【专业文档类】华中数控系统与国内外数控系统与之比较

三种国产数控系统华中HNC-21/22T、广数GSK 980TD及华兴31XTA/32XTA的G71/G73指令应用的异同李海斌温岭市太平高级职业中学摘要：针对本地学生学习的是华中数控系统，而企业大多使用的是广州数控及华兴系统的实际情况，通过对比分析G71/G73指令在这三种系统中的编程格式、要求和指令执行过程，得出G71/G73指令在三种系统中的应用区别。

本文所作的分析已通过实际机床验证，可以作为实际应用的参考。

关键词：华中HNC-21/22T、广数GSK 980TD、华兴31XTA/32XTA、G71/G73指令、产业升级在经济体制转型和经济全球化的背景下,尤其是近年来东部地区私营企业所面临的各种各样的问题和挑战,产业结构升级已经有许多的企业在悄悄的做,并且取得了不小的效益。

从2008年开始,特别是私营机械制造企业一要面对出口订单的减少；其次在国内市场还没有培育起来的同时又要面临已经起步成长的内地企业的竞争,某些行业产能进一步过剩；第三方面是人民币的升值,出口订单很大的比例是用美元签的，出口加工企业承受不起汇兑的损失；第四是农民工大量回流,且工资增长的幅度很大,许多企业不好招工。

在这多重的冲击下,不少的企业主选择了离开,也有一部分在苦苦的挣扎而无良好的解决方法。

当然有许多有实力有经营思路的企业主在这危机的情况下看到了机遇,埋头在做产业升级,积极的更新设备,调整升级产品及生产工艺,一是拿新产品占领市场,二是新设备新工艺减少成本。

在目前的情况下,在机械制造企业里旧设备的淘汰,新设备的购置已经成为共识,而新设备添置都围绕着数控化、自动化的方向进行。

到目前为止,数控车床在浙江的机械制造发达地区已经普及化,其他的数控设备也逐渐的深入到各个生产的企业中。

作为中等职业学校,我们面对产业的升级也作了很多的工作,培训了无数的掌握数控技能的学生,同时温岭市政府也拨出了大笔的资金,要求职业学校对农村劳动力及进城农民工进行数控技能的培训,为企业培养合格的操作人员。

2011年7月，中国机床工具工业协会执行副理事长王黎明日前指出：中国95%的高档机床数控系统仍依赖进口，国内高档系统的自给率不到5%，其中日本成为主要的进口国，约占1/3。

在国际市场上，中、高档数控系统主要由以日本发那科公司、德国西门子公司为代表的少数企业所垄断，其中发那科占一半左右。

在国内市场上，主要规模生产企业有20多家，以华中数控、广州数控、大连大森、北京凯恩帝、南京华兴等5家企业为代表。

质量稳定性(可靠性)国内外存较大的差距目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。

这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。

例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。

对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。

对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。

例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。

然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。

一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。

控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。

这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。

数控系统到目前为止共发展了六代，第一代是电子管数控系统，第二代是晶体管数控系统，第三代是集成电路数控系统，第四代是小型计算机数控系统，第五代是微型计算机数控系统，第六代是PC数控系统。

PC数控系统目前是最先进的结构体系，PC数控系统的发展，形成了PC嵌入NC的“NC+PC”结构和NC嵌入PC的“PC+NC”结构两大主要流派。

华中系统与FANUC0I系统数控车编程的区别-最新文档华中系统与FANUC 0I系统数控车编程的区别我们国产的华中数控系统，编程指令是在FANUC基础之上而来的，所以大部分指令是相同的，但毕竟还有些区别。

我们国家很多职业学校数控实训的设备都是华中系统，在此针对两种系统在数控车削编程指令方面不同进行比较。

1程序名的区别华中：以%+数字（1~4位）表示，如%1200。

FANUC：以O+数字（1~4位）表示，如O1200。

2有关进给功能F单位的区别华中：G94F＿；单位为mm/min G95 F＿；单位为mm/r。

机床上电时默认是G94，如G94F100，即100mm/min的进给速度。

FANUC：G98F＿；单位为mm/minG99 F＿；单位为mm/r。

机床上电时默认是G99，如G99 F0.2，即0.2mm/r的进给速度。

注意：两种系统在机床一上电时，对进给速度的单位默认是不同的，一定要注意换算。

3有关单一循环指令的区别3.1 外圆切削单一循环华中：G80X（U）＿Z（W）＿I＿F＿；其中，X、Z是切削终点坐标。

I＿是锥面切削起点与锥面切削终点的半径差，有符号。

FANUC：G90X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；其中，X、Z是切削终点坐标。

R＿是锥面切削起点与锥面切削终点的半径差，有符号。

3.2 端面切削单一循环华中：G81X（U）＿Z（W）＿K＿F＿；其中，X、Z是切削终点坐标。

K＿是锥端面切削起点与锥端面切削终点在Z方向的差值，有符号。

FANUC：G94X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；其中，X、Z是切削终点坐标。

R＿锥端面切削起点与锥端面切削终点在Z方向的差值，有符号。

4暂停指令的区别华中：G04 P＿；P后的单位是秒。

如G04 P2，表示暂停2秒。

FANUC：G04 P＿；P后的单位是毫秒。

如G04 P2000，表示暂停2秒。

5复合循环的区别5.1 内外径粗车复合循环G71华中：G71U（△d）R（e）P （ns）Q（nf）X（△u）Z（△w）F（f）。

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。

数控系统的国内外发展及应用现状数控系统是自动化技术和数字控制技术相结合的产物，是一种以数字信号为基础的自动控制系统。

它广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、电子制造等领域。

本文将从国内外发展和应用现状两个方面来探讨数控系统的发展情况。

首先，国外发展。

数控系统最初在二战期间由美国等西方国家开始研发，用于航空制造，进一步推动了航空技术的进步。

随后，数控技术逐渐应用于其他工业领域，如汽车制造、电子制造等。

美国、日本和德国等发达国家在数控系统的研发和应用方面保持着领先地位。

特别是日本，其在数控技术方面投入巨大，使得其机械制造业获得了全球领先地位。

例如，日本的数控车床、加工中心等设备在全球市场占有很大份额。

而在中国，数控技术的发展起步较晚。

上世纪50年代末，我国开始引进一些数控设备，并在1965年建立了第一个数控机床生产厂。

从那时起，我国开始了数控技术的研发与推广，在国内一些关键领域形成了自主的数控技术体系。

近年来，中国在数控系统的研发和应用方面取得了巨大的进步，国内的数控设备制造技术水平逐步提高，一些大型企业在技术上具备了与国外企业竞争的能力。

目前，我国的数控设备已广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。

在应用现状方面，数控系统在各个国家和地区都得到了广泛应用。

数控设备改变了传统的手工操作模式，提高了生产效率和产品质量。

它不仅可以提供高度精确和稳定的加工能力，还能够实现复杂零件的自动化生产。

此外，随着智能制造和工业4.0的发展，数控系统将更加智能化和自动化，为工业生产带来更多的便利和效益。

总之，数控系统是现代制造业的重要技术之一，其在国内外的发展和应用呈现出不同的特点。

国外发达国家在数控技术方面具有明显的优势，而中国在近年来的快速发展使得其在数控技术领域逐步迎头赶上。

随着技术的进步和应用的推广，数控系统在工业生产中的地位将愈加重要。

华中数控系统与国外系统对⽐以华中8型为代表的国产⾼档数控系统，经⽤户使⽤验证和第三⽅测试，其功能、性能和可靠性达到国外同类系统⽔平，可替代进⼝。

整体技术⽔平全⾯达到国际先进⽔平。

已在沈飞、成飞、航天8院、东汽等航空航天、汽车、发电装备制造等⼀批重点领域批量应⽤。

华中8型数控系统配置华中8型数控系统的⾼速钻攻中⼼机床智能制造的核⼼是“⼤数据”，离开“⼤数据”⼀切智能化决策、智能化控制都是空谈。

国外数控系统开放性较差，基本数据难以直接获取，⼤多数关键信息数据更是没有开放出来，与其他设备的信息互通与开放性受限，国内缺乏替代技术，后续维护困难，成为了企业在智能化车间升级改造过程中的瓶颈。

采⽤国产数控系统直接解决了这⼀瓶颈问题，华中数控⾃主研发了华中8型数控系统，包括系统控制系统软件、伺服驱动、伺服电机、相关通讯协议等，提供以太⽹接⼝，⽀持标准TCP/IP协议，经过简单参数配置即可实现外部系统与数控系统的通讯，同时可以直接获取到数控系统所有数据信息：设备状态数据、机床参数数据、所有内部寄存器/变量数据信息、运⾏G代码/机器⼈程序信息、电机位置/电流/跟随误差等数据、系统报警/IO、加⼯产品信息、⼑具使⽤寿命等实时数据信息。

为智能制造“⼤数据”分析、处理提供强有⼒的⽀持与保障。

配置华中8型数控系统机床能够满⾜企业⽣产加⼯要求，⽽且效率⽐国外系统⾼。

如下图所⽰，加⼯同⼀⼯序，使⽤相同G代码，进给修调倍率相同，使⽤国外系统机床加⼯时间为8分08秒，使⽤华中8型系统加⼯时间为7分46秒，⽐国外系统效率提升4.5%；同时采⽤华中数控⾃主开发的基于“⼤数据”的⼯艺参数智能优化技术，获取机床1ms周期性实时“⼤数据”，进⾏⼯艺参数智能优，使⽤优化后的G代码进⾏加⼯，时间为7分0秒，⽐优化前效率提升9.9%，⽐国外系统效率提升了13.9%。

华中8型数控系统与国外系统加⼯效率对⽐华中数控系统除了功能、性能、可靠性、开放性⾼等优点外，其在机床上安装接线也⽐国外数控简单、整洁，⼊下图所⽰，左侧为国外数控系统接线图，右侧为华中8型数控系统接线图，华中8型数控系统采⽤NCUC总线与IO设备、伺服驱动等进⾏通信，NCUC是我国⾃主知识产权的数控设备内部互联协议，其采⽤数据双向冗余传输，有安全的数据重发和检测机制。

数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。

从1952年美国麻省理工学院研制出第1台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪。

数控系统也由当初的电子管式起步，发展到了今天的开放式数控系统。

中高档数控系统的需求也越来越大。

以往中高档数控系统基本被国外厂商占领，因此我国中高档数控系统技术必须加快发展。

一、国外数控系统现状在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。

国外的主要数控系统制造商有西门子、发那克、三菱电机、海德汉、博世力士乐、日本大隈等。

1.纳米插补与控制技术已走向实用阶段纳米插补将产生的以纳米为单位的指令提供给数字伺服控制器，使数字伺服控制器的位置指令更加平滑，从而提高了加工表面的平滑性。

将“纳米插补”应用于所有插补之后，可实现纳米级别的高质量加工。

除了伺服控制外，“纳米插补”也可以用于Cs轴轮廓控制；刚性攻螺纹等主轴功能。

西门子的828D所独有的80bit浮点计算精度，可使插补达到很高的轮廓控制精度；三菱公司的M700V 系列的数控系统也可实现纳米级插补。

2.机器人使用广泛未来机床的功能不仅局限于简单的加工，而且还具有一定自主完成复杂任务的能力。

机器人作为数控系统的一个重要应用领域，其技术和产品近年来得到快速发展。

机器人的应用领域延伸到了机床上下料、换刀、切削加工、测量、抛光及装配领域，从传统的减轻劳动强度的繁重工种，发展到IC封装、视觉跟踪及颜色分检等领域，大大提高了数控机床的工作效率。

典型的产品有德国的KUKA，FANUC公司的M-1iA、M-2000iA、M-710ic。

3.智能化加工不断扩展随着计算机领域中人工智能的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度也得到不断提高。

应用自适应控制技术数控系统能够检测到过程中的一些重要信息，并自动调整系统中的相关参数，改进系统的运行状态；车间内的加工监测与管理可实时获取数控机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床状态，使相关维护提前，避免事故发生。

国内、外数控系统的综合比较一、中高档、中低档数控系统的综合比较以下精选各数控公司的中高档数控系统、中低档数控系统中最佳性能产品加以比较：1.1 广州数控GSK21M数控系统系统具有4轴3联动控制功能，可扩展至7轴4联动控制；支持直线、圆弧、样条曲线插补；最快进给速度可达60m/min；系统具有256点输入输出点；，支持梯形图编程；具有99组刀具长度补偿和刀具半径补偿；直线坐标轴具有反向间隙及螺距误差补偿；系统支持刚性攻丝；系统采用4级密码控制系统操作权限；采用电子盘，用户程序容量可达32MB；系统可通过RS232接口实现与PC机通信，用于传输程序、参数和梯形图。

支持U盘存储。

1.2 凯恩帝K1000M/T II系列数控系统系统具有4轴4联动控制功能；数字量输入输出点数可达40/24个，支持梯形图编程；数控系统NC代码处理速度可达10000/18s，最快进给速度可达24m/min；系统具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补等基本插补控制功能；具有刀具半径补偿、刀具长度补偿；具有反向间隙和螺距误差补偿；系统支持刚性攻丝；系统采用4级密码控制系统操作权限；采用电子盘，用户程序容量可达640KB；系统可通过RS232接口实现与PC机通信传输程序、参数和偏置。

支持U盘存储。

1.3 华中数控世纪星HNC-21M/T系列数控系统系统基于嵌入式PC，具有5轴4联动控制功能，具有脉冲输出接口、模拟量输出接口；数字量输入输出点数可达40/32个；系统最小分辨率1µm，最大移动速度：16m/min；系统具有直线、圆弧、螺旋线、正弦线插补，自动加减速控制；支持小线段连续加工功能，适用于复杂模具加工；系统支持反向间隙补偿，多达5000点的双向螺距误差补偿功能； 8MB Flash程序断电存储，8MB RAM加工缓冲区，可选配硬盘支持2GB数控程序存储；可采用RS232接口传输数控代码，可选配以太网接口；系统具有刀具半径补偿、刀尖半径补偿和刀具长度补偿等。

2011年7月，中国机床工具工业协会执行副理事长王黎明日前指出：中国95%的高档机床数控系统仍依赖进口，国内高档系统的自给率不到5%，其中日本成为主要的进口国，约占1/3。

在国际市场上，中、高档数控系统主要由以日本发那科公司、德国西门子公司为代表的少数企业所垄断，其中发那科占一半左右。

在国内市场上，主要规模生产企业有20多家，以华中数控、广州数控、大连大森、北京凯恩帝、南京华兴等5家企业为代表。

质量稳定性(可靠性)国内外存较大的差距目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。

这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。

例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。

对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。

对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。

例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。

然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。

一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。

控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。

这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。

数控系统到目前为止共发展了六代，第一代是电子管数控系统，第二代是晶体管数控系统，第三代是集成电路数控系统，第四代是小型计算机数控系统，第五代是微型计算机数控系统，第六代是PC数控系统。

PC数控系统目前是最先进的结构体系，PC数控系统的发展，形成了PC嵌入NC的“NC+PC”结构和NC嵌入PC的“PC+NC”结构两大主要流派。