西門子數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控加工領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)研究
2018-2-12 來(lái)源： 博世華域轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（煙臺(tái)）有限公司 作者：霍俊浩 劉 勇
摘 要：隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機(jī)床加工領(lǐng)域的應(yīng)用，使得加工技術(shù)變得的越來(lái)越現(xiàn)代化，能極大的滿足各種對(duì)于加工件的設(shè)計(jì)要求。而這一切都依賴于數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，目前使用較多的，較為穩(wěn)定的數(shù)控系統(tǒng)有西門子、三菱、海德漢等等，而文章主要的介紹了西門子數(shù)控系統(tǒng)以及其在加工領(lǐng)域的相關(guān)優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞：西門子數(shù)控系統(tǒng)；機(jī)床加工；優(yōu)勢(shì)
1 、西門子數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
西門子數(shù)控系統(tǒng)集成了多項(xiàng)的功能于一身，包含了 plc/cnc/hmi 等等，并且在系統(tǒng)的界面上具有中文版本，還擁有了更好的人機(jī)交互性能，易于操作，在安裝上也更加的簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
2 、西門子數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品
以 sinumerik810d 為例，其第一次把 cnc 和驅(qū)動(dòng)控制放在了一塊主板上，并且達(dá)到了可以同時(shí)控制 5 個(gè)左右的軸承，這給機(jī)床的工作效率帶來(lái)了極大的提升。同時(shí)該套系統(tǒng)的能夠使用各種復(fù)雜的機(jī)床加工工作，能根據(jù)相關(guān)的要求對(duì)其重新的設(shè)定，具有可編程性，而在 sinumerik 840d 上已經(jīng)達(dá)到了全數(shù)字的控制系統(tǒng)，其在加工是精度更加的高，更加的易于操作，在車削、磨削上更加的易用，并且還能適用于沖壓和激光燈特殊的加工工作。
3 、西門子數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成
其中 cnc 主要由中央處理器、bus、hmi、i/o 以及存儲(chǔ)設(shè)備等組成。3.1 CPUCPU 是該套系統(tǒng)的核心部件，相當(dāng)于它的大腦，其主要的功能是提供數(shù)據(jù)的處理、運(yùn)算同時(shí)也能保存一部分的數(shù)據(jù)，作為中央處理器，它還能與系統(tǒng)內(nèi)容的其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和處理，同時(shí)也能對(duì)其他的設(shè)備進(jìn)行指令上的控制。
通常 CPU 的按照其數(shù)據(jù)的帶寬全面將其分為了最小的 8 位、16 位、32 以及 64 位，不同位數(shù)的CPU 在處理能力上、運(yùn)算的速度上都是不一樣的。3.2 BUSBUS（總線）是當(dāng)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)之內(nèi)進(jìn)行傳送時(shí)所需要的途徑，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ阑蛘咻d體。
系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)設(shè)備和部件之間鏈接時(shí)一般都采用的標(biāo)準(zhǔn)的 BUS。SID 總線是 pro-log 公司在上世紀(jì)的 80 年代發(fā)明的，再后來(lái)被國(guó)際上認(rèn)可為標(biāo)準(zhǔn)，其能適用于大多數(shù)的系統(tǒng)之中，能滿足于大多數(shù)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，并且他的性能也非常的優(yōu)秀，同時(shí)它的尺寸和體積非常的小，因此，特別的易用、易安裝。3.3 存儲(chǔ)器一般現(xiàn)代存儲(chǔ)器主要的氛圍了 rom 和 ram，其功能都主要的是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而 rom 是用存儲(chǔ)系統(tǒng)中被設(shè)定的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)軟件，而 ram 則能存儲(chǔ)一些可以被改寫、更改的數(shù)據(jù)。3.4 接口和 hmiHmi 是一個(gè)整套的設(shè)備系統(tǒng)，它包含了輸入設(shè)備、控制的面板、顯示設(shè)備、讀取設(shè)備、外部的存儲(chǔ)設(shè)備等。
其主要的功能是為當(dāng)被控設(shè)備和 CNC 之間需要進(jìn)行信息的交換時(shí)，需要一個(gè)輔助的系統(tǒng)設(shè)備來(lái)對(duì)這寫信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化的處理，然后把這些處理過(guò)的數(shù)據(jù)信息傳送給 CNC，可以簡(jiǎn)單把其理解為一個(gè)數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，同時(shí)它還能一定的抗干擾能力，把外部的信號(hào)干擾處理掉，防止其干擾到 CNC。另外各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備之間在進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送時(shí)都是通過(guò) I/O 的接口進(jìn)行的。
以上為西門子數(shù)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組成介紹。在上述的簡(jiǎn)單介紹之中我們已經(jīng)初步的可以看出，西門子的數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)和基本的設(shè)備組成，主要還是由 CNC、i/o 接口、
存儲(chǔ)設(shè)備以及 HMI 和相關(guān)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備等組成，他們?cè)诓煌脑O(shè)備之上還有這不同的安裝方式可以選擇，為了更好的適應(yīng)于各種的加工設(shè)備，其分為了內(nèi)裝型、集成型、和外裝型等。
4 、西門子數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控加工領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)
4.1 開(kāi)放式設(shè)計(jì)
對(duì)于西門子數(shù)控系統(tǒng)而言，其最大的優(yōu)勢(shì)就是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中具有較高的開(kāi)放性設(shè)計(jì)，比如在系統(tǒng)面板中設(shè)計(jì)了人機(jī)對(duì)話界面、可編程邏輯控制器、數(shù)控機(jī)床的程序編制等等，因此西門子數(shù)控系統(tǒng)可以支持客戶對(duì)軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。除此之外，西門子數(shù)控系統(tǒng)還增加了很多新的插補(bǔ)功能，并建立了配套的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為更的機(jī)床企業(yè)提供更廣泛的技術(shù)支持。
西門子數(shù)控系統(tǒng)比較高端的數(shù)控系統(tǒng)是 840D，這套系統(tǒng)主要是用來(lái)支持以工業(yè) PC 為主的平臺(tái)，所以系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中設(shè)計(jì)了大量的計(jì)算機(jī)功能，同時(shí)還附帶 shop－mill
軟件，從而更好的和數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行匹配，這項(xiàng)數(shù)控系統(tǒng)可謂是集產(chǎn)品造型和自動(dòng)編程于一體的模擬加工軟件，并真正的實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的智能化。
和其他數(shù)控系統(tǒng)相比，在進(jìn)行復(fù)雜的零件加工時(shí)，其精密度更高。考慮到客戶的需求，西門數(shù)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還預(yù)留了數(shù)據(jù)接口和儲(chǔ)存空間，以便更好的滿足客戶的要求，同時(shí)還可以根據(jù)客戶的實(shí)際情況，對(duì)一些特殊的服務(wù)功能進(jìn)行制定，為不同領(lǐng)域的企業(yè)進(jìn)行更好的服務(wù)。
4.2 、樹(shù)立創(chuàng)新理念
西門子樹(shù)立系統(tǒng)一直致力于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，這也是西門子企業(yè)的主要價(jià)值觀。西門子在發(fā)展初期，之所以在市場(chǎng)中沒(méi)有占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)，是因?yàn)樗麄冊(cè)趯?duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要是采用了歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，因此，制定出來(lái)的系統(tǒng)并不能很好的服務(wù)于中國(guó)機(jī)床企業(yè)，導(dǎo)致企業(yè)在使用系統(tǒng)的過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題。特別是一些高端的數(shù)控系統(tǒng)，還人為的設(shè)置了很多的技術(shù)問(wèn)題，工廠在采購(gòu)時(shí)不僅要花費(fèi)更高的加強(qiáng)，在進(jìn)行操作和編程的過(guò)程中還會(huì)受到很多的限制，導(dǎo)致較多的高級(jí)功能都形同虛設(shè)，久而久之，廠家在使用的過(guò)程中會(huì)覺(jué)得不夠方便，甚至?xí)a(chǎn)生怨言。
針對(duì)這些問(wèn)題，西門子企業(yè)及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，結(jié)合我國(guó)工廠的實(shí)際情況，對(duì)溫度和電壓報(bào)警進(jìn)行了更正，對(duì)一些繁瑣的授權(quán)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，加強(qiáng)了數(shù)控系統(tǒng)的抗干擾能力。在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新后，客戶在使用的過(guò)程中得到了更簡(jiǎn)便的操作，所以西門子在中國(guó)市場(chǎng)中也得到了較好的發(fā)展。
4.3 優(yōu)秀的編程方法
在編程方法上，西門子也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。840D 系統(tǒng)自發(fā)展以來(lái)，已經(jīng)經(jīng)歷了 5 次優(yōu)化，可以說(shuō)該系統(tǒng)已經(jīng)十分完善。通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的研究后發(fā)現(xiàn)，很多用戶并沒(méi)有完全掌握系統(tǒng)的功能，比如在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程方面，在設(shè)置參數(shù)、定義變量和條件比較中，由于這些都是比較宏觀的程序內(nèi)容，所以只要是有規(guī)律的加工，都可以對(duì)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言快捷編程進(jìn)行使用，企業(yè)在使用的過(guò)程中只需要制定出一組加工特征，就可以完成旋轉(zhuǎn)、平移和縮放等功能的復(fù)制，讓企業(yè)在編程中可以節(jié)省大量的時(shí)間。并且西門子數(shù)控系統(tǒng)還有較好的循環(huán)加工功能，企業(yè)在運(yùn)用時(shí)可以起到更好的作用。
5 、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，我們能看出，西門子的數(shù)控系統(tǒng)在系統(tǒng)的編程上，系統(tǒng)的性能上、系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性上、系統(tǒng)的適應(yīng)性上以及系統(tǒng)的操作上都是非常的優(yōu)秀的。在面對(duì)現(xiàn)在對(duì)于加工件要求的日益復(fù)雜的今天，必須要選用一套極為穩(wěn)定、可靠、同時(shí)性能優(yōu)越的、能符合實(shí)際的加工需要的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，來(lái)保證加工的進(jìn)度、加工的效率，同時(shí)西門子作為最早的開(kāi)始進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的公司，其自然在數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及后期的系統(tǒng)維護(hù)和更新上要快捷和方便許多，服務(wù)上也會(huì)想多的更好，系統(tǒng)的對(duì)于加工設(shè)備的兼容性也更強(qiáng)，能極大的適應(yīng)各種部件、結(jié)構(gòu)的加工處理工作。
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