[国产高档数控系统――i5数控系统的研发和应用]:国产高档数控系统――i5数控系统的研发和应用  根据国家有关部门要求，中国机床工具工业协会组织重点企业开展产业链供应链研究，梳理行业发展脉络，推动行业企业融入以内循环为主体、国内国...

国产高档数控系统――i5数控系统的研发和应用

  根据国家有关部门要求，中国机床工具工业协会组织重点企业开展产业链供应链研究，梳理行业发展脉络，推动行业企业融入以内循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。为此，协会传媒部就国产数控系统开发进展和应用推广情况进行了采访梳理，并予以系列报道，供行业企业和广大用户参考。

  一、研发背景与市场分析

  “创新”并非“天降神物”，也不是来自企业家的“奇思妙想”或某些天才的“灵光一现”。进入上世纪90年代后，沈阳第一机床厂、中捷友谊厂和沈阳第三机床厂这三家原“十八罗汉厂”经营陷入困境，其原因与产品技术落后从而失去市场竞争力不无关联。同时，随着国家对外开放、扩大进口力度，反映出中国数控技术落后给整个数控机床产业造成更大被动。

  2007年，沈阳机床集团在上海成立了沈阳机床上海研究院，i5团队自此诞生。组建i5团队的出发点很简单，就是想做出中国自己的机床“大脑”，而且要做的更加智能化。沈阳机床上海研究院成为沈阳机床集团在运动控制技术方面的主要研发基地。

  2012年，沈阳机床上海研究院历时5年在CNC运动控制技术、数字伺服驱动技术、实时数字总线技术等运动控制领域取得突破，诞生了首台具有网络智能功能的i5智能系统。2014年，沈阳机床上海研究院在五轴数控系统核心技术方面有所突破，完成首台搭载i5系统的五轴机床VMC0656e，并测试成功。该五轴机床于2015年实现量产，为沈阳机床进军高端数控市场提供了重要基础。

  i5系统的突破是基于掌握了运动控制技术的一种底层技术突破，全面覆盖两轴、三轴、四轴、五轴等各类机床应用，在此基础上可以衍生一系列满足差异化诉求的机床产品。

  二、技术亮点和创新点

  1.总体介绍

  (1)i5采用基于PC的全软件式结构，即利用计算机系统的软硬件开发可以分开的特点，把数控控制核心部分全部写在CPU上，用软件实现。这个结构的优点在于数控核心拓扑结构可变，内部模块全部开放，可借助标准化的接口实现模块间的互换、移植或协同工作。基于PC的特性让i5获得天然的互联网能力以及较先进的硬件支持。

  (2)操作系统的选择。i5选用的是Linux操作系统，不同于其他基于PC系统使用的Windows系统，Linux操作系统是互联网共享开发的产物，其优点是源代码开放且免费，与互联网天然契合，开发者可以根据自己的需要对操作系统进行裁剪和修订，实现操作系统的定制。

  (3)数字总线的选择。i5采用开放式的EtherCAT(ECAT)总线，开放程度可以达到芯片级(提供FPGA逻辑的IP授权，实现芯片级集成)，在全球拥有60万用户。与封闭式总线相比，EtherCAT总线最大的优点在于它能够支撑数控系统未来的扩展应用，并且具有很丰富的开放资源和第三方设备支持。

  使机床“智能化”是i5数控系统的中心原则。智能并不一定非要通过传感器，也可以通过信息交互，甚至是人与人之间的交互;给机床埋上传感器不但成本很高，而且破坏机床的刚性。真正的智能是给用户带来便利，让原本困难的事情变简单(例如让初级技工能干出原本只能由高级技工完成的工作)就是智能化。i5数控系统从研发至今都在延续并扩展这些智能化功能。

  2. 让编程更简单

  机床在加工不同零件的时候需要不同的工艺设计，而工艺设计的背后实际上是不断沉淀的知识和经验，只有有经验的老师傅才能熟练设定加工参数，循环引导的目的在于把不断沉淀的经验转换为程序代码。

  循环引导编程：引导编程包括标准化循环和定制化循环支持。标准化循环支持标准车削、铣削、钻孔、攻丝、镗孔循环;可以通过图形化引导编程页面实现快速编程和修改。定制化循环可根据特定的工艺要求定制开发，实现高效便捷生成，如车床的毛胚切削、切槽等。