一、參展概述
CIMT2023是今年北京甚至全國第一個大型國際機床專業(yè)展會，展前各界對此次展會的預期都比較高：一是廠商都希望通過展會了解疫情期間友商的變化;二是希望通過展會，看數(shù)控機床行業(yè)是否可以有超預期的變化。通過展會，也確實看到了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)水平在快速進步、境外數(shù)控系統(tǒng)技術在不斷提高、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)水平也在快速進步、各數(shù)控機床OEM對自身知識產(chǎn)權保護意識在持續(xù)增強，疫情三年和國際多變的政治因素并未阻止工程師對先進技術的探索和開拓。
二、 參展高檔數(shù)控系統(tǒng)展品亮點
1. 西門子(SIEMENS)
西門子以“加速發(fā)展——數(shù)字化賦能可持續(xù)未來”為主題亮相CIMT2023，全面展示其虛實結合的數(shù)字化產(chǎn)品以及創(chuàng)新型數(shù)字化解決方案。西門子繼續(xù)在高檔數(shù)控系統(tǒng)上進步：推出新一代的SINUMERIK ONE數(shù)字化原生高檔數(shù)控系統(tǒng)，逐步替代老一代的840DSL高檔數(shù)控系統(tǒng)，希冀帶來數(shù)控系統(tǒng)的智能變革和數(shù)字化轉型，并賦予新一代數(shù)控系統(tǒng)以數(shù)字化原生、數(shù)字孿生、虛擬調試等概念，市場效果如何，還需要時間來驗證;另外，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)方面，西門子還發(fā)布了面向中國市場的 SINUMERIK 828D分體式控制器磨削版，該產(chǎn)品應磨削、齒輪行業(yè)客戶的需求而生，讓客戶能夠自主開發(fā)人機界面，數(shù)控系統(tǒng)有了半開放性。
2. 發(fā)那科(FAUNC)
FANUC以“全世界制造現(xiàn)場的夢想，那就是永不停止的工廠”為主題參加此次展覽，并根據(jù)中國機加工行業(yè)用戶的使用習慣和偏好，推出了一系列運行于FANUC CNC的用戶界面(HMI)產(chǎn)品，滿足中國用戶在使用設備中的各種需求，進一步深耕中國市場;在功能上，增加完善了刀具管理、智能主軸、高速剛性攻絲、報警維修云查詢等等，還增加了遠程監(jiān)控可實現(xiàn)移動終端/PC 的通用web 瀏覽器上顯示CNC操作屏幕，能夠從遠程位置(工廠外、辦公室內、機器人單元外等)監(jiān)控機器運行狀態(tài);FAUNC在市場上一直以專家式銷售為主，以數(shù)控系統(tǒng)軟硬件不開放的方式為用戶提供完整的解決方案，充分展示了FAUNC自身對數(shù)控技術的研究開發(fā)和集成能力，對組裝式數(shù)控機床OEM廠家來說，確實可以一定程度提高數(shù)控機床的競爭力;但對于有自主知識產(chǎn)權保護要求的數(shù)控機床OEM來說，F(xiàn)AUNC的開放性還需要提高。
3. 海德漢(HEIDENHAIN)
海德漢以“未來已來”為主題推出了全新一代高檔數(shù)控系統(tǒng)TNC7。TNC7全新功能包括6自由度圖形化工件設置功能、可自定義用戶界面、功能強大的編輯器、協(xié)助加工、智能編程、虛擬仿真等等;TNC7的推出，確實為業(yè)界樹立了新的標桿，無論是功能性能、可操作性、數(shù)字化、網(wǎng)絡互聯(lián)都做到盡善盡美，而且還有一定的開放性。
4. 倍福(BECKHOFF)
德國倍福以“開放式數(shù)控系統(tǒng)解決方案”為主題參加此次展覽。倍福是以“開放式軟CNC”為理念的，允許有自主知識產(chǎn)權的數(shù)控機床OEM廠商自己增加數(shù)學模型、開發(fā)新功能、構建屬于自己的HMI以及可匹配第三方伺服電機等二次開發(fā)工作。此次推出了新版本的TwinCAT3 CNC，除了傳統(tǒng)CNC功能，還增添了IoT、Vision、Machine Learning、新的機械數(shù)學模型及算法、測試測量、ChatGPT 等大型語言模型(LLM)的 TwinCAT Chat等功能。新版本的CNC充分利用工控機CPU多核系統(tǒng)，對于多通道設備實現(xiàn)一個通道使用一個內核的充分利用，可以實現(xiàn)插補計算精度10pm級別，更好的實現(xiàn)加工軌跡高精度運行。
TwinCAT3 CNC可適用的二次開發(fā)工具包含：C/C++/Matlab®/Simulink®、VB、C#、Java、Dephi、Database、ChatGPT等多種高級語言，操作系統(tǒng)可適合32位和64位Windows、Free BSD等等。
格勞博集團與倍福公司合作，針對電動汽車扁平電機自主開發(fā)了定制的專用機床，采用倍福基于PC和EtherCAT的控制和驅動技術解決了最大限度地縮短加工周期并相應加快工藝順序等關鍵問題，成功完成了這一任務。該解決方案不僅采用一臺安裝有TwinCAT 3軟件的C603x超緊湊型工業(yè)PC作為中央控制平臺，而且還配備了XTS磁驅柔性輸送系統(tǒng)。
此次展會上，倍福首次在中國推出了無控制柜自動化方案的可插拔式系統(tǒng)解決方案：MX-System，這是一款經(jīng)過空間優(yōu)化的靈活、智能的系統(tǒng)解決方案，可以完全取代傳統(tǒng)控制柜。其開拓性的產(chǎn)品設計和創(chuàng)新潛力獲得2023德國紅點“最佳設計獎”，同時獲得2023年iF設計大獎。
MX-System的標準化接口可以輕松實現(xiàn)即插即用，所有功能模塊都可以不費力地插接在底板上，可大大減少傳統(tǒng)控制柜的安裝時間。安裝工作可以由非電氣從業(yè)人員自主完成，不像傳統(tǒng)控制柜那樣容易出現(xiàn)接線錯誤，也沒有電氣柜的EMC干擾。應用涵蓋了從最簡單的PLC控制任務到最復雜的多核應用，包括運動控制、CNC、機器人、可視化、仿真、機器學習等等。
5. 華中數(shù)控
華中數(shù)控攜華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)、華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)、iNC-Cloud遠程運維平臺等重磅展品亮相CIMT2023，并以“五軸引領高檔智勝”為主題，隆重推出了HNC-848D高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)新品，將五軸加工技術和數(shù)字+網(wǎng)絡+智能+全面融合，在高品質五軸加工、CAM&CNC融合、在機測量、遠程運維等關鍵五軸技術上全面升級迭代;華中高檔數(shù)控系統(tǒng)屬于全數(shù)字總線式高檔數(shù)控裝置，支持自主開發(fā)的NCUC總線協(xié)議及EtherCAT總線協(xié)議，支持總線式全數(shù)字伺服驅動單元和絕對式伺服電機、支持總線式遠程I/O單元，集成手持單元接口;系統(tǒng)采用雙IPC單元的上下位機結構，具有高速高精加工控制、五軸聯(lián)動控制、多軸多通道控制、雙軸同步控制及誤差補償?shù)雀邫n數(shù)控系統(tǒng)功能，友好人性化HMI，獨特的智能APP平臺，面向數(shù)字化車間網(wǎng)絡通信能力，將人、機床、設備緊密結合在一起，最大程度的提高生產(chǎn)效率，縮短制造準備時間，將國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展推到新的高度。
華中8型數(shù)控系統(tǒng)
展會期間，華中數(shù)控系統(tǒng)五軸產(chǎn)品包正式發(fā)布，產(chǎn)品包提供了五軸RTCP功能、角度編程、智能前饋功能、五軸定向加工、法向進退刀、五軸RTCP參數(shù)自動標定、五軸工件測量功能、調試加工分析優(yōu)化工具、CAM及后置處理等全套五軸系列功能，為國產(chǎn)數(shù)控數(shù)控在高端領域應用奠定了基礎。
HNC高端五軸數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品包
6.廣州數(shù)控
廣州數(shù)控重點展出GSK25i、GSK27i系列高檔CNC系統(tǒng)，該系列產(chǎn)品具備五軸RTCP、五軸刀具路徑光順、五軸側刃加工進給速度自適應等功能，主要用于汽輪機葉片、模具等多軸零件的加工。
GSK27i是廣數(shù)面向多通道、多軸聯(lián)動、復合、高精、高效加工的新一代高端數(shù)控系統(tǒng)平臺，全新設計的軟硬件平臺能滿足復雜、精密、智能化設備的加工要求。系統(tǒng)采用多處理器實現(xiàn)nm級控制;人性化人機交互界面，菜單可配置，根據(jù)人體工程學設計，更符合操作人員的加工習慣;采用開放式軟件平臺，可以與第三方軟件連接;高性能硬件支持最大8通道、64軸控制;適用于車削、銑削、磨削、齒輪、機器人等多種設備。
7.科德數(shù)控
大連科德數(shù)控主營三軸聯(lián)動加工中心、五軸聯(lián)動臥式銑車復合加工中心、五軸工具磨床等高檔機床產(chǎn)品，機床配套的高檔數(shù)控系統(tǒng)和關鍵執(zhí)行部分全部自主化，公司自主研發(fā)的五軸立式加工中心和五軸臥式車銑復合加工中心批量銷到國內重點企業(yè)。
大連科德數(shù)控的第二代全數(shù)字總線式數(shù)控系統(tǒng)，針對機床面板、開關等外圍設備，以及伺服驅動器等實時性不同的數(shù)據(jù)信息，采用了統(tǒng)一的Glink數(shù)字總線，支持8個通道、24個軸。在硬件構架上采用最少的硬件，結合高性能GTP8000E軟件數(shù)控，實現(xiàn)了高性能全數(shù)字總線式數(shù)控系統(tǒng)。8.沈陽中科數(shù)控沈陽中科數(shù)控以開放式數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)平臺為基礎，將數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品從通用型擴展到專用型，滿足客戶的個性化需求及數(shù)控機床智能化發(fā)展趨勢。本次展出的產(chǎn)品型號包括面向五軸加工中心的GJ610、面向車銑復合機床的GJ620、面向柔性制造單元的GJ430、面向磨削機床的GJ320、面向數(shù)控車床的GJ306等。
GJ610智能化數(shù)控系統(tǒng)支持多傳感器介入和多信息融合，將信息技術、智能控制和網(wǎng)絡化技術有機結合，實現(xiàn)高檔數(shù)控系統(tǒng)對加工過程的全面感知及智能控制，增強系統(tǒng)加工處理能力，并具有智能編程、智能故障診斷、智能補償和遠程監(jiān)控能力。目前該系統(tǒng)已成功應用于飛機結構件、航空發(fā)動機葉輪等重點領域的關鍵零部件加工，提高了國之重器的自主可控能力。
另外，北京精雕集團重點展出的數(shù)控系統(tǒng)屬于自用。值得關注的是，北京精雕充分整合其自己研發(fā)的精雕數(shù)控系統(tǒng)、CAM軟件、機床加工能力、關鍵部件等核心資源，推出的五軸高速加工中心可穩(wěn)定實現(xiàn)“0.1µm進給、1µm切削、nm級表面效果”的精細加工，在醫(yī)療器械、汽車電子、精密模具等領域得到了規(guī)模化應用。
三、高檔數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的特點
結合本次參展和行業(yè)工作經(jīng)驗，對高檔數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的特點總結如下：
1. 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化受到高度重視
數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心和大腦，一套高檔的數(shù)控系統(tǒng)，不但需要有豐富的網(wǎng)絡接口、高速的計算能力、精確的實時響應、豐富的功能模塊、友好的用戶操作界面等等，還要匹配同樣性能優(yōu)秀的伺服驅動和伺服電機，才可以將數(shù)控設備優(yōu)良的機械特性發(fā)揮得淋漓盡致，打造出性能卓越的高檔數(shù)控機床。
從本次參展來看，無論是境內還是境外的數(shù)控系統(tǒng)，都不約而同地開展了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化的競爭：幾乎所有的高檔數(shù)控系統(tǒng)都在采用高速實時工業(yè)總線作為設備控制層的通訊方式，比較成功的有FAUNC的FSSB、SIEMENS的Profinet、HEIDENAIN的HSCI、BECKHOFF的EtherCAT、華中數(shù)控的NCUC;在智能化方面，各種數(shù)字孿生、輔助編程、虛擬仿真、機器學習、視覺集成、ChatGPT、能源管理等等，都在百花齊放;IoT、遠程運維、智能APP、MES/ERP、工廠互聯(lián)等。不管實現(xiàn)方式如何，最終結果都是讓數(shù)控系統(tǒng)的使用更加簡捷、友好，減少消費者的使用成本，提高生產(chǎn)效率，帶來更多的社會效益。總的來看，在數(shù)字化、網(wǎng)絡化這兩個方面，境內外的差距不是很大，甚至各有千秋。
華中數(shù)控“華中9型智能數(shù)控系統(tǒng)”集成AI芯片，融合AI算法，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的自主感知、自主學習、自主決策和自主執(zhí)行，這是新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合的典范，為數(shù)控機床智能化構筑開放平臺，為先進制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化開創(chuàng)路徑。
HNC-9智能數(shù)控系統(tǒng)
2. 具備強大二次開發(fā)功能的數(shù)控系統(tǒng)受到更大關注
數(shù)控系統(tǒng)新功能的增加總是從用戶的需求開始，部分機床OEM為了保護自己的知識產(chǎn)權，希望可以在現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)上增加自己特有的一些數(shù)學模型和算法;還有部分OEM為了保護自己的品牌和形象，也要求可以在現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)上增加特殊的功能;這就要求數(shù)控系統(tǒng)具有開放性，西門子和海德漢已經(jīng)逐步開始這方面的嘗試，而德國BECKHOFF則做得比較徹底，可以做到應用層全部開放，甚至允許用戶重新搭建屬于自己的數(shù)控系統(tǒng)，并對源代碼進行保護，這已經(jīng)得到境內外一些有技術團隊的著名機床廠家的喜歡，并在特種加工機床、金屬成形機床、金屬切削機床上都得到成功應用。國產(chǎn)華中8型數(shù)控系統(tǒng)在這方面技術有特點，與秦川機床、深圳創(chuàng)世紀、華工激光等企業(yè)合作開發(fā)高檔數(shù)控系統(tǒng)，應用于多種高檔機床。
3. 境內外數(shù)控系統(tǒng)水平的差距越來越小
由于境外數(shù)控系統(tǒng)公司在這方面比中國開發(fā)得更早得多，具有先發(fā)優(yōu)勢，所以到現(xiàn)在他們的總體技術一直處于領先地位;不過隨著境內計算機技術和人才的崛起、產(chǎn)業(yè)的支持和政府的引導，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術取得長足進步：在普及型數(shù)控系統(tǒng)方面已經(jīng)完全取代境外數(shù)控系統(tǒng)，在中檔數(shù)控系統(tǒng)方面也可以與境外平分秋色，只是在高檔數(shù)控系統(tǒng)方面還有所欠缺。相信在不久的將來，中國數(shù)控人可以發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，把屬于中國人自己的高檔數(shù)控系統(tǒng)做得更好。
4. 境外數(shù)控系統(tǒng)需要繼續(xù)中國化，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也需要敢于國際化
為了搶占全球最大的單一數(shù)控系統(tǒng)市場，境外數(shù)控系統(tǒng)廠商已經(jīng)在逐漸中國化，重視中國用戶使用習慣、操作界面的漢化、說明書漢化、銷售模式等，這些都在快速推進。來而不往非禮也，我認為中國數(shù)控系統(tǒng)廠商在實施國產(chǎn)化的同時也應該考慮國際化的問題。其實境外的數(shù)控系統(tǒng)也并不完全都使用境外生產(chǎn)的元器件，他們的數(shù)控系統(tǒng)中的部分計算機、屏、電路板、芯片、操作面板、甚至生產(chǎn)設備等也在使用中國產(chǎn)品，100%做到歐美當?shù)禺a(chǎn)品技術幾乎不可能。就像波音、空客，一架飛機最多也就是60%的自主化(本地化)率，數(shù)控系統(tǒng)也一樣，技術、供應鏈、消費市場全球化才是產(chǎn)品的本質。所以，境內數(shù)控系統(tǒng)廠商和OEM應該敢于走出去，無論是境外的技術、產(chǎn)品還是與境外企業(yè)之間的合作，只要有利于技術、市場快速成長的，都可以嘗試，條條大路通羅馬。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)要自強，自強的結果應該是海闊天空，是星辰大海。