周會成為高端機(jī)床裝上“中國大腦”

本刊記者_(dá)張明蕾 通訊員_鄢 蓉

武漢華中數(shù)控股份有限公司中央研究院副院長兼數(shù)控系統(tǒng)首席專家。2023年湖北省勞動模范。

核心詞

高端數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床被稱為“工業(yè)母機(jī)”，是制造機(jī)器的機(jī)器。太空遨游的飛船和衛(wèi)星、沖上云霄的飛機(jī)、高速飛馳的火車、海底潛行的潛艇……都離不開高端數(shù)控機(jī)床。而數(shù)控系統(tǒng)則是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，是最典型的“要不來、買不來、討不來”的關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)品。

所以，從踏入數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域的那一刻起，周會成所走的就是一條埋頭苦干、自主創(chuàng)新的路?！袄蠋?、同事和我，大家前赴后繼，就是要讓高端機(jī)床擁有一個‘中國大腦’?！?/p>

突破封鎖，研發(fā)高端數(shù)控產(chǎn)品

我國是最大的機(jī)床消費國。然而在上個世紀(jì)80年代，高端機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)仍依賴進(jìn)口，并且受限于國外的技術(shù)封鎖。為突破封鎖，華中理工大學(xué)（現(xiàn)華中科技大學(xué)）集中骨干人員及設(shè)備，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)起沖擊。

1993年，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)問世。1994年，武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立。2006年，周會成擔(dān)任華中數(shù)控軟件部部長，那時華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)升級為華中世紀(jì)星，但和國外一流高端數(shù)控系統(tǒng)仍有差距。

2008年，周會成所在的團(tuán)隊承擔(dān)了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、伺服電機(jī)等多個國家科技重大專項?！皶r任教育部部長的周濟(jì)老師建議，整合多個項目，研發(fā)華中8型數(shù)控系統(tǒng)?！焙腿A中世紀(jì)星相比，華中8型的操作系統(tǒng)由DOS升級到Linux，指令傳輸方式由脈沖式升級為全數(shù)字總線式，核心算法也要全面升級換代。對周會成來說，這是技術(shù)上從0到1的跨越。

“理論難度不大，我們要攻克的是讓理論轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，并可以應(yīng)用在盡可能多的工業(yè)生產(chǎn)場景中。”周會成解釋道。他們從國外產(chǎn)品的人機(jī)界面和操作說明等學(xué)起，一步步摸索，定下技術(shù)方案。

為了加快研發(fā)進(jìn)度，2010年，周會成和團(tuán)隊開始封閉式集中攻關(guān)。近百人的團(tuán)隊在揚州“關(guān)”了半年，工作時間是7天×12小時，活動半徑是方圓50米。在盡量摒除一切外界干擾下，華中8型1.0版成功問世。

隨著產(chǎn)品的推廣使用，界面卡頓、加工零件不合格、誤報警等問題接踵而至，那是周會成壓力最大的一段日子，突破困境的方式依舊是封閉式集中攻關(guān)。公司辦公室，早8點到晚8點，近5個月的時間里，周會成帶領(lǐng)團(tuán)隊將問題劃分為三大類——產(chǎn)品安全類、操作加工型和其他，分別制定攻關(guān)目標(biāo)，并成功實現(xiàn)。

升級后的華中8型1.26版安全穩(wěn)定可靠，能夠?qū)?biāo)發(fā)達(dá)國家數(shù)控技術(shù)水平。周會成他們的努力不僅推動了企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)營發(fā)展，更帶動了中國高端數(shù)控技術(shù)的提升和適用產(chǎn)品性能的改進(jìn)。

大膽創(chuàng)新，實現(xiàn)超精密加工

2015年左右，華中8型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)入3C（計算機(jī)、通訊、消費電子產(chǎn)品）制造領(lǐng)域，從國外競爭對手手中搶到了10%左右的市場份額，迫使某世界知名品牌把高速鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的價格從7萬多元降到5萬多元，降幅約達(dá)30%。

在全球智能制造浪潮中，實現(xiàn)高端數(shù)控系統(tǒng)的創(chuàng)新超越，是周會成和開發(fā)團(tuán)隊一直努力的方向。

要實現(xiàn)智能制造，必須依靠超精密加工控制系統(tǒng)，而這一系統(tǒng)的核心便是高速、高精運動控制關(guān)鍵算法。在算法和高檔數(shù)控系統(tǒng)功能開發(fā)方面，周會成敢于想前人所未想、干前人所未干。

如何在超精密加工過程中，實時監(jiān)控并調(diào)整微米級的加工精度，是西方數(shù)控制造巨頭的核心技術(shù)機(jī)密。面對“要不來、買不來、討不來”的關(guān)鍵核心技術(shù)，周會成帶領(lǐng)軟件團(tuán)隊獨辟蹊徑，“我們采用色譜圖來觀測”。

團(tuán)隊利用傳感器采集刀頭數(shù)據(jù)并傳送到電腦，將機(jī)床運動的每一個細(xì)小波動用不同顏色來標(biāo)記，從而捕捉到肉眼難以識別的誤差。在與加工零件完全一致的三維色譜圖上，藍(lán)色代表運動的速度與設(shè)計的一致，綠色代表偏低。加工時速度相同的區(qū)域顏色相同，速度有波動就會表現(xiàn)為色斑。加工過程中的偏差，一目了然。

在色譜圖的幫助下，曲面零件加工的輪廓精度可以穩(wěn)定地控制在5微米之內(nèi)，小于1絲（10微米的簡稱），這意味著在通用型數(shù)控機(jī)床上加工精度實現(xiàn)了“由絲入微”。周會成提出的數(shù)控系統(tǒng)加工過程實時大數(shù)據(jù)三維色譜圖分析方法，加快了技術(shù)迭代，快速縮短了與西方發(fā)達(dá)國家在數(shù)控技術(shù)上的差距。

2016年4月20日，“高性能數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”科技成果通過中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會鑒定，鑒定結(jié)論為“全面達(dá)到國際先進(jìn)水平”。

同時，周會成十分重視研發(fā)團(tuán)隊的建設(shè)和人才的培養(yǎng)，為華中數(shù)控儲備培養(yǎng)了一批數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動、電機(jī)及應(yīng)用共性技術(shù)的核心骨干人員；通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，學(xué)校的科研人員也得到了鍛煉。截至目前，他在學(xué)校和企業(yè)兩邊培養(yǎng)的專門人才超過200人，聯(lián)合國內(nèi)20余家數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床制造等用戶，成立了多個“高檔數(shù)控機(jī)床示范應(yīng)用聯(lián)合攻關(guān)小組”，組建和參與了4個產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、創(chuàng)新平臺和協(xié)同創(chuàng)新中心。他的腳步從未停歇。

如今，在周會成和研發(fā)團(tuán)隊的努力下，華中數(shù)控系統(tǒng)已迭代到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的華中9型，華中8型產(chǎn)品也全面進(jìn)入航空航天、汽車制造、能源裝備、船舶制造、機(jī)床工具、模具、3C等領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，累計銷售應(yīng)用近15萬臺套，為我國重點制造領(lǐng)域關(guān)鍵裝備的自主可控和國產(chǎn)化替代作出了重要貢獻(xiàn)。

【對話】

《工友》：省勞動模范這個榮譽對你來說意味著什么？

周會成：這并不是我一個人的榮譽。數(shù)控系統(tǒng)所涉知識密集、學(xué)科眾多，做產(chǎn)品也向來是團(tuán)隊作戰(zhàn)，我一個人是不可能完成的。所以這個榮譽是屬于我們整個團(tuán)隊的。

我們這個行業(yè)比較小眾，也比較苦，堅持下來的并不多。干數(shù)控系統(tǒng)這行得有恒心，耐得住寂寞，還要有對標(biāo)追趕、創(chuàng)新超越的勁頭，這就是我心中的勞模精神。