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西门子“数字化双胞胎”:实现机床加工与制造的数字化
2018-04-18   悉恩悉机床网

CCMT2018西门子(中国)有限公司数字化工厂集团运动控制部机床系统总经理许政顺介绍展品

  

  在第十届中国数控机床展览会(CCMT2018)上,西门子“机床数字化制造”展台以独特的电脑模拟演示方式全覆盖的布展,从机床加工与制造过程两个维度将西门子“数字化双胞胎”核心技术和整体解决方案呈献给观众。西门子是目前全球惟一拥有“数字化双胞胎”完整解决方案的供应商。如何借助“数字化双胞胎”实现从产品研发、设计、生产到服务的全过程,从而提高生产力、设备可用性和制造过程可靠性。优化加工精度、设计、加工过程乃至维护和服务。“数字化双胞胎”案例在机床制造商和机床用户中的应用以及带来的优势令诸多参观者为之震撼。


  “数字化双胞胎”:实现机床加工与制造的数字化


  采用西门子控制技术的机床,其虚拟机床的控制系统与西门子的Sinumerik数控系统使用相同的语言代码。借助虚拟NC内核,可生成仿真和试运转的“数字化双胞胎”,即完全对应的虚拟镜像,从而提前对程序和复杂运动序列进行虚拟测试,以提高实体机床后续加工的精确度和可靠性,最大限度缩短调整时间。这些优势在小批次、定制化产品的生产中更为明显。这是一个骄人的案例:德国CHIRON公司在其加工中心FZ12MT配用了Sinumerik数控系统,演示了数字化解决方案在当今实际应用中的价值。对于采用西门子控制技术的机床,CHIRON在机床仿真中使用虚拟NC内核。该机床的控制系统与Sinumerik数控系统都使用相同的语言代码,产生仿真和试运转的精确虚拟画面,即“数字化双胞胎”。相应机床环境中的所有操作序列都可得到实时描绘,并由Sinumerik 840D sl软件使用虚拟模型来控制。这样,在执行数控程序时,就可以识别序列和程序错误以及机床与刀具的碰撞,评估运动行为,并确定程序运行时间,从而显著提高实体机床后续加工的可靠性,最大限度缩短调整时间,尤其对于小批次产品更为有效。


  西门子还展示了其功能强大的、基于云的开放式物联网操作系统MindSphere在机床领域应用的多种连接和安装选项。利用MindSphere上的“Manage MyMachines”应用程序。西门子在展台上连接了北京数控技术应用中心的两台机床,向现场观众展示借助该应用程序所采集和分析的相关机床数据。“Manage MyMachines”能轻松快速地将Sinumerik 840D sl这样的机床数控系统与MindSphere相连,为用户提供来自联网机床的信息,使用户能清晰了解机床的当前以及历史状况,从而缩短机床停机时间,优化服务和维修流程,提高生产力。西门子(中国)有限公司数字化工厂集团运动控制部机床控制系统总经理许政顺表示,“数字化加工离不开工业软件,通过软件模拟机床加工过程特别是加工性能,让加工性能、效果通过虚拟环境下展示,在机床加工领域一一具体体现,云平台对整个加工过程的实时监控。西门子“数字化双胞胎”可以对加工性能模拟,进行百分之百的仿真。这是西门子最核心内容。目前能够模拟在技术平台上的只有西门子,基于机床和加工两个理念做到完整的也只有西门子。”


  Sinumerik:数控系统软硬件全面升级


  西门子本次展会展出了一系列数控系统软硬件的新产品,包括全系列的Sinumerik808、828和840数控系统,全面覆盖从普及型机床和标准机床控制方案、到模块化高级解决方案,再到高端工件生产的智能解决方案。Sinumerik 808D ADVANCED是基于操作面板的普及型数控系统,其结构紧凑,使用方便,适用于车削和铣削应用。Sinumerik 828D BASIC、828D以及Sinumerik 828D ADVANCED都是高性价比的数控系统,数控性能高,便于调试。


  全新升级的Sinumerik 840D sl数控系统采用多核处理器技术、基于驱动的高性能NCU(数控单元),性能潜力更高。在NCU链路中,30个加工通道可控制多达93根轴。使用该数控系统的多轴机床,可在最短的加工时间内完成极高的加工精度。Sinumerik840Dsl的NCU性能可扩展,其操作部件还采用了高度模块化设计。例如,借助于灵活M:N操作,所有操作面板都可与NCU配套使用。此外,Sinumerik 840D sl还具有优秀的开放式架构,通过采用Sinumerik Integrate,可根据机床的工艺条件对数控系统进行最佳调整,从而确保生产自动化环境的高度灵活性。Sinumerik 840D sl采用领先的工业以太网标准Profinet进行通信,出色的通信功能可完美集成到西门子全集成自动化(TIA)环境,并通过TIA博途工程软件平台进行工程组态。先进的触控屏幕技术为机床操作带来崭新的智能生产体验。


  在软件方面,Sinumerik拥有便捷操作的用户界面。Sinumerik Operate用户界面上设计了大量功能来简化Sinumerik的操作。比如预先配置好的边屏显示(Sidescreen),不仅丰富了人机界面(HMI)的原有界面,还能提供更多功能。针对当前操作任务,边屏显示会显示所有相关信息,一目了然。另外,用户可以随时合上或展开边屏显示、水平或垂直滚动边屏显示来浏览内容。其次,为了保障机床的高可用性,Sinumerik还提供了实时的防碰撞功能CollisionAvoidance。无论是使用一个NCU的单通道加工,还是五轴同步铣削等复杂加工,防碰撞功能都可有效防止机床上发生意外干涉,为安全生产保驾护航。除数控系统之外,西门子展台同时展出的还有与之相配套的Sinamics驱动系列、Simotics电机系列、电主轴等产品,数控系统在航空航天、汽车、医疗、电力、电子零件加工、和教育等行业上的成功应用,以及PLM产品生命周期管理软件、融资租赁、电柜集成等增值服务解决方案。其中,融资解决方案和金融服务可以为客户提供全面、专业并且高效的融资解决方案,助力机床行业数字化及未来发展。


  许正顺表示,“西门子倡导机床本身的数字化制造,西门子有软件工具和方案,以自动化驱动设备新的功能来支撑数字化制造的理念,这是此次展会整个设计的主题思路。不围绕数控产品介绍产品,而是从加工技术上介绍用户整体解决方案。”他阐述前瞻性理念,西门子好比顶级相机,企业好比拥有者,今后成为摄影爱好者还是摄影家取决于企业本身。他希望中国企业的决策层应具有战略眼光,抓紧进行企业顶层设计和重视人才培养。西门子期待优秀的企业合作伙伴,借助西门子“数字化双胞胎”实现真正意义上的数字化企业。