华中数控系统与国内外数控系统与之比较.docx

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华中数控系统与国内外数控系统与之比较

武汉华中数控股份有限公司

为了垄断中国数控系统市场，扼杀中国的数控民族工业，国外一些知名厂家采用技术封锁和低价倾销的双重策略，利用其先进的技术和产品以及灵活多样的促销手段抢占中国市场。

但随着时间的迁移，国内用户已逐渐领略到使用国外系统的弊端：

1、不能及时维修及高昂的维修费用：

武汉华中数控股份有限公司与长江机床厂共同研制开发的YK5612数控非圆齿轮插齿机，第一台产品用户为上海汇众汽车底盘厂，已经在生产线上使用四年多，今年四月该机出了毛病，厂方请求我公司派人前往修理，在现场很快修好，又投入生产。

该厂技术负责人深有感受的说：

这种机床，我们有德国公司的产品，也有日本公司的产品，放在恒温车间里，现在都有毛病，他们不来修理。

就是来修理，对方要求按每小时几百元收费（且包括旅途的时间），我们不得不花费很大一笔开支。

且配件的价格非常昂贵。

还是你们好，一个电话就来了。

目前大部分国外产品是由中国的代理商销售的，这些代理商纯粹是做买卖的，没有能力进行技术支持，这种弊端将日益突出。

国产系统在可靠性、稳定性方面与进口系统有一定差距，但完善的廉价的售后服务将弥补这一不足。

2、不便于系统的更新：

我国企业由于资金的短缺，购进的设备总希望多使用一些年限，数控机床亦如此。

但由于微电子技术日新月异，数控系统更新的速度异常迅速。

而数控机床的机械部分的寿命一般远比数控系统长。

目前国内许多厂家购进国外的二手设备，一般机械部分尚可，而数控系统已经不行。

这种情况下，由于其资料不全，且其升级换代的价格昂贵，改造的工程量也很大，导致系统不能正常使用。

3、难于进行二次开发：

由于国外厂家技术封锁，国外系统难于作二次开发，而许多用户要求系统的开放性，以便根据实际情况扩展功能。

由于华中数控系统采用了以工业PC机为硬件平台，DOS、Windows及其丰富的支持软件为软件平台的技术路线，使主控制系统具有质量好，性能价格比高，新产品开发周

期短，系统维护方便，系统更新换代和升降快，系统配套能力强，系统开放性好，便于用户二次开发和集成等许多优点。

华中数控系统在其操作界面，操作习惯和编程语言上按国际通用的数控系统设计。

国外系统所运行的G代码数控程序，基本不需修改，可在华中数控系统上使用。

但是，华中数控系统采用汉字用户界面，提供完善的在线帮助功能，便于用户学习和使用。

系统提供类似高级语言的宏程序功能。

具有三维仿真校验和加工过程图形动态跟踪功能，图形显示形象直观。

操作、使用方便容易。

与SIMENSE和FANUC的普及型数控系统相比较，华中数控系统在功能上毫不逊色，在价格上更为低廉，在维护和更新换代方面更为方便，但在外观和可靠性方面略差。

纵观国际上数控技术的发展的趋势，PC数控（即华中数控系统采用了以工业PC机为硬件平台）的技术路线是目前的主要潮流。

SIMENSE和FANUC也不得不开始转向PC数控。

国外PC-NC主要在原NC上增扩PC，用于图形、通讯和大容量存储，如FANUC16、西门子840、和美国AB9360等；另一种在PC上扩充带DSP处理器的控制卡，如FANUCopen4、美国DeltaTau的PMAC等。

相比之下，华中数控系统比较彻底地贯彻了PC-NC的技术路线，以PC+软件完成全部的NC功能，因而以国外低档数控系统的价格，实现了国外高档系统的功能，具有优良的性能/价格比。

因此，由国家组织的专家鉴定会认为，华中数控系统是具有我国特色的高性能数控系统，是一项重大的科研成果，具有国际先进水平。

此外，华中数控系统的SDI算法在PC上实现了复杂曲面直接插补。

而国外目前还只有三轴的类似研究，且需高速硬件支持。

如苏黎世大学使用小型机和高速浮点阵列；日本铃木裕使用PC+15个Transputer处理器；三菱公司认为需要2000个68020＋68881。

而华中I型已经实现了SDI算法，并成功地运用于3轴、4轴、5轴联动加工。

所以，由机

华中数控系统的优势在于：

•直接利用通用工业PC，以软代硬，避“硬”重“软”，硬件最简，自制最少，易生产组织；

•自主版权、PC兼容，系统开放，可充分利用PC资源，升级容易，易于派生，利于发展延续；

•高集成度设计，提高可靠性。

全部半长小卡，体积小至可整体放入悬挂操作箱中，比目前流行系统如FANUC0、IBH等还小1/3

•独创的SDI曲面插补高级功能，经济地实现高效高质量曲面加工；

•0.1um、24m/min的高精高速控制；

•技术成套，具有交流伺服及电机配套，并有先进的数字接口；•模块化好、集成度高，可整机装入机床悬挂操作箱，体积为国内最小，并优于目前流行的国外FANUC0等系统。

•性能价格比高。

功能：

比国外高档数控系统高；价格：

比国外低档数控系统低。

由于华中数控多年来一直坚持走PC数控的技术路线，在技术上已具有国内领先地位，在国际上也属起步较早企业。

因此，华中数控系统异军突起，出奇制胜，成为既具有国际先进水平又有我国技术特色的数控产品。

综上所述，进口系统的许多弊端恰好是国产系统的优点，我们相信随着国内电子技术的进步必将促进数控技术的进步，国产数控系统的前景将越来越好。

表一：

华中数控系统的开发思路与创新点

问题

解决思路

创新点

1.硬件关

1.能否利用通用微机的有效

资源？

1.采用工业PC机为平台，避“硬”重“软”，以“软”代“硬”，体系结构开放.

2.软件关

2.能否创造新的算法，研制开放的软件系统？

2.研制了创新的SDI算法，形成了自主版权并达到国际先进水平的数控软件.

3.成套关

3.一定要实现系统成套！

3.研制包括伺服驱动装置、电机、交流主轴在内的全套数控系统.

表二：

华中数控系统与其他数控系统的性能比较

项目

传统专用结构

CNC

华中I型

CNC

系统结构，可伸缩性

硬件为专用CNC、软件专用，系统不易伸缩

硬件为基于PC的开放平台，软件为以Dos，Windows为基础的开放平台，系统可根据需要进行伸缩。

系统可发展性

随着技术进步，需要开发、生产专用的硬件，难于适应竞争的日益剧烈要求。

由于PC技术发展迅速，资源丰富，容易跟上技术进步要求。

软件开发难易性

须用CNC制造商开发的专用软件，其核心部分无法知道。

用C语言编写，可用通用软件，开发所需时间少，易于实用CAD/CAM。

软件的透明性

软件为CNC制造商所独占，机床厂、用户厂难于进行二次开发，引入其独创部分。

软件为开放式平台，机床制造商，用户厂可根据自己要求开发软件。

软件的继承性

推出新的CNC，软件必须重新编写或作大的修改

推出新的CNC，仍可使用同样的基本软件

联网

须用CNC制造商专用硬件和通讯方法，联网时需专有技术，联网成本高。

应用已商品化PC网络板卡，与PC联网技术相同，联网成本低。

可联接RS232、NT网、NOVELL网和Internet网

程序容量

采用专用内存RAM，内存通常只有128KB，扩容成本高。

对大型模具程序，采用DNC弥补内存不足

采用通用RAM，内存通常在4MB以上，可扩至64MB，成本低，并可配置大容量硬盘。

不需DNC，可一次性直接调入2GB以下的大型模具程序

PLC软件

须用制造商专用语言，难于与其他制造商移植，用户厂维修时还需学习各厂家专用

使用符合标准的PLC，可移植性强，可维性好。

语言，十分麻烦。

接口

用专用接口，只能使用特定制造商产品

用标准化接口，容易与交流伺服，直流伺服，步进电机驱动及主轴电机联接。

实现高速、高精

需用RISC技术或高速多处理器，大容量存储缓冲，系统复杂

采用了自己研制的曲面直接插补算法SDI，应用PC即可实现。

表3：

华中世纪星HNC-21数控系统与国外某系统的配置比较（仅供参考）

功能

802S

802C

802D

810D

CCU1

840D

NCU57

840D

NCU572

840C

HNC-21

测量回路数

进给轴/主轴

3/1

4/1

6/1+

6/6

31/31

30/6

4/4

驱动系统

步进电机

611A/

611U

611D

611A/

交流伺服电机

线性插补轴

4/12

通道数

PLC最大I/O

64/6

64/64

144/9

768/7

2048/2

048

2048/20

1024/

1024

168/158

中文环境

YES

同时程序输入和执行

YES

零件程序区存

储量

0.25

0.25M

0.25/

1.5M

0.25/1.

2.5M

2.7M

8/64M

HMI带硬盘

YES

3.5′软驱

YES

图形模拟

YES

屏幕保护程序

自动

手持单元

YES

远程诊断

YES

性能

经济

型

经济型

中档

型

中档型

高档型

中档型

主要适用机床

车/铣

车/铣/

磨

铣/磨/冲

镗/铣/磨/冲

加工中

心

车/铣/加

工中心

表4：

华中世纪星HNC-21数控系统与国外XX0i、XX802C系统的功能比较（仅供

参考）

功能

XX0i

XX802C

世纪星车系统

主轴通道数

最大控制轴数

最大联动轴数

最大编程尺寸

8位

最小设定单位

0.001毫米

程序储存量

8-64MB

插补

G0、G01、G02、

G03

G0、G1、G2、G3

G0、G1、G2、G3、螺旋线、正弦线

英制、公制

G20、G21（选择

功能）

G70、G71

G20、G21

绝对、增量编程

G90、G91、U、

G90、G91

G90、G91或U、

直线后倒角

K、R

CHF

R、C

圆弧后倒角

无

RND

RL、RC

螺纹切削

G32

G33

G32

暂停

G04

返回参考点

G28、G29

G74

G28、G29

坐标系设定

G92

G54~G57

G92、G54~G59

机床坐标系

G53

准确定位

G60

G61

小线段功能

G64

半径、直径编程

参数设定

G22、G23

G36、G37

恒线速度及取消

G96、G97

极限速度限定

参数设定

LIMS

G46

圆弧半径补偿

G40、G41、G42

子程序调用

G65、M98

L（4重）

M98（8重）

固定循环

G90、G92、G94

无

G80、G81、G82

内、外径轮廓粗加工循

G70、G71、G72、

LCYC95（不可有凹

G71、G72、G73（可

环

G73

槽）

有凹槽）

（选择功能）

凹槽加工循环

同上（选择功能）

LCYC93

同上

螺纹加工循环

G76（选择功能）

LCYC97

G76

每分进给

G98

G94

每转进给

G99

G95

平面选择

G17、G18、G19

旋转功能

无

G258、G259

G68、G69

钻、镗孔循环

G73、G76、G80、

LCYC82~85

G73、G76、G80、

G81、G82、G83、

G85~G89

攻丝循环

G74、G84

LCYC84、LCYC840

G74、G84

镜像

无

G24、G25

缩放

G50、G51

无

G50、G51

自动加减速控制

直线/S型

宏程序

G65

有

M、S、T功能

有

主轴功能

有

对刀操作

无

可自动计算工件坐标

可自动计算工件坐

值。

标值。

菜单方式操作

有

螺距补偿

有

256点

（32768当量/点）

反向间隙补偿

有

0-65535当量

跟踪误差允差设定与报

有

警

合法用户注册表功能

无

有

图形显示

有

实时加工参数显示

有

参数设定显示

有

自诊断功能

有

历史错误记忆

有

报警显示

有

显示语言

中/英

极限行程设定

有

断点保存与恢复功能

有

指定程序行加工

有

伺服参数设定

在数控系统的参数

菜单下设置，开机后

自动下载

MDI功能

有

程序校验功能

有

参数备份与恢复

有

后台编辑功能

有

在线帮助

无

有

二次开发工具

无

有

硬盘存储器

无

10GB以上标准硬盘驱动器（选件）

软盘存储器

无

1.44MB标准软盘

驱动器（选件）

通讯功能

DNC

DNC、Interlink

网络配置

无

以太网（速度10-100MB/S）（选件）

外接键盘接口

无

标准101PC键盘

表5：

华中世纪星数控系统与国内980及XX2000M数控系统的配置比较（仅供参考）

配置

XX980数控系统

XX-2000数控系统

华中世纪星HNC-21T数控系统

CPU

单片机（80C186）

单片机（UPD70208）

工业计算机（32位Intel486DX4-120以上）

插补周期

2、4、8毫秒可设置

显示器

5”（320（240）单色液晶显示器

9”CRT

7.7”（640（48彩0）色液晶显示器

10.4'（640480）TFT彩色液晶显

示器

程序缓冲区

RAM

8000KBRAM（可扩展至64MB）

可断电存储器

40KB

128KB

8000KB电子盘（可扩展至72MB）

存储程序个数

无限制,直至电子盘写满

硬盘存储器

无

10GB以上标准硬盘驱动器（选件）

软盘存储器

无

1.44MB标准软盘驱动器（选件）

通讯功能

DNC（RS232最大速度4.8KB/S）

DNC

DNC（RS232最大速度115.2KB/S）

Interlink（RS232最大速度

115.2KB/S）

网络配置

无

以太网（速度10-100MB/S）（选件）

外接键盘接口

无

标准101PC键盘

进给轴类型

脉冲式数字伺服器（准半闭环，伺服电机当作步进电机用）步进电机驱动器（开环）

步进电机驱动器

（开环）

脉冲式数字伺服器（半闭环）步进电机驱动器（开环）模拟式伺服驱动器（半闭环、全闭环）串口式伺服驱动器（半闭环、全闭环）

进给轴接口数

4（脉冲式/模拟式）＋4（串口式）

主轴类型

机械变速变频调速

机械变速

变频调速交流伺服主轴高压伺服主轴

主轴接口数

PLC输入数

PLC输出数

PLC分线单元

无

有

远程I/O扩展数

无

128/128（选件）

高速刀架控制

有

手脉

国产手脉

日本手脉（含弹簧电缆、使能、轴选择、急停、轴选择、倍率选择）（选件）

急停按钮

用户外接

操作面板自带

输入电源

DC24V

DC24V或AC24V

状态显示灯

7个，显示灯远离模态键

37个，每个模态键上有状态指示

显示屏亮度调节

面板按键调节

显示屏亮度自动调节

无

有，在用户长时间无键盘操作时，系统自动降低显示屏亮度，直至有键盘操作

所配交流伺服电机

华工电机厂STZ系列电机

（配国产编码器，国产抱闸，电机转子非整体充磁）

无

登奇机电的GK6系列电机

（仿西门子1FK6电机，配日本编码器，德国抱闸，电机转子整体充磁）

表6：

华中世纪星数控系统与国内XX980车床数控系统的功能比较（仅供参考）

功能

XX980

世纪星车系统

华中世纪星特点分析

通道数

支持双刀架或双主轴结构机床

最大控制轴数

支持加工中心、动力刀架和电动尾架等

最大联动轴数

支持车铣复合、动力刀架等

最大编程尺寸

7位

8位

最小设定单位

0.001毫米

最大编程行数

9999

2000000000

程序储存量

40KB

8-64MB

插补

直线、圆弧、螺旋线

直线、圆弧、螺旋线、正弦线

插补功能

G0、G1、G2、

G0、G1、

G2、G3

倒角功能

无

倒直角、圆角

可以简化程序

螺纹切削

G32

多头螺纹加工

有

G32,G82具有多头螺纹加工功能，可均

分也可不均分。

暂停

返回参考点

G28

G28、G29

坐标系设定

G50

G92、

多组坐标系，支持零点偏移

G54~G59

半径、直径编

G10、G11

G36、G37

程

圆弧半径补偿

无

G40、G41、

对于较高精度或高精度产品的加工，必须

G42

要有此功能。

否则无法加工合格产品或程

序编辑十分困难。

超前预处理功

无

G64

超前预读程序，将小线段按连续轨迹高速

能

（look-ahea

进给,根据拐角大小，自适应控制进给速

d）

度，保证拐点处的误差小于跟踪误差允差

子程序调用

M98（4重）

M98（8重）

支持8重子程序调用

固定循环

G90、G92、

G80、G81、

G94

G82

粗加工复合循

环

G70~G75

G71~G76

G71,G72粗加工复合循环，其加工路径不是简单的直线切削，这样粗加工最后一刀的余量分布不均，而是走直线兼顾轮廓是余量分布均衡且效率高；并且具有加工凹陷轮廓的功能。

每分进给

G98

G94

每转进给

G99

G95

最大快移速度

8米/分

24米/分

效率高、满足中高档数控机床要求

（0.001分

（0.001分辨

辨率）

率）

最大进给速度

8米/分

16米/分

效率高、满足中高档数控机床要求

（0.001分

（0.001分辨

辨率）

率）

最大主轴速度

9999转/分

99999转/分

效率高、满足中高档数控机床要求

进给修调

16档实时可

1-150%连续

调

实时可调

快速修调

4档实时可

1-100%连续

调

实时可调

主轴修调

50-120%8

1-150%连续

档实时可调

实时可调

自动加减速控制

直线/指数型

直线/S型

S型加减速更平稳快捷，加速度突变小

刀具偏置存储

器

对刀简便，刀具不要求放到固定的启始位

置。

刀位数

宏程序

有（无条件判

有

支持逻辑运算符（AND、OR、NOT）、

别语句和循

函数（SIN,COS,TAN,

环语句宏程

ATAN,ATAN2,ABS,INT,SQRT,EXP）、

序，4重子程

条件判别语句（IF,ELSE,ENDIF）和循环

序调用）

语句（WHILE,ENDW），可实现复杂的

运算，功能强大。

M、S、T功能

有

M、S、T在与移动性指令写在同一行时，

其功能与机床运动根据工艺不同，分别执

行。

主轴功能

有

有（可支持高

支持交流伺服主轴，可以进给和分度，用

压伺服主轴）

于加工中心和车铣复合；

在变频器控制时，从主轴编码器自动检测

并调节主轴转速

对刀操作

需人工计算

可自动计算工

对刀操作方便

工件坐标值。

件坐标值。

菜单方式操作

无

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