
科德數(shù)控KHM150U是當前國內(nèi)首臺可媲美國際同類的超精密裝備,其數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動器、各類電機、主軸、轉(zhuǎn)臺等關(guān)鍵核心部件全部由科德數(shù)控自主研發(fā),復(fù)合材料制備工藝、制造工藝和裝配工藝全部由我們自主掌控。
高端五軸機床長期受制于人的核心瓶頸,在于數(shù)控系統(tǒng)與關(guān)鍵功能部件??频聰?shù)控自主研發(fā)的GNC62高檔數(shù)控系統(tǒng),是國內(nèi)唯一全源碼自主開發(fā)并經(jīng)國家權(quán)威檢測確認的系統(tǒng),成功打破了對日本發(fā)那科、德國西門子等進口體系的依賴,為國產(chǎn)高端機床裝上了自主可控的“大腦”。
經(jīng)過多年持續(xù)投入與研發(fā),科德數(shù)控在高端數(shù)控領(lǐng)域已形成成熟布局,構(gòu)建起完整的技術(shù)、人才與產(chǎn)業(yè)鏈體系。其關(guān)鍵零部件自主化程度高,實現(xiàn)了完全技術(shù)自主,目前產(chǎn)品整體自主化率超過85%。與進口機床相比,科德數(shù)控產(chǎn)品優(yōu)勢顯著。例如,其自主研發(fā)的五軸葉片銑削加工中心,涵蓋CPU在內(nèi)的核心部件全部自研,一次裝夾即可完成五面體加工,兼具高精度與高科技含量,售價僅為750萬元。此舉有力推動了高端數(shù)控機床的國產(chǎn)化進程,進一步扭轉(zhuǎn)了長期依賴進口的局面。
面對歐美日等國際巨頭壟斷全球機床控制系統(tǒng)的局面,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)正從三條路徑探索突破:
1. 正面攻堅,力爭通用市場
以華中數(shù)控、廣州數(shù)控為代表,堅守量大面廣的通用型數(shù)控系統(tǒng),從中低端市場起步,逐步向高端領(lǐng)域艱難推進。
2. 自主閉環(huán),深耕專用領(lǐng)域
北京精雕、大連科德等企業(yè)采用自研系統(tǒng),實現(xiàn)軟硬件協(xié)同。北京精雕憑借精密銑削與自主CAM系統(tǒng)獨樹一幟;大連科德則在高端五軸加工中心與科德系統(tǒng)深度綁定,助力航空航天。
3. 聚焦場景,以簡馭繁
在細分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)單點突破。例如柏楚電子專注激光切割控制系統(tǒng),摒棄通用系統(tǒng)的復(fù)雜設(shè)計,貼近行業(yè)需求,實現(xiàn)易用好用。其2019年營收3.76億元,凈利潤2.46億元,毛利率高達65%,在光纖激光切割市場占有率超過70%。這種成功模式為木工機械等細分領(lǐng)域提供了可復(fù)制的突破路徑。
我們再看看下面這張圖的中線/軸線/中間線功能
我也就是提出五個問題:
1.中線可通過幾種算法實現(xiàn)?這些算法會產(chǎn)生幾種具體功能?
2.這幾個具體功能有什么具體差異?屬性參數(shù)是什么?主要分別用在那些場景?
3.這種屬性參數(shù),那些是可識別可保持可參數(shù)化的?需不需要在其他模塊保持屬性?還是需要參數(shù)關(guān)聯(lián)?
4.這個功能是哪些功能的前提功能?能不能進行矩陣計算?能不能成為其他功能算法的數(shù)據(jù)庫?
5.這個功能怎么形成順逆計算的無誤差?從計算到顯示再到檢測再到重復(fù)利用等等?
如果這種輪廓參數(shù)運用在科德數(shù)控車銑復(fù)合機床上,需要注意哪些問題?
1.刀軸聯(lián)動變角計算問題
2.無級變速問題與轉(zhuǎn)速進給速度匹配問題
3.暴力車削模式與車銑循環(huán)宏的問題
4.怎么平衡機床精度壽命和技術(shù)加工功能之間的平衡問題
5.如果開發(fā)CAM軟件,怎么進行適配的問題?
6.那么需要得到哪些刀具廠家的通用數(shù)據(jù)?
7.還有避讓所需要的刀軸跟蹤旋轉(zhuǎn)功能?
在高端機床的投資邏輯中,數(shù)十萬的CAM軟件成本,是為確保數(shù)百萬設(shè)備價值得以釋放的必要投入,二者必須精密配合。能駕馭千萬機床,自然懂得幾十萬的CAM軟件是點睛之筆。硬件的價值,需要頂尖的軟件來釋放。
科德數(shù)控系統(tǒng),標配QJCAM軟件。
QJCAM2026新增了多軸與復(fù)合加工、智能編程、智能磨拋、自動測量等七大核心功能模塊,實現(xiàn)了從編程設(shè)計到生產(chǎn)落地的全鏈條覆蓋。平臺通過全工序覆蓋、智能優(yōu)化、精準控制與數(shù)據(jù)互聯(lián),可精準滿足不同行業(yè)、不同場景的精細化加工需求,為我國CAM軟件實現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域自主可控奠定了基礎(chǔ)。
大連科德(科德數(shù)控) +千機智能CAM(QJCAM)葉盤類零件專用機床
QJCAM葉輪專用編程模塊能夠提供多種粗加工和精加工工藝選項,支持葉盤、葉環(huán)以及葉輪類零件的數(shù)控編程,還配備了工藝模板庫,降低編程難度。
當前機床與配套軟件的適配關(guān)系主要受以下幾方面因素影響:
進口機床通常搭配進口軟件。此類配置多出現(xiàn)在資金實力較強的企業(yè)。從商業(yè)邏輯看,用戶通常傾向于保持設(shè)備與軟件的整體性,以保障系統(tǒng)運行的完整性與穩(wěn)定性。
進口機床搭載國產(chǎn)軟件的情況在實際應(yīng)用中較少見。這主要涉及技術(shù)適配層面的考量:機床制造商積累的技術(shù)參數(shù)與運行數(shù)據(jù)是其核心競爭力的組成部分,對外部軟件開放需經(jīng)過嚴格的技術(shù)驗證與商業(yè)評估。實現(xiàn)這種跨體系適配通常需要軟件方進行深度技術(shù)投入與設(shè)備采購。
國產(chǎn)機床搭配進口軟件是當前較常見的組合。這種配置反映了不同技術(shù)體系的發(fā)展現(xiàn)狀:國內(nèi)機床產(chǎn)業(yè)正處于持續(xù)提升階段,而國外軟件商在技術(shù)成熟度與系統(tǒng)兼容性方面具有相對優(yōu)勢。對國外軟件商而言,這種合作有助于拓展市場覆蓋面。
國產(chǎn)機床與國產(chǎn)軟件的配套已有實踐案例,但尚未形成規(guī)模效應(yīng)。除北京精雕等少數(shù)實現(xiàn)軟硬件協(xié)同的案例,以及大連科德在數(shù)控路徑參數(shù)匹配方面取得較大進展外,多數(shù)企業(yè)仍面臨系統(tǒng)整合的挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在兩方面:國產(chǎn)軟件在基礎(chǔ)循環(huán)功能之外的拓展性研發(fā)有待加強,同時國產(chǎn)控制系統(tǒng)與國產(chǎn)軟件之間尚未建立深度的技術(shù)協(xié)同機制。這種現(xiàn)狀在一定程度上影響了整體技術(shù)效能的充分發(fā)揮。
北京精雕現(xiàn)已構(gòu)建了完善的精密數(shù)控機床研發(fā)體系,形成了專業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)團隊,近5年研發(fā)投入超過總收入的8%。持續(xù)的資源投入和不斷的領(lǐng)域深耕,助力北京精雕全面掌握了精密數(shù)控機床的關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)品,并擁有了完整的自主知識產(chǎn)權(quán),實現(xiàn)了核心功能部件的獨立研發(fā)和規(guī)模生產(chǎn),還取得了豐碩的研發(fā)成果,包括:機床主機、數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電主軸、高精度直驅(qū)轉(zhuǎn)臺、精密驅(qū)動系統(tǒng)、CAM軟件、信息化管理軟件、刀庫、精密制冷機等。
其中:機床主機的各項精度指標達到微米級,可媲美國際一流品牌;數(shù)控系統(tǒng)在機檢測應(yīng)用使精雕機具備了“車間級測量機”的精密檢測能力,“在機檢測系統(tǒng)”于2018年被評為中國智能制造十大科技進展;精雕高速精密電主軸支撐精雕機實現(xiàn)高品質(zhì)的復(fù)合加工;高精度直驅(qū)轉(zhuǎn)臺保障了五軸聯(lián)動加工微米級精度的穩(wěn)定實現(xiàn);精密驅(qū)動系統(tǒng)使精雕高速機具備了“0.1微米進給,1微米切削,納米級表面粗糙度”的精密加工能力;CAM軟件實現(xiàn)五軸精密加工工藝的高效規(guī)劃,軟件的在機檢測算法精度于2020年獲得德國PTB的權(quán)威認證;信息化管理軟件有效管控各類精密加工生產(chǎn)要素;刀庫保障了精密加工過程的穩(wěn)定性和連續(xù)性;精密制冷機保證了精密加工系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定性。
通過以上核心功能部件的批量化應(yīng)用,北京精雕已累計向市場推出性能優(yōu)異、品質(zhì)穩(wěn)定的精雕機共300多個型號,以滿足市場的多樣化需求。北京精雕的旗艦產(chǎn)品——精雕五軸高速加工中心已成為市場認可的成熟產(chǎn)品。根據(jù)工信部指導(dǎo)制定的《機床裝備制造成熟度評價規(guī)范》,精雕五軸高速加工中心的代表機型JDGR400T獲得了制造成熟度八級認證,標志著其技術(shù)性能已達到國際先進水平。JDGR400T在加工新能源汽車零件、醫(yī)療器械零件、光學(xué)零件、傳動零件等復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件時,可穩(wěn)定實現(xiàn)微米級加工精度。
在國內(nèi)機床領(lǐng)域,北京精雕機床發(fā)揮著重要的支撐作用。這家以CAM軟件起步的企業(yè),已成為我國機械制造行業(yè)中軟硬件結(jié)合發(fā)展的代表性案例。許多人將精雕的成功歸因于其準確把握消費電子市場的增長機遇,并進入蘋果產(chǎn)業(yè)鏈。實際上,智能手機的快速發(fā)展帶動了多個行業(yè)的技術(shù)革新,這種趨勢為眾多企業(yè)提供了相似的發(fā)展機會。而精雕之所以能在競爭中占據(jù)有利位置,與其長期專注于CAM軟件的研發(fā)積累密不可分。
當前,國產(chǎn)機床出于市場競爭考慮,在高端功能開發(fā)方面往往較為謹慎,與國內(nèi)軟件廠商的協(xié)同合作也存在一定局限。當企業(yè)發(fā)展至較高水平時,在知識產(chǎn)權(quán)保護與合作機制方面仍面臨挑戰(zhàn)。
在軟件研發(fā)方面,部分國產(chǎn)軟件更注重具體功能的實現(xiàn),而在系統(tǒng)架構(gòu)與操作邏輯的整體性上尚有提升空間。以流道曲線提取功能為例,該功能需要集成圓心定位、曲線生成、區(qū)域計算、邊界修剪及曲線轉(zhuǎn)化等多個算法模塊,對軟件內(nèi)核架構(gòu)與數(shù)據(jù)處理能力要求較高。這類開發(fā)工作往往需要具備專業(yè)領(lǐng)域知識的工程師參與完成。