西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)技術(shù)集團(tuán)在德國漢諾威舉辦的歐洲機(jī)床展EMO 2011（9月19日- 24日）上展示了Sinumerik數(shù)控系統(tǒng)的新功能。Sinumerik 840D sl數(shù)控系統(tǒng)添加了多任務(wù)處理功能，提高了性能與可操作性。Sinumerik Ctrl-Energy功能使得節(jié)能型機(jī)床變得經(jīng)濟(jì)而高效。Sinumerik Integrate功能將西門子數(shù)控系統(tǒng)集成到通訊、工程組態(tài)和生產(chǎn)過程中。
1. Sinumerik 840D sl 數(shù)控系統(tǒng)添加了多任務(wù)處理功能，提高了性能與可操作性。
西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)技術(shù)集團(tuán)的Sinumerik 840D sl數(shù)控系統(tǒng)增添了眾多新的功能，將進(jìn)一步提高復(fù)雜機(jī)床的生產(chǎn)效率。新集成的機(jī)床加工功能，可以使復(fù)合機(jī)床（如車削/銑削中心或銑削/車削中心）的單個(gè)加工流程更加簡單，經(jīng)濟(jì)。操作面板OP 019可以讓操作員即使在佩戴工作手套的情況下也可以進(jìn)行觸摸屏操作。
Sinumerik 840D sl系統(tǒng)平臺(tái)可以為機(jī)床提供綜合全面的服務(wù)。這種通用型數(shù)控系統(tǒng)適用于金屬加工作業(yè)中的廣泛技術(shù)（如車削、鉆孔、銑削、磨削、激光加工、步?jīng)_和沖孔），并且也可在車削/銑削中心或銑削/車削中心等復(fù)合機(jī)床中使用。此Sinumerik數(shù)控系統(tǒng)既適用于大批量生產(chǎn)也能滿足單件小批量生產(chǎn)的要求，可以使各種形式的技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)最高的生產(chǎn)效率，并確保在模具和刀具制造應(yīng)用中取得最佳表面的品質(zhì)。
這種集成式成套加工功能可以針對不同機(jī)床運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行組合；無需在機(jī)床上對工件進(jìn)行費(fèi)力的重新夾緊就可以整合不同的技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。其中Sinumerik Operate用戶界面針對銑削操作提供了集成式車削功能，并針對車削操作提供了集成式銑削功能，這種功能配備了新的測量循環(huán)動(dòng)畫界面進(jìn)行監(jiān)控。統(tǒng)一的外觀可以整合所有技術(shù)和3種方法（如使用ShopMill和ShopTurn進(jìn)行的DIN編程或工步編程，或者可借助程序指南來進(jìn)行高級語言編程）進(jìn)行平穩(wěn)而協(xié)調(diào)的操作。刀具管理系統(tǒng)可確保對所有車刀和銑刀進(jìn)行簡便處理，并可在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化用戶界面中實(shí)現(xiàn)多種刀具管理。編程系統(tǒng)新加了銑刀和車刀調(diào)準(zhǔn)、接近過程以及包括輪廓編程的車削和銑削循環(huán)。多任務(wù)處理仿真程序也為用戶提供了支持，可進(jìn)一步提高其加工效率。
新的Sinumerik操作面板OP 019是現(xiàn)代觸摸屏的控制設(shè)計(jì)，此面板增加了新的能源控制系統(tǒng)PCU 50.5, 這個(gè)系統(tǒng)可以使操作員即使戴著笨重的工作手套也可以在安全防水防塵等級為IP66的19英寸的液晶顯示屏上進(jìn)行高速的鍵盤啟動(dòng)。另一個(gè)新的功能是：操作面板上的廣角LED光源可以讓操作員在任何角度都可以進(jìn)行鍵盤啟動(dòng)。一個(gè)集成的關(guān)鍵鎖可以預(yù)防操作失誤。新的OP 019操作面板可以顯示3-4個(gè)頻道和13個(gè)軸。
Sinumerik 840D sl新的功能可以提高機(jī)床的工作表現(xiàn)。此產(chǎn)品還支持Ctrl-Energy能效軟件包提供的新功能，以及Sinumerik Integrate過程套件的IT相關(guān)功能。
2. 西門子的Sinumerik Ctrl-Energy功能使得節(jié)能型機(jī)床變得經(jīng)濟(jì)而高效
通過引入Sinumerik Ctrl-Energy功能，西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)技術(shù)集團(tuán)可以為機(jī)床提供更全面的自動(dòng)化設(shè)備、驅(qū)動(dòng)器、軟件以及服務(wù)。配備這些功能的機(jī)床可在其整個(gè)生命周期內(nèi)保持較高的能源利用率和生產(chǎn)率。此項(xiàng)功能是為實(shí)現(xiàn)最佳機(jī)床配置與運(yùn)行而提供的全面服務(wù)與咨詢，此項(xiàng)功能的推出進(jìn)一步完善了該產(chǎn)品系列。通過操作面板上的Ctrl+E組合鍵，操作員可對其機(jī)床的能源管理功能進(jìn)行操控，如激活待機(jī)節(jié)能操作模式或確定能量平衡狀況。
由于能源成本不斷上升，環(huán)境法規(guī)更加嚴(yán)格，企業(yè)努力爭取按照國際能效標(biāo)準(zhǔn)EN16001獲得認(rèn)證，因此節(jié)能在工業(yè)領(lǐng)域中變得日益重要。根據(jù)歐盟委員會(huì)的數(shù)據(jù)，在2007 年，工業(yè)生產(chǎn)的能耗占全年總能耗的40%，其中的70%是由電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)消耗的。根據(jù)所涉及公司的不同，機(jī)床的電能需求占總能量需求的百分比可能高達(dá)68%，這就使得生產(chǎn)節(jié)能成為降低工廠運(yùn)行成本、提高競爭力的一個(gè)決定性因素。在這個(gè)大背景下，西門子對各種機(jī)床組件進(jìn)行了能量分析，并推出Sinumerik Ctrl-Energy功能來大大削減能耗。
通過此功能，西門子針對機(jī)床的節(jié)能運(yùn)行提供了廣泛的解決方案，其中包括Sinamics變頻器系統(tǒng)和電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)功能、PC 軟件解決方案和服務(wù)。Sinumerik Ctrl-Energy提供了覆蓋機(jī)床整個(gè)生命周期內(nèi)的各個(gè)方面的節(jié)能解決方案：從機(jī)床的設(shè)計(jì)和任務(wù)組態(tài)開始，直至機(jī)床的操作以及部分或全面改造。這使得Sinumerik Ctrl-Energy成為一個(gè)基礎(chǔ)深厚的平臺(tái)，使機(jī)床廠商和用戶通過機(jī)床節(jié)能管理功能受益。
用于能量管理的Ctrl E功能
通過操作面板簡單而直觀的Ctrl+E操作，Sinumerik控制系統(tǒng)可用于快速評估機(jī)床的電能消耗，也可用于管理機(jī)床停止運(yùn)行期間的電能消耗。使用“Ctrl-E Analysis”功能，Sinumerik數(shù)控系統(tǒng)不僅可確定某一變頻器系統(tǒng)的電能消耗，而且可確定整個(gè)機(jī)床的電能消耗。機(jī)床用戶能夠?qū)庸っ總€(gè)工件所消耗的電能進(jìn)行分析，以作為改進(jìn)加工方法的基礎(chǔ)?！癈trl-E Profiles”功能還提供了一個(gè)用于管理機(jī)床節(jié)能模式的組態(tài)平臺(tái)，有助于在停產(chǎn)期間有選擇地關(guān)閉特定功率負(fù)載。
變頻器和節(jié)能型電機(jī)-節(jié)能的核心元素的集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
Sinamics S120變頻器系統(tǒng)可在直流母線中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電能管理并通過高能效電能回饋系統(tǒng)，并將儲(chǔ)存在直流母線中的電能回饋電網(wǎng)，而不是通過制動(dòng)電阻將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊inamics變頻器和西門子電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)將重點(diǎn)明確放在節(jié)能方面。這樣，西門子的集成式驅(qū)動(dòng)模塊就可達(dá)到97-99%的極高能效。西門子的同步電機(jī)能效高達(dá)94%，異步電機(jī)的能效高達(dá)91%，這一電機(jī)系列為實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的機(jī)床設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。在典型機(jī)床中，液壓供給系統(tǒng)或冷卻及潤滑裝置等輔助裝置的能耗占總能耗的一半以上。節(jié)能型1LE 標(biāo)準(zhǔn)異步電機(jī)符合從 2011 年6月16日起開始實(shí)施的歐盟法規(guī)640/2009，能效高達(dá)97%，為輔助裝置提供了巨大的改進(jìn)潛力。使用Sinamics G120變頻器有助于將輔助系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)至每個(gè)過程階段所需的水平。
節(jié)約潛力：磁通降低和功率因數(shù)補(bǔ)償
Sinamics S120變頻器系統(tǒng)可針對在部分負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)的異步主軸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)磁通降低，從而避免不必要的熱損失。使用Sinamics S120的智能饋電和反饋模塊，可對電機(jī)的無功功率進(jìn)行完全補(bǔ)償，從而在最終用戶的設(shè)施處無需再使用昂貴和易產(chǎn)生損耗的無功功率補(bǔ)償裝置。
控制柜也有助于提高能效
控制柜的結(jié)構(gòu)和所需的散熱設(shè)計(jì)對機(jī)床的熱量平衡有著顯著影響。西門子可為機(jī)床廠商提供規(guī)格適宜的成套控制柜，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮進(jìn)了最佳能量管理?？梢圆捎酶鞣N冷卻方式，包括冷卻板或直接流體冷卻，從而降低了在控制柜中采取空調(diào)措施的需要，并以工藝熱量的形式將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的廢熱提供給別處使用。西門子在控制柜裝置方面的專業(yè)知識(shí)（包括對溫度記錄圖的分析）可確保實(shí)現(xiàn)最佳布局以及最高控制柜能效。
組態(tài)工具Sizer通過良好設(shè)計(jì)獲得高能效
Sizer是由西門子開發(fā)的幫助針對驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行高效設(shè)計(jì)的組態(tài)工具，它可以計(jì)算預(yù)期負(fù)荷循環(huán)（起動(dòng)加速、空轉(zhuǎn)、帶負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)、制動(dòng)、循環(huán)時(shí)間）中產(chǎn)生的能耗和損失以及再生反饋的影響。這樣就可以簡便地評估各種電機(jī)/變頻器組合的能效。使用這種信息，可根據(jù)過程以及預(yù)期的循環(huán)工作流程對進(jìn)給軸和主軸的配置進(jìn)行優(yōu)化。同樣重要的是，它有助于避免超規(guī)格設(shè)計(jì)（在饋電方面），并將能耗降到最低程度。
集中于能效問題的服務(wù)與咨詢
除驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外，西門子還提供其它節(jié)能管理解決方案。通過其機(jī)電一體化支持服務(wù)，西門子可幫助確保在機(jī)床的全部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)機(jī)電一體化。該系統(tǒng)使用西門子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的所有動(dòng)態(tài)特性來產(chǎn)生逼真的仿真。通過在設(shè)計(jì)中進(jìn)行反復(fù)的選擇性改進(jìn)，可對移動(dòng)質(zhì)量等各個(gè)方面進(jìn)行更改，而不會(huì)影響機(jī)床生產(chǎn)效率或使用壽命。這意味著達(dá)到相同的性能級別所消耗的能量會(huì)更少，可以考慮使用具有更低額定功率的驅(qū)動(dòng)器。因此，滾珠螺桿或減速電機(jī)可由直線電機(jī)或轉(zhuǎn)矩電機(jī)取代，從而降低變速裝置的能耗。
3. Sinumerik Integrate功能將西門子數(shù)控系統(tǒng)集成到通訊、工程組態(tài)和生產(chǎn)過程中
西門子驅(qū)動(dòng)技術(shù)集團(tuán)的Sinumerik Integrate是一個(gè)全面的模塊化功能，可將機(jī)床集成到通訊、工程組態(tài)和生產(chǎn)過程中。Sinumerik Integrate可以快速、方便地將機(jī)床集成到復(fù)雜的生產(chǎn)生命周期工作流和現(xiàn)有的公司IT結(jié)構(gòu)中。
橫跨開發(fā)、采購、生產(chǎn)與銷售等各個(gè)部門將機(jī)床和生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成到公司數(shù)據(jù)顯示中的功能正變得日益重要，它可作為一種工具來保證現(xiàn)代制造公司擁有競爭能力。只有通過對直至車間級的整個(gè)生產(chǎn)過程總體了解，廠商才可以發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)、將其消除，制定有效的持續(xù)改進(jìn)流程，增強(qiáng)透明性。這就要求將機(jī)床集成到公司流程中，讓生產(chǎn)變得精簡而高效。
西門子為機(jī)床有關(guān)的整個(gè)工程領(lǐng)域與其它機(jī)床的加工過程提供大量產(chǎn)品，現(xiàn)在，這些產(chǎn)品都以Sinumerik Integrate的形式集中在一個(gè)綜合的解決方案中。通過此解決方案，用戶可快速、方便而可靠地將機(jī)床數(shù)據(jù)集成到公司的其它流程中。通過對生產(chǎn)流程進(jìn)行IT集成，生產(chǎn)經(jīng)理、機(jī)床操作員、任務(wù)計(jì)劃編制人員、維修工程師以及機(jī)床制造人員實(shí)際上可以相互連接在一起，并通過定義的流程集成到總體系統(tǒng)中。Sinumerik Integrate通過將與IT有關(guān)的功能集中到一個(gè)過程套件中來完善這一網(wǎng)絡(luò)，該過程套件使用了 6 個(gè)不同模塊，覆蓋機(jī)床集成過程的所有方面。
模塊“Create-it!”用于給解決方案分組，以便在Sinumerik Operate用戶和編程界面中生成和組態(tài)用戶特定功能。與機(jī)床和公司服務(wù)器之間接口的編程也在此模塊中進(jìn)行。例如，“Create-it!”提供了廣泛的函數(shù)庫，可促進(jìn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用 PLC、NC 和 HMI 函數(shù)。
“Lock-it!”模塊的功能是防止人員未經(jīng)授權(quán)而對機(jī)床中的專有技術(shù)知識(shí)進(jìn)行訪問。這方面的例子包括借助于加密循環(huán)來提供用戶數(shù)據(jù)的復(fù)制保護(hù)或安全存儲(chǔ)。
“Run-it!”模塊包含用于在NC內(nèi)核中執(zhí)行各個(gè)畫面接口和內(nèi)部編譯循環(huán)的整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)。虛擬數(shù)字控制器內(nèi)核 (VNCK) 的驅(qū)動(dòng)控制和工作流也是此模塊的一部分。
“Manage-it!”用于組織和管理NC程序和刀具，它包含與刀具、數(shù)據(jù)和程序管理有關(guān)的解決方案，可快速、全面地提供生產(chǎn)信息。與實(shí)際刀具數(shù)據(jù)概覽一樣，通過網(wǎng)絡(luò)快速提供NC程序以及進(jìn)行集中NC程序管理和存儲(chǔ)也是此模塊的主要功能。除這些功能外，整個(gè)生產(chǎn)過程中的透明刀具循環(huán)以及各個(gè)刀具識(shí)別系統(tǒng)也連接了起來。
“Access-it!”模塊提供了在整個(gè)Sinumerik數(shù)控系統(tǒng)中使用的標(biāo)準(zhǔn)化通訊接口，允許對機(jī)床診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。這將有助于縮短維修時(shí)間，通過允許快速在線訪問來提高機(jī)床可用性，并削減維護(hù)成本。此模塊還允許上層數(shù)據(jù)備份軟件在夜間自動(dòng)啟動(dòng)備份，或允許自動(dòng)收集以分散方式生成的數(shù)據(jù)（如本地NC程序）。其優(yōu)點(diǎn)是可縮短停機(jī)時(shí)間，并防止在部件出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。
“Analyze-it!”模塊提供了用于基于狀況進(jìn)行維護(hù)和基于關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行分析的多個(gè)高效功能。通過對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)評估，可以增加機(jī)床運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)，面向狀況的維護(hù)可縮短停產(chǎn)和停機(jī)時(shí)間。通過此模塊，還可評估與機(jī)電一體化部件的磨損有關(guān)的關(guān)鍵指標(biāo)。
Sinumerik Integrate為機(jī)床廠商提供了眾多不同的可能性，可使他們根據(jù)改進(jìn)后的技術(shù)、編程和操作，對Sinumerik 數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行與機(jī)床特定相關(guān)的優(yōu)化。它可以使機(jī)床廠商快速、方便和高效地將其機(jī)床集成到客戶的整體生產(chǎn)和通訊流程中。不過，機(jī)床擁有者也可以自己使用Siemens Integrate將其機(jī)床成功集成到公司內(nèi)現(xiàn)有的復(fù)雜IT系統(tǒng)中。除了全面降低生產(chǎn)成本外，機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)效率和可用性都將得到提高。
通過將機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中所有與IT相關(guān)的功能集中到一起以形成一個(gè)總體的過程解決方案，西門子針對創(chuàng)新產(chǎn)品生命周期管理流程基礎(chǔ)方案提供對技術(shù)與組織實(shí)施加以簡化的方法。在完整的產(chǎn)品生命周期管理過程鏈的整個(gè)生命周期中，機(jī)床可更加有效地得到調(diào)試，提高生產(chǎn)效率，并且更易于實(shí)現(xiàn)定制和優(yōu)化。
