長久以來，人們對技術創新的前景總是充滿了各種討論、爭執甚至所謂的主流“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，蘇聯發射了第一顆人造衛星。 現有的思維僵局和其他支撐技術的阻礙，讓人們總是猜錯未來技術創新的面貌。

當然，機床行業也不例外。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 計算機數控系統的相繼出現，近半個世紀以來，憑借強大的數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 很快占據了整個數控機床的主流。

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

倍福對此也有自己的判斷。

總線架構，真正開放

在對產品快速創新、靈活開發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客戶需求快速而靈活地進行數控系統二次開發，同時保護自身的知識產權。

事實上，功能相對固定，軟硬件相對專用的傳統數控系統正在朝著更加開放趨勢發展，尤其是借助開放的 PC 技術。無論是通過傳統 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數控系統無疑代表了開放式數控技術的發展潮流。

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

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

創新改變，源于細節

倍福基于總線架構的開放式 CNC 機床解決方案代表著功能更強，擴展性更好的一類數控自動化的技術新趨勢。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  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 總線驅動器

采用單電纜技術的高動態性伺服電機，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 解決方案優勢主要集中體現在：

（1）快速靈活定制——全新的 CNC 架構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動產品，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，都將滿足快速定制獨一無二的個性化數控機床的要求，而無需增加成本甚至還可以降低成本。

（2）保護知識產權——TwinCAT 3 軟件為用戶提供了一個簡單而經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。可以方便快速地進行修改和調整。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成，將所有自動化及 CNC 功能集成在同一個系統中，開放式接口允許集成現有的系統和現場總線以及靈活更換硬件組件。譬如，作為系統核心的軟 CNC——TwinCAT 自動化軟件不但提供了實時執行 PLC、HMI、NC、CNC 和機器人應用程序的運行環境，同時為編程、診斷和配置提供理想的開發環境。所有遵循 IEC 61131-3 標準的編程語言都可用于實時應用程序。基于開放的 Windows 操作系統開辟了更多的可能性，如集成到現有的可視化、控制和數據庫系統中。

（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，亦或是傳統的加工技術或者增材制造，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）