华中数控：高档数控系统服务中国“智造”

1987年，日本警视厅逮捕了日本东芝机械公司的部分员工。其理由是东芝机械公司曾与挪威康士堡公司合谋，非法向前苏联出口大型铣床等高技术产品。这就是当时震惊全球的东芝事件，也是冷战时期对西方国家安全危害最大的军用敏感高科技走私案件之一。在这个案件中，最引人注目的就是事件的主角——大型五轴联动数控铣床。应用这种大型船用螺旋桨数控铣床可以精确地加工出巨大的先进的螺旋桨，从而大大降低潜艇推进器发出的噪音。高端数控机床的重要性可见一斑！一直以来，其也是美国等发达国家严格限制出口的战略物资。
高端数控机床之所以“高端”，除了由先进的机械工艺决定之外，先进的“大脑”也起到决定性作用。这个“大脑”就是数控系统。如今，美国于2008年10月以“帮助伊朗和朝鲜研制大规模杀伤性武器”为借口，将我国华中数控这样一个从大学课题组孵化出来、没有任何军工背景的企业，列入了制裁“黑名单”。这说明华中数控通过自主创新，掌握的高档数控系统技术，已直接威胁到西方对我国筑起的封锁限制壁垒。
加速自主创新 填补国内空白
《基于以太网技术的数控系统数字通信方法》、《一种位置检测信号的细分原理及装置》、《数控机床无线手操盒系统及利用其控制数控机床的方法》、《数控系统实时同步网络控制器及通信控制方法》、《分布式开放体系结构的数控系统》、《数控系统通信接口、数控系统及数据接收和发送方法》、《数控车床误差快速检测装置》……这一个个专利似乎都在述说着华中数控走过的艰辛，当然也昭示着华中数控为民族数控产业立下的汗马功劳。
2001年9月，华中数控告别了校园，整体迁入大学科技园现代化的产业化新基地，开始了新的征程。“长期以来，华中数控依托华中科技大学，以发展中国数控系统技术为己任，坚持自主创新，攻克了一批高档数控系统关键技术研究的难题，研制的五轴联动高档数控系统填补了国内空白，打破了国外封锁，并实现了批量生产。”华中数控总经理向华在接受《中国电子报》记者采访时表示。据介绍，目前，华中数控已成为我国高档数控系统主要研发基地之一，并成为国家级的工程技术研究中心。
通过自主创新，华中数控攻克技术难题，填补了国内空白。2001年，华中数控与桂林机床合作开发的配备国产五轴联动高档数控系统的大型龙门加工中心，被南昌飞机制造公司选用，成为我国军工企业选用的首台国产高档数控系统。华中数控与武汉重型机床集团合作开发的重型船用螺旋桨七轴五联动立式车铣复合加工中心，可加工 8米、重达100吨的船用螺旋桨，达到了国际先进水平，填补了国内空白。2008年，华中数控与东方汽轮机厂联合研制的TX-6九轴六联动数控砂带磨床是用于大型核电叶片精密加工的高档数控机床，属国际首创。“目前，已有近百台五轴联动的华中高档数控系统与高档数控机床配套，在我国的国防、汽车和重大装备制造企业中应用。”华中数控总经理向华对《中国电子报》记者说。据悉，华中数控公司与华中科技大学产学研紧密合作，在科技成果转化和产业化方面也取得了重大进展。开发生产的中、高档系列数控系统，已经与国内的40多家重要机床制造企业，如大连机床、沈阳机床、北京机电院、武汉重型机床集团、齐齐哈尔第二机床厂等形成批量配套，已累计推广销售3万多台，广泛应用于我国重要骨干企业。
面临发展良机 挖潜机床改造
为应对国际金融危机，国务院出台了《装备制造业调整和振兴规划》(以下简称《规划》)。强调要加快实施高档数控机床与基础制造装备科技重大专项，基本掌握高档数控装置、电机及驱动装置以及数控机床功能部件、关键部件等的核心技术。这是继2006年《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》之后，国务院再次针对装备制造业发布的规划。中国机床工具工业协会数控系统分会理事长陈吉红向《中国电子报》记者表示：“‘高档数控机床与基础制造装备’国家重大科技专项的启动和《规划》的出台，极大地鼓舞和增强了行业的信心，国产数控系统和功能部件行业迎来了千载难逢的发展机遇。”
值得一提的是，《规划》强调要加大技术进步和技术改造的投资力度，在工业和信息化部发布的《装备制造业技术进步和技术改造投资方向(2009-2011)》中，涉及机床工具的高达49种，位居各类装备之首，机床改造的重要性进一步凸显。华中数控通过深耕机床改造，也进一步扩大了国产数控系统的市场占有率。据了解，华中数控从改造贵州航空集团30多台大型关键数控设备入手，至今贵航集团已选用400多台配华中数控系统的全功能数控车床、立式加工中心、五轴联动加工中心，提高了国防武器装备制造企业的制造水平。2002年，华中数控为贵航集团骨干企业云马飞机制造厂改造了近30台数控龙门铣、数控仿形铣床等大型设备，该设备经受住了贵州山区多雷雨恶劣天气的考验。2008年9月，包头一机与华中数控合作成功实施了机床数控再制造。此外，通过与国内机床企业如北一机、鲁南机床、大连机床集团等企业在机床数控改造方面的成功合作，扩大了国产数控系统的市场份额，加快了国产数控行业的发展。
据统计，华中数控通过技术辐射，已为企业改造数控机床700多台，为企业节省设备投资数亿元，并面向装备制造企业的特殊要求，开发了60种专用数控系统，带动了企业产品的技术升级。
可靠性低成掣肘 企业任重道远
“尽管部分国产数控系统厂家已基本掌握多轴联动、RTCP(旋转刀具中心点)三维刀具补偿等技术，其研制的高档数控系统也能满足部分用户的需求，但与国外产品相比，在技术水平上还存在很大差距。”中国机床工具工业协会数控系统分会理事长陈吉红在接受《中国电子报》记者采访时表示。据介绍，目前我国95%以上的高端数控系统市场和80%的中端市场依旧被国外品牌占据，形势相当严峻。
目前，我国数控系统产业的一些关键共性技术、应用技术尚未取得突破，导致可靠性与国外产品差距较大，进而影响数控系统名牌效应。而名牌效应低则导致市场需求不高，从而形成“越不用，越不好；越不好，越不用”的恶性循环。“国外高档数控系统的可靠性指标平均达到2000小时无故障的水平，而我国数控系统的这一指标仅仅达到500小时，这就造成了机床用户单位对国产系统的不信任。”艾克斯特信息技术有限公司总工程师陈强在接受《中国电子报》记者采访时表示。
另外，产品的成套性、系列化程度不高，也是国产数控系统整体质量和性能难以进一步提高的主要原因。据了解，像西门子、发那科等先进企业均生产成套的数控系统设备，并具有一定的排他性。陈吉红表示，尽管我国少数行业主导企业已初步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，但这些企业大多仍处于“粗放型”阶段，伺服电机、伺服驱动、主轴及主轴驱动从小到大各种型号规格有限，产品系列化不全，致使数控装置与驱动、电机的配套脱节，难以做到无缝连接，从而限制了产品质量和性能的进一步提升。
如今数控系统的发展趋势是高速、高精、多通道控制、双轴同步控制以及现场总线技术规范和标准的研究制定。同时，高档数控系统所急需的全数字化伺服驱动、电主轴、直线电机、力矩电机等功能部件的系列化、成套化也是重要的发展方向。国产数控系统若要抢占高端市场，势必要抓紧时间狠下苦功，抢占下一轮技术先机。