西門子數控系統的優勢與運用
2014-12-7 來源：德州聯合石油機械有限公司 作者：侯祖剛 李政 曹秀芹
摘要：西門子數控系統功能強大，代表著高端數控設備的制造理念和發展趨勢，操作者應通過學習和培訓，掌握系統的編程要領，以及在使用過程中應該注意的問題，充分發揮先進設備的性能優勢，大幅提高產品質量和加工效率。
關鍵詞 西門子數控 卓越與創新 優勢與運用
1、引言
西門子數控系統在國內的市場占有率雖然不多，但精度高，功能強大，代表著高端數控系統的發展趨勢。以前，我們對這款數控認識較少，工廠中購進的設備很少采用西門子系統，操作者只是在書本上了解其性能和優勢，沒有實質性的培訓和接觸，更談不上經驗積累和人才儲備。隨著數控機床的快速發展，很多中高端數控車床和加工中心，都配備了西門子840D數控系統，在實際使用中均表現不錯，完全可以滿足生產需要。操作者經過培訓和自身努力，基本掌握了系統的編程與操作，一些高級功能還有待我們去學習和摸索。
2、 性能優勢與學習應用
西門子數控系統的最大優勢是開放式設計，主要表現在人機界面、PLC和NC三個方面。系統新增多種插補功能，為不同的機床廠家和用戶提供更多的技術支持。近年來，中國的機床制造產業取得了長足的進步，對數控系統的開放性提出了更高的要求。840D 系統以工業PC機為硬件平臺，融入很多實用的計算機功能， CAD、CAM軟件與數控系統完美結合，集產品造型、自動編程、模擬加工于一體；真正做到了智能化控制。另外，西門子還為其合作伙伴預留了數據接口和內存空間，機床制造廠可以根據客戶的需求，量身定做特殊的功能和服務，為不同領域的制造企業提供高效實用的工業解決方案，最終實現數控機床的交鑰匙工程。
“卓越和創新”一直是西門子公司的核心價值觀， 過去，西門子數控系統在國內的市場份額較小，主要原因是其設計思路和電網要求按照歐洲標準，不適應中國用戶現有的加工環境。使用過程中經常出現報警和停機現象，現在，西門子公司做了許多改進，將其先進的技術和理念融入中國機床工具業，簡化了溫度和電壓報警，取消了能量反饋，系統抗干擾能力大幅加強，故障明顯減少，802D/828D/840D三種有代表性的西門子數控系統，在中國市場上具有很好的發展勢頭。其中840D屬于西門子高檔系統，開放式設計，允許機床廠家進行二次開發，針對用戶產品加工的特點，增設一些專業功能，有著很好的市場前景。
數控系統性能的高低主要體現在控制器上，驅動和電機沒有太大的差別。系統的結構和基本功能是一樣的，升級系統主要是更新軟件。學習西門子數控應該以編程為主，突出數控坐標系原理和基礎編程的格式，西門子系統可謂博大精深，我們使用的只是一些基本功能，核心的東西掌握在系統開發商和機床廠家手中。數控系統發展到今天，經歷了5次更新換代，其自身功能已經比較完善，認真研究一下，會發現有很多功能和指令，我們還沒有真正的認識和掌握。宏程序作為一種變量編程，類似于計算機的高級語言，給用戶提供了二次開發的平臺。只要是有規律的特征曲面，加工變量之間能夠建立方程式和邏輯推理關系，都可以使用宏程序，相同或類似的一組加工特征，只需做出一個，就可以使用旋轉和平移、縮放功能做出另外幾個，縮短程序，節省時間，而機床執行宏程序比CAM軟件生成的程序更快捷,反應更迅速,數控系統自帶的循環功能，平移、比例、旋轉、子程序重復調用，刀具半徑補償等一些高級編程功能都有著自己的獨到之處，運用好了，可以取得事半功倍的效果。與其他數控系統相比，西門子的宏程序可謂博大精深，很多人對其不熟悉、學習起來不好入門，往往誤以為深不可測，漸漸對其失去了興趣，為此錯過了一條很好的編程途徑。吳工強調，西門子系統的長處是計算機語句編程，參數設置、變量定義、條件比較和邏輯運算，這些都是宏程序的精髓。不經過專業培訓，短時間內很難掌握。相比之下，如果曲面的數學方程過于復雜，此時可借助于編程軟件，正確建模后選擇合理的刀具路徑自動生成加工程序，實踐驗證，宏程序和自動編程的優缺點正好互補，如果在加工中綜合運用這兩種方法來編程，則可以起到事半功倍的效果。為此，我們要學習這方面的知識。以此次培訓為契機，搜集資料，積累經驗，加強現有工藝技術人員和數控專業人員的培訓力度。為以后引進高精數控設備做好準備。
3、使用過程中應該注意的問題
數控機床使用過程中應注意的安全問題，隨著高速加工的普及應用，數控機床的快進速度已從80年代的4米/分鐘提高到到現在的12米/分鐘，機床結構也從敞開型向封閉型轉變。一旦由于編程和操作失誤，操作者往往來不及按下急停按鈕，刀具已經與工件或夾具相撞。加工前必須進行程序模擬和仿真加工，數控加工中，需要考慮的因素很多，那個環節出現問題，都會造成嚴重的后果。為避免出現機床損傷和人身事故，在編程和操作時應注意下面的一些細節。
1）、編程時設定的工件坐標系原點應在工件毛坯以外，至少應在工件表面上。這一點非常重要，從理論上講，工件坐標系原點可以設在機床和工件的任何地方，只要此點與機床坐標系原點具有正確的位置關系即可。但在實際加工中，如果我們將工件坐標系原點設置在工作臺平面上，萬一系統加載刀補失效，當出現坐標值為零或接近零的插補指令時，刀具將撞向工作臺，很容易造成責任事故。
2）、編程中養成嚴謹的小數點輸入習慣。有些西門子系統，當省略小數點時，則輸入值被視為最小設定單位（微米），此時，程序中的坐標值都會縮小一千倍，后果可想而知。所以，編程員在處理程序時，對小數點等一些細節要格外關注。應在編程整數后面，也加上小數點。為了使小數點更加醒目，有必要把孤立的小數點寫成“.0”的形式。這樣做，對某類系統是多余的，但養成習慣后，就不會因為小數點失誤而造成安全事故。
3）、加工中心在調整刀具長度補償時，應保證其偏置值為負值。此時，萬一刀具長度補償被疏漏，刀具向遠離工件的方向移動，直至超程報警。加工中心X、Y軸的基準點在主軸中心線上，是一個固定不變的位置。但是，Z軸的基準點是可以浮動的，如果設置在主軸端面，當指令為零時，主軸將到達坐標系指定的零位置。此時，主軸上的刀具將與工件或工作臺相撞，如果 Z軸上的基準點設在所有刀具長度之外。即使不附加別的運動，也不會與工件發生干涉。
4）、正確運用系統內置的模擬和仿真功能，在數控機床操作中，大約2/3的撞車事故發生在首件加工和程序調試階段。尤其是換刀動作和快速進給時，要做到全神貫注，目不轉睛。事故原因有很多，計算錯誤、指令誤寫、校對不正確等一些細節都有可能引發事故。必須進行空運行和樣件加工，在調試過程中及時發現和糾正錯誤。試車成功后，方可鎖定程序，批量加工。
4、結語
再好的數控系統，也是人來操縱的，所以要提高效率，就要培養高素質的技術人員和操作員工。數控人員一定要養成嚴謹的職業習慣，嚴格遵守程序格式和操作規程，提高安全意識，杜絕事故隱患，合理有效的提高機床效率和加工精度。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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