；生产过程测试设备与测试流程；制定相关的企业规范性文件。7）可靠性评估和验证技术。7）可靠性评估和验证技术。对产品进行可靠性跟踪与分析；对 100 台数控机床可靠性长期监控，取得了一批重要的现场数据，为产品的可靠性设计和改进提供了主要依据；与吉林大学、天津工程师范学院等高校展开长期的可靠性理论方面的合作研究。通过以上可靠性设计，产品的电磁兼容性指标高于国家标准一倍。如下表所示。测试项目 国家标准 实测结果 脉冲群干扰 2000V 4000V 脉冲耦合夹 1000V 4000V 抗高压静电 8000V 16000V 周波跌落 1 个周期 3 个周期 雷击浪涌 2000V 4000V 2、企业研究发展规划 2、企业研究发展规划 华中数控下一步的研究发展规划为：面向国民经济重大装备的技术需求，以技术创新为突破点，以市场为导向，按照系统工程的方法，全面解决制约我国中、高档数控系统在技术、生产、系列化和可靠性等各环节的瓶颈问题。华中数控将在自主开发创新战略上，依托多年的科研积累，依靠强大的研发团队，利用产、学、研、用一体化的优势，对数控系统在深度和广度上进行深入的研究和开发，一方面，基于现有产品，调整产品结构，改进产品质量，提高产品可靠性，拓展应用领域；另一方面，开展新一代数控技术的研究，开发出新一代数控系统，并推广应用；此外，在基础研究、高档数控系统平台及规范、绿色全数字交流伺服关键技术和高档、特殊数控系统的开发和应用等方面进行重点攻关，以保持华中数控的持续创新能力。（1）全数字现场总线通信技术（1）全数字现场总线通信技术 为了提高数控机床的加工速度和加工精度，高档数控系统内部控制器和伺服驱动器之间必需采用总线式的数字通信方式。与模拟量、脉冲串方式相比，现场总线更高的实时和同步性能，能满足数控机床高速、高精度的加工要求。11 全数字总线数控系统样机 随着以太网技术的发展，它的传输速率已经远远超过了专用现场总线，其技术成熟性、应用的普及性、高的通信速率以及低廉的价格为将以太网引入数控系统内部之间的通信创造了条件。1）强实时通信技术 1）强实时通信技术 采用通用标准 100M 以太网物理层，网络数据通过 PHY 层网络芯片。采用特殊的通信机制和协议，解决以太网的通信不确定性问题，将协议集成在单片 FPGA 芯片上，采用底层硬件语言实现，确保通信的实时性。通信周期最短可达 50us，最大支持 128 个网络节点。2）强同步通信技术 2）强同步通信技术 采用 IEEE 1588 标准的精确时间同步协议，解决以太网的通信同步问题，实现高档数控系统多轴运动的各个设备的精确时间同步，结合特殊的通信协议及硬件处理和同步补偿方式，将同步抖动控制在 20ns 之内。3）高可靠通信技术 3）高可靠通信技术 硬件上采用可靠性设计技术，解决了通信线路的信号噪声和电磁干扰等问题，实现了可靠通信；软件上采用短帧机制和通信冗余技术，同时，采用多种检错码/纠错码机制及重发机制确保通信的可靠性。4）拓扑结构 4）拓扑结构 支持星型、单环型和双环型的总线拓扑结构。数控装置 从站 1 从站 2 从站 n通信控制器 数控装置 从站从站 从站通信控制器 星型拓扑结构 双环型拓扑结构 125）通信协议 5）通信协议 采用 OSI（Open System Interconnect）七层模型中的三层，包括物理层、数据链路层和应用层，大大提高协议效率。首次提出和采用了将周期数据、非周期数据以及时间戳集成在一个数据包中的通信方法，充分利用了以太网较宽的带宽，简化了通信协议，提高了通信的实时性和可靠性。（2）多通道控制技术（2）多通道控制技术 多通道可以一种相对简单的方式实现一个控制器对多个装备的不同部分进行独立控制要求，并提供一系列的手段和机制保障控制对象间运动的逻辑关系，以满足复杂的控制要求。多通道技术在柔性生产线、复合机床及多轴控制等方面等到了广泛应用，极大提高了加工效率。解决以下多通道控制技术：多通道系统同步技术。几个通道程序运行时的同步控制技术。通道轴交换(混合控制)技术。每个通道的控制轴可由程序指令任意转换。控制轴同步/重叠技术 数控系统的多通道控制（3）多轴联动技术（3）多轴联动技术 开发了 9 轴联动技术。通过裁剪和参数配置可适应 9 轴以下的任意联动轴数的数控机床控制，如 2 轴的车床、3 轴的铣床，4 轴的加工中心、5 或 6 轴的多坐标联动数控机床等。多轴联动技术主要包括：131）车铣复合加工技术 1）车铣复合加工技术 开发了车削加工、铣削加工等不同加工工艺的 G 代码解释器，用宏指令实现不同解释器间的切换，通过软件的方式实现车铣复合加工。一次装夹实现车、铣两种类型的复合加工。2）双轴同步控制技术 2）双轴同步控制技术 采用逻辑轴和物理轴的映射配置，将需要同步控制的两个或多个物理轴映射到同一个逻辑轴，并在轴的同步控制模块中同步物理轴的参考点校准、同步建立、累积误差补偿、同步超差监控等问题。在高速十字滑台上进行了应用。双轴同步的速度为 40m/min。二、企业的目标市场、主要客户、与主要竞争对手的优势和劣势比较 二、企业的目标市场、主要客户、与主要竞争对手的优势和劣势比较 1、企业的市场目标、主要客户 1、企业的市场目标、主要客户 华中数控的市场目标为：立足量大面广的普及型数控系统，面向国民经济发展需要的关键、大型、核心装备需求，研发、生产、销售具有自主知识产权的中、高端数控系统，打破国外数控系统在国内高档数控系统的主导地位。目前，华中数控已成为国内最大的中、高档数控系统生产企业，华中数控已与沈阳机床集团、大连机床集团、桂林机床股份公司、济南第一机床厂、宝鸡机床股份有限公司、北京第一机床厂、齐二机床集团有限公司、武汉重型机床集团有限公司、浙江凯达机床集团有限公司、北京机电院、山东鲁南机床有限公司、重庆第二机床厂、长征机床集团、汉川机床集团、南通科技、云南 CY 集团、南京二机、安阳鑫盛、荆州荷花机床厂、汉口机床厂、长江机床厂、青海一机、济南三机、广州机床厂、坎门机床厂、岳阳机床厂等数十家国内主要机床厂实现了批量配套，并和其中大部分企业建立了长期战略合作伙伴关系。宁波海天、深圳富士康、珠海美的、一汽集团、二汽集团、东方电机、长江动力集团、洪都航空、洛阳一拖、洛阳轴承、上海电气、武钢集团、贵航集团等一大批国内知名企业都是华中数控的用户。2、与主要竞争对手的优势和劣势比较 2、与主要竞争对手的优势和劣势比较 141）经济型数控系统 1）经济型数控系统 我公司的经济型数控系统由于适应中国用户的实际使用水平和机床制造企业数控技术配套要求，可靠性得到了提高，功能实用，价格低廉，有很大的竞争优势，得到了广大用户的认同，已形成了规模优势，主要竞争对手是国内数控系统企业。外国公司也推出了几款低价格的经济型数控系统，但价格上、服务上还是没有优势，市场推广竞争不过国产系统。2）普及型数控系统 2）普及型数控系统 我公司的普及型数控系统主要竞争对手为发那科的 0i、西门子的 802D、810 等产品。已实现批量生产，并且具备全数字交流伺服驱动系统和主轴伺服驱动系统等配套能力，可以为用户提供数控系统全套解决方案，在数控铣床、加工中心等中档数控机床得到批量配套应用，销售到最终用户后，反映良好。从技术水平上比较，国产普及型数控系统的功能、性能与国外比并不差，价格和服务方面还有较大优势，可靠性与国外系统的差距也已显著缩小。3）高档数控系统 3）高档数控系统 我公司的高档数控系统主要是指可与多轴、多通道、高速、高精、柔性、复合加工的高档、大/重型数控机床和数控成套设备配套的数控系统，主要满足航空航天、军工、汽车、船舶等重要关键零件的加工。主要竞争对手为发那科的 16i、30i，西门子的 840D 等产品。近年来，高档数控系统的性能、功能和可靠性已大幅提高，与国外的差距也不断缩小。从技术层面看，国产中档数控系统已基本满足国内生产的数控机床的技术要求，国产高档数控系统也实现了零的突破，让国产数控系统企业看到了突围的曙光。然而技术上的突破并不等于市场上的突破，国产数控系统发展早期由于质量性能问题曾给用户留下的疑虑，致使我国高档数控系统的产业化却依然无法消除国内用户对国产数控系统可靠性的疑虑。目前，我公司开发、生产的中、高端数控系统在技术指标上已经接近或达到国外数控系统得性能指标：HNC-28、HNC-32 数控系统在某些关键技术及性能指标上已接近或达到国外最先进的 Simens 840D、Fanuc30i 等高档数控系统的水平。主要性能指标对比如下：功能 HNC-32 Simens 840D Fanuc 30i 最大通道数 4 10 10 最大控制轴数 32 32 40 最大联动轴数(每通道)9 24 24 最小插补周期 0.5ms 0.25ms 0.25ms 系统分辨率 1nm 1nm 1nm 最大运动速度 200m 200m 1000m 总线接口 EtherCNC Profibus FSSB 小线段、多项式、样条插补 有 有 有 15车铣复合 有 有 有 加工过程实时仿真 实体+线框 无 有 五轴 RTCP 功能 有 有 有 五轴倾斜面功能 无 有 有 会话式编程 有 有 有 机床变形补偿 无 有 有 过象限误差补偿 有 有 有 空间误差补偿 有 有 有 二次开发接口 有 有 有 恒切削力自适应 有 无 无 HNC-21/22、HNC-210A/B/C 技术水平高于国内的 GSK983M、NC-100 及国外主流产品SIEMENS810D 和 Fanuc 0i。主要性能指标对比如下：功能 HNC-21/22 Simens 810DFanuc 0iM 983M NC-100 最大控制轴数 8 4 4 5 6 最大联动轴数 6 4 4 4 6 系统分辨率 1um 1 um 1 um 1 um 1 um 最大进给速度 24m/min 16m/min 16m/min 24m/min 24m/min小线段、样条插补 有 有 有 有 有 过象限误差补偿 有 有 有 有 有 加工过程实时仿真 实体+线框 无 无 无 无 五轴 RTCP 功能 有 无 无 无 无 会话式编程 有 无 无 无 无 空间误差补偿 有 无 无 无 无 二次开发接口 有 无 无 无 无 恒切削力自适应 有 无 无 无 无 三、研发团队与研发基地情况 三、研发团队与研发基地情况 形成了“纵向三层次,横向三平台”“纵向三层次,横向三平台”的研发支撑体系。其中“纵向三层次纵向三层次”包括：1）第一层次第一层次：华中数控与华中科技大学共建国家数控系统工程技术研究中心。开展数控前沿技术、基础技术的研究，建立了具有丰富的和高水平的数控系统研究队伍，具有持续创新能力。研发团队由过去的 92 人增加到 230 余人，本科以上学历由目前的 50%增加到 70%。三年来，累计承担国家、省、市科技项目 38 项，获资助经费 2656 万元，其中国家 973、国家 863 项目、国家科技攻关项目等国家级项目 11 项。完成项目验收 19 项，科技成果鉴定 6项（其中军工产品 3 项），获发明专利 3 项，申报专利 8 项。2）第二层次：）第二层次：华中数控公司按产品链建立了开发一部（数控系统硬件开发）、开发二部（数控系统软件开发）、开发四部（数控系统应用研发）、伺服开发部（伺服/主轴驱动单元开发）、红外事业部研发中心（红外热像仪开发）和特种装备事业部研发中心（特种装备开发），开展数控产品的工程化、产业化技术、平台技术和应用的研究。2004 年建立了企业博 16士后工作站。三年来，累计承担国家、省、市产业化项目 6 项，获资助经费 2816 万元，依托这些项目，建立了数控系统产业基地，建成先进的数控系统生产线、伺服驱动器生产线和达到国家标准规定检测能力的质量检测中心，数控系统年生产能力达到 15000 套，伺服驱动系统年生产能力达到 30000 套，成果产业化能力得到很大提高。3）第三层次：3）第三层次：大连高金数控（2005 年成立）、深圳华中数控（2006 年成立）、宁波华中数控（2007 年成立）等子公司，面向区域用户开展数控技术应用研究，根据用户实际需求，在母公司提供的产品基础上进行二次开发，开发出适合专机应用的产品，建设区域销售服务体系。?深圳华中数控自成立以来，立足服务于珠三角的经济发展，为区域经济服务，两年来，累计承担省、市项目 5 项，获资助经费 400 多万元。深圳华中数控与深圳华中科技大学研究院共建国家数控系统工程技术研究中心深圳研发中心，面向塑料、模具、橡胶、汽车等行业，以华中数控开放式数控系统平台为基础，开发出木工加工中心、弯管机、聚氨酯软质泡沫塑料异型切割机、塑料磨边机、轮胎外轮廓花型加工机、轮胎外轮磨削机等专用数控系统。?宁波华中数控与华中科技大学在浙江玉环共建国家数控系统工程技术研究中心玉环研发中心，以华中数控开放式数控系统平台为基础，合作开发五轴车铣复合机床、水晶雕刻机、球阀磨等行业急需产品。立足当地经济发展开展技术服务，为企业培养技术人才。华中数控与大连高金共建数控研发中心，派驻技术骨干开展针对大连机床集团产品开展特色设计、研发。现在，大连高金数控公司已经研制生产出 9 种数控产品，形成了自主品牌的大连 31T/M,32T/M,28T 以及 3000M 数控系统装置，DJCM 数字交流伺服驱动等系列数控产品，华中数控与大连高金采取共同研发、产学研合作一年的成果相当于过去十年研发成果的总和。在高档数控系统的应用研究上，大连高金数控公司成功开发了五轴联动数控系统，并已在大连机床集团实现了配套和应用，从此也迈入高档数控应用领域的天地。建立了面向行业和社会开放共享的“横向三平台”，包括：全国机床数控系统标准化技术委员会（副主任委员兼秘书处）；数控系统现场总线技术标准联盟（理事长单位）；依托中国机床工具工业协会的数控系统分会（理事长单位）。联合国内行业企业及研发机构开展项目研究，向政府部门、行业协会提出有关数控产业发展的建议和意见，研究并提出下一代数控系统的技术规范及标准，为行业企业提供相关的技术咨询服务，广泛开展企业间各种形式的学习和交流活动，吸收好的创新经验。倡导国产数控企业联合起来，进行资源的优势互补，共同发展民族数控品牌，与国际大公司一争高下。主要工作成绩有：2007 年，全国机床数控系统标委会承担了国家标准化委员会的项目数控机床产业链 17标准化研究的子项目数控系统产品产业链标准化研究。详细调研了国内外机床数控系统产品标准现状和组织工作情况，提出了我国数控系统产品产业链标准体系框架和所需标准目录清单，制定了未来三年的标准计划，启动了标准的制修定工作。数控系统分会完成了国家发改委的软课题“提高国产数控系统市场占有率对策研究”、“国产高档数控系统研发及应用示范提前启动方案”等项目。全面分析了我国数控系统产业的发展现状、国外数控系统生产和市场开拓的战略与策略、我国数控系统市场需求分析、提高自主知识版权国产数控系统市场占有率措施等，建议国家启动国家重大专项，成为国家政府部门支持国产数控系统产业发展的政策依据。组织协会企业参加国家发改委召开的“数控系统产业发展座谈会”、“国内机床生产企业应用国产数控系统座谈会”等，形成了关于加快数控系统自主化的若干意见（草案），组织企业积极参与“国产数控系统配套国产数控机床千台工程”。2007 年，数控系统现场总线技术标准联盟开始筹建，华中数控与大连光洋、沈阳高精、广州数控、浙江中控等企业积极开展了技术交流，合作开展下一代高档数控系统现场总线的协议及标准研究，共同推动我国数控系统标准及下一代高档数控系统的发展。四、主要技术来源（近 3 年研发投入、主要研发项目和取得成果与产业化情况）四、主要技术来源（近 3 年研发投入、主要研发项目和取得成果与产业化情况）三年来，不断增加自身研发投入，每年拿出销售收入的 5%左右的经费投入研发中，先后开发出 HNC-18i（）、HNC-21（IVB）等系列数控装置，HSV-16B、HSV-160 系列交流伺服驱动单元等改型产品；推出了 HNC-210A/B/C、HNC-28、HNC-32 等新一代数控系统，新产品销售收入占全部销售收入的均在 80%以上。通过积极承担国家及行业科研任务和产业化项目，增加科研经费，获得国拨项目经费累计达到 5472 万元，承担国家项目包括：863 数控专项大型舰艇螺旋浆用重型七轴五联动车铣复合加工机床（2002AA424012）、国产数控系统的开发及其在中档加工中心上的应用（2005AA424010），国家 973 专项高速数控机床动态行为演变及其高精度控制（2005CB724100/1），国家发改委产业化专项全数字交流伺服驱动系统产业化，信息产业部电子发展基金项目IT 业用高速高精数控系统及机床，湖北省重大科技专项中高档数控系统及制造装备产业化（2006DAE104）等；企业投入资金近亿元，新建 4000 平方米厂房,新建、扩建了六条生产线,进一步改善科研仪器设备、试验和检测设备，数控系统年生产能力达到 15000 套，伺服驱动器年生产能力达到 30000 台，交流伺服/主轴电机年生产能力达到 30000 台。18公司开发出 HNC-18i、HNC-18xp、HNC-19xp、HNC-21（IVB）等系列数控装置，HSV-16、HSV-160、HSV-18D 等系列交流伺服驱动单元，HSV-18S 交流主轴驱动单元等 8 大系列新产品，均实现了 3 千台/批次规模生产；开发出的 HNC-210A、HNC-210B、HNC-210C 等系列数控装置，HSV-162、HJSV-18D 等系列交流伺服驱动单元等 5 大系列新产品实现了批量生产。与国内国防、军工等企业合作，打造出“多轴控制七轴、九轴联动重型机床”等一批“共和国当家设备”；为企业开发了 20 多种特种数控系统和数控装备。在特种加工工艺方面突破了一批填补国内空白的技术。3 个产品列入国家重点新产品计划。完成科技成果鉴定 6 项，申报专利 8 项；参与制修订技术标准 5 项；累计产销数控系统 26000 余台、数控机床及数控装备4000 余台。五、在研发工作中产学研用相结合的情况 五、在研发工作中产学研用相结合的情况 1、依托华中科技大学，共建国家数控系统工程技术研究中心1、依托华中科技大学，共建国家数控系统工程技术研究中心。依托华中科技大学技术，推进产学研合作，促进学科发展和企业壮大，努力将数控中心建设成为华中数控乃至全国数控企业可持续发展的技术源泉，实现国家数控工程研究中心的科研成果源源不断向华中数控转移，华中数控成为国家数控工程研究中心科研成果的产业化基地，产学研结合，不断推进大学科技成果转化。共同承担了国家、省、市项目 44 项，完成新产品开发 30 多项，先后开发出 HSV-16、HSV-18D 交流伺服驱动单元、HSV-18S 交流主轴驱动单元，HNC-18T/M、HNC-21T/M、HNC-28T/M、HNC-32T/M 数控装置，激光切割机数控系统、梳齿机数控系统、IR工业机器人、数控冰刀研磨机等产品。工程中心在前沿技术、知识产权、科技情报等方面为华中数控提供了大量的技术支持和服务，培养研究生 70 多名，其中博士 10 人。2、建立开放的研究开发环境，通过技术合作提升行业自主创新能力；2、建立开放的研究开发环境，通过技术合作提升行业自主创新能力；实行专利有偿转让战略，用自己的专利或专有技术，以技术参股的形式进行投资，参股或控股大连高金数控、深圳华中数控等企业，使企业自身的关键共性技术面向行业和社会辐射的同时，有效收回成本；在国防武器装备、汽车、船舶、电子等企业中推广应用成熟的共性技术和单元功能部件，加大这些企业现有装备的数控化改造力度。（1）华中数控与大连机床集团为共同推动国产中高档数控系统的国产化，共同组建了“大连高金数控技术有限公司”。华中科技大学、华中数控和大连机床产学研结合，利用各自在技术、产品、工艺、市场等方面的优势共同面向市场，极大推动了国产数控系统的配套进程。大连机床集团发挥其了解用户需求的优势，对数控产品提出了操作使用、工艺要求和市场定位的很多要求，促使华中数控研发人员将产品研发与市场需求接轨，提高产品的稳定性以及对用户要求的快速响应能力。数控系统产品化研发进程大大加快，研制生产了数控系统新产品九种。而大连机床集团加大市场推广力度，采用自主研发、自主设计的产品逐步替 19代国外系统，大大降低了成本。华中数控与大连机床集团合作研发的大连数控系统销售量每年翻番，并且已经在大连机床集团各类车、铣床及加工中心上进行了全面批量配套：包括VDL 系列、VDF 系列立式加工中心，HD 系列卧式加工中心，VDW320 五轴联动立式加工中心，CHD 系列、TNA 系列、DL 系列全机能型数控车床及车削中心，以及 CKE61 系列数控车床，这些数控机床均已销往国内外各用户厂家。仅 2007 年，大连高金配套华中数控系统 2300 多台套，伺服驱动器 5000 余台，伺服电机 1 万多台，其中三轴及以上中、高档数控系统共配套了 1000 多套，全年实现产值 9000 余万元。华中科技大学、华中数控和大连机床集团充分利用各自优势，产学研合作，开创国产自主研发装备的新局面，受到了到大连机床视察工作的吴邦国委员长、温家宝总理等党和国家领导人的表扬。（2）深圳华中数控与深圳华中科技大学研究院共建国家数控系统工程技术研究中心深圳研发中心，共同承担了广东省产学研项目“面向行业应用数控技术创新平台”。深圳华中数控与华南理工大学产学研合作，承担了“基于嵌入式平台全电动注塑机控制系统研发”项目。产学研合作不断提高了华中数控产品的技术含量和行业的覆盖率，满足了华南地区用户对行业专用数控系统的特殊需求，快速提高了深圳华中数控有限公司的销售额，进一步提高了华中数控产品在华南地区的市场竞争力。（3）华中数控参与组建东莞制造工程研究院及广东省省部数字化制造装备产学研战略联盟。与广东省企业合作，以公司的产品和技术服务企业，解决企业的技术问题，提高企业的技术能力，共同承担广东省的粤港合作及省重大专项等项目，包括：广东省部合作项目“高速木材复合加工中心”，“高效大容量伺服力矩电机驱动系统”；粤港合作项目“汽车内饰件模内层压成套技术研究及产业化”，粤港合作项目“数字化高效、高性能多层共挤包装膜吹塑成套装备”。3、建设数控实训基地，支持数控大赛，培养数控人才。3、建设数控实训基地，支持数控大赛，培养数控人才。抓住国家高度重视职业教育的历史机遇依托现有的高职高专数控协作会、职业教育师资企业工作站和国家师资培训基地等职业教育平台，联合院校，在全国范围内建立培训网络，共建培训中心、实训基地等，充分利用现有的人才、设备和基地的优势，大力培养高职高专教师和数控技能型人才。同时，通过承办国家、省市数控技能大赛，为技能型人才提供学习和交流的机会，提高技能。最大范围发挥华中数控在技术咨询和人才培训方面的优势和作用，为中国制造业大批量培养数控机床营销人员、数控机床调整人员、数控机床维修人员，将这些学员输送到机床厂销售部门和制造企业。20三年来，已向国内 500 多所高职、中职及高等院校销售了 6000 多台数控机床，建设了国家、省市