長久以來，人們對技術(shù)創(chuàng)新的前景總是充滿了各種討論、爭執(zhí)甚至所謂的主流“預測”，而這些主流判斷在事后看來往往謬之千里。

英國物理學家 J·W. 瑞利發(fā)表“除了氣球以外，我絲毫不相信其他任何飛行器” 言論的 7 年后，懷特兄弟造出了飛機。英國皇家天文學家伍利向報界宣布“太空旅行純粹是無稽之談” 的僅僅一年后，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。 現(xiàn)有的思維僵局和其他支撐技術(shù)的阻礙，讓人們總是猜錯未來技術(shù)創(chuàng)新的面貌。

當然，機床行業(yè)也不例外。自上世紀 50 年代世界上第一臺采用 NC 硬件電路控制的三坐標數(shù)控銑床誕生伊始，到 70 年代以微處理器為核心的 CNC 計算機數(shù)控系統(tǒng)的相繼出現(xiàn)，近半個世紀以來，憑借強大的數(shù)控編程靈活性以及計算機處理器高度計算能力帶來的強大功能，CNC 很快占據(jù)了整個數(shù)控機床的主流。

而隨著數(shù)字化浪潮和智能制造為核心特征的第四次工業(yè)革命的到來，傳統(tǒng) CNC 的主流地位是否還會持續(xù)？是否會有新的 CNC 架構(gòu)涌現(xiàn)會改變我們對傳統(tǒng) CNC 的主流認知？

倍福對此也有自己的判斷。

總線架構(gòu)，真正開放

在對產(chǎn)品快速創(chuàng)新、靈活開發(fā)上市要求越來越高的今天，機床制造商無不越來越多地考慮如何根據(jù)客戶需求快速而靈活地進行數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)，同時保護自身的知識產(chǎn)權(quán)。

事實上，功能相對固定，軟硬件相對專用的傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)正在朝著更加開放趨勢發(fā)展，尤其是借助開放的 PC 技術(shù)。無論是通過傳統(tǒng) CNC + PC 主板的方式，還是 PC + 運動控制的模式，都在一定程度上解決了兼顧實時運動控制與非實時控制，同時改善了人機界面交互。但這些架構(gòu)由于仍然包括了專用硬件，擴展的局限性仍然存在。

真正開放的總線架構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)無疑代表了開放式數(shù)控技術(shù)的發(fā)展潮流。

這一開放式數(shù)控系統(tǒng)可謂機床數(shù)控領(lǐng)域的重要創(chuàng)新——其硬件、軟件和總線規(guī)范都是真正外放的。由于有充足的軟、硬件資源可被利用，系統(tǒng)軟硬件可隨著 PC 技術(shù)的發(fā)展而升級，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進行的系統(tǒng)集成得到有力的支持，而也給專門針對用戶的二次開發(fā)帶來方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應用，開發(fā)周期大大縮短。

德國倍福公司創(chuàng)新的 PC + 軟 CNC + EtherCAT 總線架構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)解決方案，恰恰是這一技術(shù)潮流的典型代表。在這一方案中，硬件是獨立的 PC 工業(yè)計算機、軟件是具有基本 CNC 功能的開放式數(shù)控系統(tǒng)、使用全雙工 100MHz 的 EtherCAT 實時總線通訊，大大降低了開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)數(shù)控系統(tǒng)的門坎、同時快速滿足市場的需求。

創(chuàng)新改變，源于細節(jié)

倍?；诳偩€架構(gòu)的開放式 CNC 機床解決方案代表著功能更強，擴展性更好的一類數(shù)控自動化的技術(shù)新趨勢。在這一方案中，主要包括了：

直接集成 I/O 接口的緊湊型嵌入式控制器

配備多核處理器的高端工業(yè)  PC

多點觸控面板

支持 100 多種信號類型的 400 多種總線端子模塊

緊湊型伺服端子模塊

性能強大的 EtherCAT 總線驅(qū)動器

采用單電纜技術(shù)的高動態(tài)性伺服電機，以及核心的 TwinCAT 軟件，一個覆蓋軟 CNC 功能和其他控制軟件的通用平臺。

總體來看，倍福的 CNC 解決方案優(yōu)勢主要集中體現(xiàn)在：

（1）快速靈活定制——全新的 CNC 架構(gòu)從根本上使得機床制造商擁有一個可以自由支配的模塊化的工具包，無論是軟 CNC 的靈活性，具有高度擴展性的驅(qū)動產(chǎn)品，靈活多樣的 I/O，定制化的控制面板設計，還是高速的實時總線 EtherCAT 技術(shù)，都將滿足快速定制獨一無二的個性化數(shù)控機床的要求，而無需增加成本甚至還可以降低成本。

（2）保護知識產(chǎn)權(quán)——TwinCAT 3 軟件為用戶提供了一個簡單而經(jīng)濟高效的模塊化自動化工具箱。其中，TcCOM 概念是一種適合實時環(huán)境的“組件對象模型”，用戶能夠選擇最適合手頭任務的編程語言，并通過 TcCOM 的開放式界面將自己的專有工藝知識和自主開發(fā)的專用功能集成到標準控制平臺中。這樣可以帶來的一大好處是，核心競爭力完全握在用戶手中，受到第三方保護?？梢苑奖憧焖俚剡M行修改和調(diào)整。此外，還可以配備可靠的硬件加密狗，對自主編寫的軟件進行加密。

（3）通用與開放——硬件和軟件平臺由標準組件構(gòu)成，將所有自動化及 CNC 功能集成在同一個系統(tǒng)中，開放式接口允許集成現(xiàn)有的系統(tǒng)和現(xiàn)場總線以及靈活更換硬件組件。譬如，作為系統(tǒng)核心的軟 CNC——TwinCAT 自動化軟件不但提供了實時執(zhí)行 PLC、HMI、NC、CNC 和機器人應用程序的運行環(huán)境，同時為編程、診斷和配置提供理想的開發(fā)環(huán)境。所有遵循 IEC 61131-3 標準的編程語言都可用于實時應用程序?；陂_放的 Windows 操作系統(tǒng)開辟了更多的可能性，如集成到現(xiàn)有的可視化、控制和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。

（4）完整而強大的平臺性能——無論是需要使用單臺機床的應用，還是需要使用高度復雜的加工設備，亦或是傳統(tǒng)的加工技術(shù)或者增材制造，該平臺具有可擴展性強的特點，能夠滿足幾乎所有性能等級需求，并且普遍適用于所有機器類型。

未來已來，改變，無需等待。

（未完待續(xù)）