第十三届中国数控机床展览会（CCMT2024）以“聚焦——数字•互联•智造”为主题，展示机床工具行业在数字化、互联互通、智能制造、高效加工方面所取得的最新成果。数控系统行业的国内外知名厂商悉数到场，展示了最新的技术和产品。数控系统及配套的伺服驱动产品作为数控机床核心功能部件，其发展趋势被备受瞩目。
一、数控系统
1.部分展商参展情况
西门子全新的机床数字化解决方案品牌MACHINUM正式亮相，进一步诠释了西门子品牌以数字化之力驱动机床行业加速迈向可持续发展未来的理念。
MACHINUM是西门子面向机床行业的数字化解决方案的统称，包含了针对机床制造商和机床用户的所有机床数字化产品，涵盖了机床设计数字化、加工工艺数字化和生产过程数字化三大场景，可以为企业提供智能虚拟机床、智能机床加工和智能车间生产相配套的数字化解决方案。西门子以机床数字化MACHINUM为主体，继续扩大新一代数字化原生数控系统ONE的市场影响力。产品一方面通过Top Speed（臻优极速）、 Top Surface（臻优曲面）功能提升表面加工质量；通过DYNPREC（动态精度）功能提高加工精度；通过智能负荷控制（ILC）和智能动态控制（IDC）功能改善机床的动态性能；通过完善数字孪生模型，以实现从设计到制造一体化、智能化，实现数控系统在曲面造型、配置、编程、测量、高速高精控制的集成，提供覆盖复杂工件加工的整体解决方案。
新一代“数字原生”高端数控系统SINUMERIK ONE是西门子为机床企业应对未来变革推出的关键产品，承接了SINUMERIK 840D sl的全部功能，操作和编程完全兼容，能够轻松实现切换。在此基础上，采用全新硬件平台，具备多种创新功能，具有创建相应数字孪生的多功能软件，虚拟与现实能够无缝交互，适配更多生产加工场景，满足客户对精度、效率和质量的更高需求。例如，在模具生产过程中，Top Speed功能通过新型算法的滤波器，能够显著提升机床的加工速度，与Top Surface功能协同工作，可同时保证加工效率及精度。
北京发那科展示了其在智能加工系统、各大行业解决方案以及智能制造数字化产品等方面的最新成果，包括北京发那科智能加工系统FX FANOVI、各大最新行业（FANUC功能群、车床、多轴、医疗、模具、新能源汽车、3C/5G、绿色机床等）解决方案、智能制造DX数字化产品等，以及Laser Interface Unit 2（LIU2）/FANUC Laser Scanner（LS3Di-A）两款激光类产品。FANUC最新发布的数字孪生系列技术和产品NCguide2、加工面推定、DDMS通过虚实结合的展示方式在展会现场进行了全面呈现。展会期间，北京发那科数控系统产品销量正式突破百万台大关，这也从侧面展现了其在中国市场耕耘多年后庞大的用户基础和深远的影响力。
FANUC公司继续推广0i-F Plus、31i-MODEL B Plus数控系统。产品搭载了智能控制技术，可根据温度和负载的变化，智能优化控制；高效加工技术，缩短循环时间；表面精细处理技术，实现高品质加工；数字控制技术和智能伺服技术，具有智能重叠、智能自适应控制、智能主轴加减速、智能热控制等功能，并具有机器人快速连接（CNC-QSSR）功能。FANUC DIGITAL TWIN功能可根据伺服与刀具信息进行表面质量推定，减少试切加工时间。
FANUC Oi- F Plus是Oi-F系列的继任，CNC 控制器，具有更新的设计、增强的基本功能和对易用性的追求。这款产品不仅继承了FANUC一贯的高性能、高可靠性特点，还在智能化、网络化方面进行了全面升级，能够更好地满足用户对生产效率和产品质量的需求。它配备了最新iHMI，搭载FANUC最新CNC和伺服技术，标配个性化功能，扩展内存容量，在加工性能、运转效率和易用性等方面都较Oi-F系列有所提升。高效加工技术可实现循环时间缩短，缩短表面精细处理周期；通过预防维护防止机床突然停机，轻松锁定故障位置，缩短恢复时间；支持加工现场的FANUC iHMI界面，个性化界面定制开发，支持丰富的现场网络。
武汉华中数控股份有限公司的展位围绕“AI赋能 五轴引领 复合升级”的主题，展示了智能数控系统、五轴数控系统、车铣复合数控系统等系列化产品，“一脑双控”机械手自动化产品仿真与虚拟高度场景，以及新3C钻攻中心产品包、华中数控机加工机器人自动化解决方案、AI赋能-机床的智能化应用等新技术。
华中9型智能数控系统以“智能+”为创新理念，提供了机床指令域大数据汇聚访问接口、机床全生命周期“数字双胞胎”的数据管理接口和大数据智能（可视化、大数据分析和深度学习）的算法库，为打造智能机床共创、共享、共用的研发模式和商业模式提供开放式的技术平台与技术支撑，结合大数据与人工智能技术打造了"端-边-云”的智能体系架构形成了集成AI芯片的智能硬件平台、支持AI算法的智能软件平台、构建智能APP生态的开放平台。
广州数控设备有限公司的主要展品包括GSK27i、GSK988、GSK218、GSK25i、GSK980等系列数控系统，GT/GM系列伺服驱动，系列化高精伺服电机，直线电机，力矩电机和电主轴电机，以及“数控神焊”系列焊接机器人等，同时还展示了针对车铣、铣车、车磨等复合加工设备数控系统的整体解决方案。
GSK 27i是广州数控面向多轴多通道复杂加工应用的高端智能化数控系统，可实现4通道32个进给轴控制、支持5轴联动的高精高效加工，支持通道间轴同步控制、混合控制、重叠控制、跨通道正副主轴位置同步和速度同步控制等功能。该系统采用深度神经网络DNN算法实现机床实时进行碰撞检测，可在机床主轴碰撞后瞬时急停机床，以减少碰撞损失，保护机床和刀具。智能主轴负载自适应功能可根据主轴负载大小自动调节进给倍率，也可以恒功率切削，缩短加工时间，提高加工效率，适用于高端五轴机床、高档加工中心、车铣复合、磨削、滚齿、磨齿及复杂加工设备的加工场景。
沈阳中科数控技术股份有限公司此次推出全系列数控系统产品，包括GJ600型智能数控系统、GJ400型高档数控系统以及GJ300型专用数控系统等。
GJ600型智能数控系统搭配数字化车间智能管控平台，配套2030双摆头龙门五轴加工中心，实现数字虚拟与现实加工同步驱动、机床功率与负载的多重监控及机床故障预测与健康管理，在展会现场完成大型叶轮的加工。系统采用分体式可重构平台设计，具有智能传感器网关，支持温度、振动、RFID等多种传感器介入和现场设备组网，软件采用多插补器结构设计，支持4通道控制，联动轴数32个，支持8个主轴和8组同步轴控制，具备精优曲面加工、智能误差补偿、内置优化与诊断、可配置图形化工艺库、刀具智能管理等功能，支持高速、高精度、高表面光洁度加工过程的智能优化。系统与五轴龙门加工中心、五轴镗铣加工中心、复合加工中心、激光微孔冷加工中心等高端数控机床配套应用，解决航空航天、汽车制造等领域关键零部件的数字化智能化制造需求。
面向数控机床的数字化车间智能管控平台工业软件，具有异构多源设备互联互通平台、数字孪生智能管控平台、工业大数据平台、故障预测与健康管理平台、绿色能耗实时监控平台、视觉识别平台、MOM生产协同管理平台、实时调度与智能排产平台、云边协同服务平台等功能模块，实现多种国内外数控机床设备、热处理与表面处理设备、铸造与锻造设备、工业机器人与AGV、质量检测单元、仓储物流单元等设备的互联互通与互操作，广泛应用于航空航天、汽车制造等行业的机加、铸造、热表处理等工业母机重点领域数字化车间建设与智能化升级，显著实现提质增效。
除了上述企业之外，三菱、海德汉、新代、华兴、维宏、凯恩帝、铼钠克等也在展会期间分别展示了新产品和新成果。
2.数控系统展区综合评述
随着高端数控机床国产替代加速，五轴联动机床产品明显增多。国内的数控系统参展厂商均展出了五轴联动的数控产品，并具有数字孪生功能，如华中的9型系统、中科数控的GJ600系列、科德数控的GNC62产品、广数的GSK 27i产品等。高性能、数字化、智能化成为数控系统产品发展的普遍趋势，各个厂商在提升数控系统产品的五轴加工、复合加工、超精密控制等自身性能的同时，都在加强数控系统与机器人、自动产线等相关设备设施的联动性。数控机床不再是一个完全孤立的设备，而是通过物联网等与其他设备构成一个完整的生产制造环境，协调联动，以大幅提升加工效率。数控系统是数控加工“内”“外”环境连接的桥梁与核心，在自动化产线和数字化车间创建中起到关键作用。近年来，国产数控系统数字化、智能化能力不断提升，但在加工工艺的覆盖、运动控制的性能以及可靠性方面与国外产品仍存在差距。在展会现场，高端机床配套的系统中国产系统只是偶露峥嵘，大部分高端机床选用的还是西门子和发那科系统。
二、伺服驱动展品
1.部分展商参展情况
毕孚自动化公司（Beckhoff）展出了AX5000数字式紧凑型、AMP8000分布式以及AX8000多轴伺服系统。其中AX8000多轴伺服系统将功能强大的FPGA技术和ARM多核处理器完美结合在一起。新的多通道电流控制技术能够实现非常短的采样和响应时间，电流的设定值偏差可以在1µs内做出响应；8kHz开关频率下的最短电流控制器周期时间为62.5µs。
三菱公司（Mitsubishi）展出了MELSERVO-JET系列以及MELSERVO-J5系列伺服驱动器。其中MELSERVO-J5伺服驱动器功率范围覆盖0.01-7kW，支持EtherCAT以及CC-Link IE TSN通信；支持光网络SSCNET III/H通讯；最小指令通讯周期31.25µs；支持26位绝对值编码器；速度环响应频率3.5kHz。
西门子公司（Siemens）展出了SINAMICS S200伺服驱动系统，功率范围为0.1-7kW；借助快速的电流控制器周期（62.5µs）以及控制器的PROFINET IRT通信来实现响应优化；借助高达350%的过载能力来实现功率优化；借助21位高分辨率编码器实现精度优化。
纽姆数控公司（NUM）展出了NUM DrivePro系列伺服驱动器，采用多核ARM多核处理器具有裸机编程和浮点计算功能；支持EtherCAT总线；支持最多4个轴的同步控制；位置环控制周期50μs；支持主轴、伺服、线性、扭矩、同步、异步等类型电机；每个轴最多3个传感器（2个编码器+加速度计）。
宁波菲仕公司展出了AxN系列以及AxN-DC系列共直流母线多轴驱动器，其中AxN-DC系列共直流母线多轴驱动器由内部PLC 直接控制，执行速度更快；自主开发的EthPMC内部总线具有硬实时性，在每个同步周期内主站与从站，从站间实现直接的数据通信，循环周期125µs，传输延时低于2µs，同步时钟抖动小于100ns；电流环采样循环周期1µs，速度环采样循环周期125µs，位置环采样循环周期125µs。
上海维宏公司展出了维智A系列（WSDA）以及维智朗驱多轴（WSLM）伺服驱动器。其中维智朗驱多轴（WSLM）伺服驱动器支持PHOENIX通信；支持六轴手轮；支持MECHATROLINK-Ⅱ通信；级联扩展，高速485接口，波特率10MBPS；最高支持24位串行绝对式编码器；通过USB与电脑（IMOTION软件）连接。
苏州伟创公司展出了AC300系列、SD500系列以及SD700系列伺服驱动器，其中SD700系列伺服驱动器响应频率高达3.0kHz，动态响应更快；23位高精编码器，速度观测和负载惯量识别，大幅提高轨迹跟踪精度，低速加工更平稳；支持高速工业总线EtherCAT、RS-485、CANopen、MECHATROLINK-II、MECHATROLINK-III；支持更多编码器协议；支持USB上位机连接方式；增加中频抑振、鲁棒控制；电子凸轮、龙门同步、智能化增益调整等功能。
武汉迈信公司展出了EP3E、EP1C Plus以及EP5高性能伺服驱动器，其中EP5高性能伺服驱动器采用轻薄型外观设计，显著减小安装体积；功率范围覆盖0.1-15kW；涵盖单轴及双轴产品系列；更加优化的模型算法，支持在线惯量识别、自动陷波、机械分析、增益自适应等功能。
浙江德欧公司展出了C8系列以及C12双轴伺服驱动器，其中C12双轴伺服驱动器标配硬件电流环技术；具有多种抑振、调谐模式；支持MECHATROLINK-III、EtherCAT多种总线接口。
广州数控公司展出了GR-L以及GT系列多轴一体化伺服驱动器，其中GT系列多轴一体化伺服驱动器的多轴一体化设计使得各个伺服驱动之间可以通过高效的伺服轴间通信协议实现协同控制。支持搭载25位编码器伺服电机，实现更高重复定位精度。
武汉华中数控公司展出了HSV-120系列模块化伺服驱动，具有高分辨率绝对式编码器接口，可以适配复合增量式、正余弦、全数字绝对式等多种信号类型的编码器，位置反馈分辨率最高达到29位；支持双编码器接口，可以实现全闭环控制。
北京超同步公司展出的伺服驱动产品主要有D18系列交流伺服驱动器以及MAS多轴伺服驱动器，其中D18系列伺服驱动器支持IM、SPM及IPM伺服电机；总线接口丰富MechatroLink-Ⅲ、EtherCAT、ProfiNET、ModbusTCP；适配多种编码器，适配编码器反馈型号（TTL、1Vpp、BiSS-C、EnDat2.2、SSI、Resolver、RS-485）；动态响应高，速度频率响应1kHz，具有自抑制振动功能和动态性能自学习功能。
沈阳中科数控公司展出了GJS系列、GJS3系列以及全国产伺服驱动器。伺服驱动器搭载高性能32位浮点电机控制专用处理器芯片实现全数字控制，采用高性能的电机控制算法，具备良好的鲁棒性和自适应能力；功率范围覆盖0.4-15kW；支持SSB-III、MECHATROLINK-III、EtherCAT及ModBus总线通讯协议；支持多种控制模式之间实时平滑切换；支持增量式光电编码器、17位/23位绝对值编码器；支持增量式、BiSS及绝对值光栅尺进行全闭环控制；通过USB与电脑（ServoSmart软件）连接，支持内部位置规划控制方式，可根据客户的实际需求进行定制化开发。中科数控的系列伺服驱动器广泛应用于数控机床、印刷机械、包装机械、造纸机械、塑料机械、纺织机械、木工机械、工业机器人和自动化生产线等领域。
全国产伺服驱动器采用自主可控的技术方案，100%国产电子元器件，实现了进口产品的国产替代，解决了国产伺服驱动器对进口电子元器件的依赖；可靠的元器件采购渠道，严格的生产管理控制，全面的测试设备确保了产品的品质，并以优异的可靠性、精准的控制以及快速的响应，为用户提供高性能的保障。
2.伺服驱动产品综合评述
从上述各个企业展出的伺服驱动产品来看，目前伺服驱动器的技术发展趋势有以下几个特点：
智能化、网络化。伺服控制技术正在向智能化、网络化的方向发展。伺服驱动器具备自身故障诊断和分析的功能，有的伺服驱动甚至还具备了识别参数的性能，还能在发现振动的时候自动对其进行抑制，这些都是伺服驱动器在智能化方面的发展趋势。随着网络化的大幅度推广，在控制器和伺服驱动器之间通过网络通讯进行数据通信，并且支持多种网络通讯协议（如EtherCAT、RS-485、CANopen、MECHATROLINK-II、MECHATROLINK-III），使控制器和驱动器之间数据传输在速度和可靠性方面大大的提高。通过网络传输运动控制指令和同步信息，使得控制系统灵活性增强，同时也提供了精确的多轴同步功能。
模块化、小型化。伺服驱动产品设计成更小的体积和安装尺寸，帮助用户在有限的时间和空间范围内进一步提升其运动控制的自动化水平并降低总的应用成本。单台驱动器轻薄的尺寸和多台驱动器可并排、等高、无缝安装的外形设计，让伺服驱动组件在电气柜内的布局更加整齐、紧凑。更小的体积，可以使用户在单位空间内放置更多运动控制部件，这是提升设备自动化，完成更多精细动作的基础。如纽姆数控公司的NUM DrivePro系列伺服驱动器，武汉华中数控的HSV-120系列模块化伺服驱动器。
多轴一体化。从运动控制的角度出发，多轴伺服是当前的重要趋势，即单个驱动器可以处理多个轴上的运动。多轴一体化设计，结构更紧凑，安装更方便。大量伺服驱动器在柜内集中安装带来的首要问题就是设备的空间占用。采用多轴一体化伺服驱动器，可以减少系统器件的数量，电气柜尺寸大大减小，从而能够节约安装空间，降低系统成本。与市场同类产品相比，整机尺寸大大减小，节能低耗，更省电。如毕孚自动化公司的AX8000系列伺服系统，广州数控公司的GT系列伺服驱动器，北京超同步公司的MAS多轴伺服驱动器，浙江德欧的C12双轴伺服驱动器，上海维宏的维智朗驱多轴（WSLM)伺服驱动器。
驱动一体化。驱动一体化即是将伺服驱动器和伺服电机整合在一起的集成一体化产品，电机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。如毕孚自动化公司的AMP8000系列伺服驱动系统。
来源：中国机床工具工业协会（沈阳中科）
