自2009年以来，大连光洋科技集团（以下简称“大连光洋”）及子公司科德数控股份有限公司（以下简称“科德数控”）牵头承担及参与了04专项共计13项研发类和应用示范类课题，涵盖了高档数控系统、数控机床整机及伺服驱动、电机和精密传感等关键功能部件的研制。其中，作为国产高档数控系统研发类课题，大连光洋于2009年承担的“光纤总线开放式全数字高档数控装置”课题，成功地开发出GNC60光纤总线开放式全数字高档数控装置，目前该课题已通过验收；于2012年承担的“高可靠性光纤总线开放式高档数控系统、精密测量系统、伺服装置和电机技术及产品成套系统工程”课题，现已开发出GNC61系列光纤总线开放式高档数控系统、GDU/GDUA系列伺服驱动器、伺服电机、力矩电机、直线电机和传感器等，该课题目前正在实施中。

大连光洋开发的GNC61/62 系列光纤总线开放式高档数控系统

GNC61系列高档数控系统取得多项技术突破

自2009年承担04专项课题以来，在专项的大力支持下，大连光洋构建了含数控系统、精密传感、伺服驱动和电机在内的完整的技术链和产业链，获国家发明专利授权40项，其中“专用于全数字环形总线数控系统的总线控制器”发明专利获得中国专利优秀奖（专利号：ZL200710010050.8）。与此同时，大连光洋还担任了数控系统现场总线联盟组长单位，主持和参与了国家及行业标准20项，完成软件著作权登记28项。在此过程中，突破了一系列的关键技术，包括：

1．采用双总线和GLINK光纤运动控制现场总线技术：每秒传输速度100Mbps,是目前世界上数控领域传输速度最快的系统之一。

2．GRTK实时内核技术：可实现每秒数千次的精确控制任务调度，响应速度最快5μs，优于采用美国Ardence公司RTX实时内核的西门子、海德汉数控系统。

3．精密的位置/角度感知技术：可提高增量正余弦输出传感器（直线测量/角度测量）的分辨率，最高可实现16384倍电子细分，实现单插补周期100ns的高速运算处理，细分后编码器分辨率最高可达6710万线，处于世界领先水平。

4．多轴多通道技术：最多支持10个控制通道，最多32个轴。通道之间可以相互同步。

5．基于IEC61131-3标准的PLC系统GPLC：PLC软件支持IEC61131-3标准中的梯形图、功能块图和结构文本等编程语言，GPLC采用编译方式，将PLC语言直接编译成X86机器码，执行效率非常高，可支持百万行级的控制程序。

6．五轴联动控制技术：支持各种结构机床的高性能五轴联动的RTCP功能、大圆弧插补、圆锥插补、矢量插补、虚拟轴插补、3+2的斜面加工、五轴机床结构误差自动测量和补偿以及机床的21项误差补偿等核心功能，满足了航空航天、武器装备、汽车及零部件等领域的复杂零件对五轴高速高精加工的需求。

7．多轴同步控制技术：系统提供了最多4伺服驱动同步控制一个坐标的能力，而且每个伺服驱动可以拥有不同的传动机构电子齿轮配比，可以配备半闭环、全闭环乃至多个伺服驱动共享同一光栅尺的多种闭环组合方案。

8．开放式二次开发平台，个性化功能订制：开放底层端口，针对不同应用场合订制与操作和工艺配套的人机交互界面HMI，支持基本层次配置和SDK层次开发。实现图片、图标和logo的重定义，显示单元窗口布局、配色调整、功能按钮重布局、多语言重定义和特殊功能的二次开发。

9．智能电源技术：采用IPM实现智能的整流/逆变过程，实现能量在工频动力电网和数控系统伺服驱动直流母线间的双向流动。采用智能电源技术，明显提升了数控系统的动态特性，节约用电15%左右。

10．GDU/GDUA系列伺服驱动器：GDU/GDUA系列伺服驱动模块采用光纤作为通信介质，具有频带宽、通信容量大、适应能力强以及不怕外界强电磁场的干扰等优点。GDU/GDUA系列伺服驱动模块功率覆盖范围广（功率范围0.2～110kW，调速范围1：10000），并可以在硬件统一的基础上，实现对同步伺服电机、异步电机、力矩电机及直线电机的高精度、高性能的控制。

通过上述技术攻关，使得专项成果GNC61系列光纤总线开放式高档数控系统达到了西门子、海德汉和发那科等国外高档数控系统的水平，具备了同国外高档数控系统竞争的实力。2015年2月，受04专项实施办公室的委托，中国机械工业联合会组成了以中国工程院院士卢秉恒任组长、中国机械工程学会监事长宋天虎任副组长的鉴定委员会，对04专项成果GNC61系列高档数控系统进行了鉴定。专家们的评语是：大连光洋开发的光纤总线开方式高档数控系统，在控制功能、控制精度和加工效率等方面达到国际先进水平，在多种结构的五轴数控机床产品上实现了替代进口，且在航空航天领域的生产加工中得到应用，产业化前景良好。

传感与电机技术新进展

除GNC60/GNC61系列高档数控系统外，大连光洋还在传感技术和电机开发方面取得了进展。在传感技术方面，开发了直线位置测量激光干涉尺，用于机床的全闭环控制，实现了数十吨重龙门工作台0.5um/1000mm的精确运动及0.1µm的运动灵敏度，超过传统精密机床精度一个数量级。这项技术现已通过中国计量科学研究院的检测，其精度甚至超过英国雷尼绍激光干涉尺的水平。在电机方面，开发了200余种规格的包括伺服电机（功率0.7～10.5kW，转速1500～6000r/min）、主轴电机（功率5～104kW，转速800～40000r/min）、力矩电机（转矩15～32000Nm 转速10～4000r/min）和直线电机（推力150～17610N），并应用于科德数控研制的所有五轴数控机床上，为科德数控发展成为国内最大的国产五轴加工中心研制基地提供了有力的支撑。其中，研制的GTML0360WS-100力矩电机通过了德国GROB机床的测试，实现了对德国力矩电机的替代。

大连光洋开发的GDU光纤总线式伺服驱动系统

数控系统与机床相辅相成，协同发展

目前，大连光洋研制的GNC60/GNC61系列光纤总线开放式高档数控系统及电机和传感技术等已批量装备科德数控的各类五轴高档数控机床，包括：五轴立式车铣复合加工中心、五轴卧式车铣复合加工中心、五轴龙门加工中心、五轴工具磨床、五轴卧式叶片铣削加工中心和三维激光复合加工机床等，在北京动力机械研究所（航天科工集团三院31所）、北京自动化控制设备研究所（航天科工集团33所）、陕西飞机工业(集团）有限公司、中国航发哈尔滨东安发动机有限公司、贵州黎阳航空发动机（集团）有限公司、中航工业北京航空精密机械研究所以及中国航发南方工业有限公司等航空航天、军工、能源和汽车等行业企业中实现了批量化应用，并替代了进口。例如：

1. 在株洲钻石切削刀具股份有限公司（以下简称“株洲钻石”）牵头承担的“磨削工艺、角度轴直驱、一体化大理石床体、高精度七轴6联动工具磨床、磨削工艺软件系统研制和应用示范工程”课题中，实现了20台配套大连光洋数控系统和刀具磨削工艺软件的国产五轴工具磨床的示范应用。经使用后，株洲钻石的评价是：产品的主要性能、功能和效率、可靠性均达到了德国瓦尔特和澳大利亚安卡的同类产品的水平。

配置GNC61光纤总线开放式高档数控系统的TG3515A五轴工具磨床

2. 在无锡透平叶片有限公司牵头承担的“透平机械叶片制造应用国产高档数控机床示范工程”课题中，科德数控采用04专项成果——GNC61系列光纤总线开放式高档数控系统及GDU系列伺服驱动、电机、单摆铣头和大功率电主轴等关键功能部件，研制出了目前世界最大规格（达3000mm）的KTurboM3000五轴叶片铣削加工中心，并已交付用户使用。经过近一年的运行，该五轴叶片铣削加工中心各项性能指标均满足了用户的加工要求。用户的评价是：KTurboM3000五轴叶片铣削加工中心在加工效率、加工精度、表面光洁度和可靠性等方面，堪与瑞士力吉特的Turbomill 2600xl机床相媲美，填补了国内空白。

配置GNC61高档数控系统的KTurboM3000五轴叶片铣削加工中心在用户现场

配置GNC61高档数控系统的KTurboM3000五轴叶片铣削加工中心在用户现场加工叶片

3．在北京动力机械研究所（航天科工集团三院31所）牵头实施的“国产高档数控机床与技术在飞航导弹发动机制造领域的综合应用验证及工艺研究应用生产线”课题中，科德数控提供了多类型、多规格的五轴数控机床共计22台。值得一提的是，这22台高档数控机床、数控系统以及伺服驱动、电机、精密传感、双摆角铣头和电主轴等关键功能部件，全部为大连光洋参与04专项课题研发的成果，自主化率超过85%。随着该项目的完成，将建成国内首条真正以国产高档数控机床装备的导弹发动机关键部件生产线，从而为军品生产提供强有力的支撑和保障，在有效提高军方研发生产能力的同时，也将化解军方在装备采购及使用中的风险。为此，中国人民解放军第二炮兵装备部分别向工信部装备工业司和大连市委市政府发函表示感谢。​​​​​​​

配置GNC61高档数控系统的五轴立式车铣复合加工中心KMC800UMT参加2016年北京机床展

4. ．在大连光洋2016年度牵头承担的“面向航空典型零件制造的主要功能部件全国产的五轴数控机床产品提升工程”课题中，科德数控联合中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司（以下简称“沈飞”）、沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司（以下简称“黎明”）、中航工业北京航空制造工程研究所（625所）、中航发331厂、中航工业303所、大连理工大学和株洲钻石等单位一起，以04专项前期研发成果为基础，围绕用于航空结构件及航空发动机制造的中高档立式、卧式和龙门加工中心，以及五轴和复合加工中心等，开展联合攻关，以为航空典型零件制造领域研制一批具有国际竞争力的机床产品。目前，科德数控已针对沈飞和黎明提出的航空结构件及航空发动机关键零部件的工艺需求，启动了五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心和五轴卧式翻板铣床等机型的研制工作。上述机型将在已有机型的基础上，通过对包含国产数控系统在内的所有关键核心部分的全面升级，来提高国产中、高档数控机床的竞争力，扩大在航空结构件及航空发动机关键零部件领域的应用，逐步实现进口替代。

除上述在国内重要行业领域的应用外，2013年，大连光洋承载了04专项成果——数控系统、伺服驱动、力矩电机和电主轴电机的VGW系列五轴数控机床还成功出口德国，并亮相欧洲机床展（EMO），在业界引起了巨大轰动。2014年，德国克努特机器有限公司的工程师M.jankowiak专程来到大连光洋，接受了04专项成果——数控系统的培训。2015年，配备大连光洋数控系统的KMC系列五轴数控机床再次出口德国。

德国克努特机器有限公司的工程师M.jankowiak同大连光洋的研发人员一起探讨数控系统技术问题

面对智能化特别是“中国制造2025”提出的发展需求，大连光洋将通过传感技术与数控技术的融合，将信息化、人工智能技术与数控技术结合在一起，开展面向车间级制造执行系统（MES）的数据接口、PLC设备安全冗余、GDU伺服智能化参数辨识和参数整定等技术的研究，以进一步提升GNC61系列光纤总线开放式高档数控系统的技术含量与技术水平。