西门子数控系统近几年已经形成了以 Sinumerik 808D、828D和840D为代表的全系列产品,可以满足机床用户和最终用户的绝大部分需求。然而,西门子人并不满足这些成绩,近期,西门子又推出了Sinumerik 808D 总线版数控系统(见图1),对于用户来说,“花小钱办大事”,这是笔者对这款系统的评价。新系统是一款面向大众的产品,和同类产品相比,操作便捷,编程智能,功能丰富强大,有所超乎预料,有些功能甚至可媲美同行业的高档系统。
Sinumerik 808D ADVANCED(总线版)(以下简称新系统)作为一款面向大众用户的数控系统,使用了Sinamics V70 驱动器及Simotics S-1FL6 伺服电动机,采用了Drive Bus 总线技术,为简易型机床提供了全新的数控系统解决方案,让更多的用户能够体验西门子系统的方便性。
一、静态测试
(1)控制面板典雅简洁,且接口丰富。新系统继承了Siemens 控制面板的风格,如图2所示,采用带有保护膜的机械式按键,用户体验还是跟西门子828D按起来的感觉相差不大。配置7.5in LCD 彩色显示器,很适合这个档次的产品。特别强调的是,新系统的机床控制面板增加了实时显示刀号的LED灯,当前使用的刀具号一目了然,加工的安全性大大提高。新系统面板有USB接口,方便用户进行程序传输,也可直接读取U盘里的程序,节省程序传输的时间。背板有以太网接口(见图3),可通过网络进行程序的传输和报警时界面抓拍相片的传输,方便用户远程管理机床,处理问题。有高防护等级的集成及分散式I/O接口和Drive Bus接口。
(2)伺服驱动和电机接口安全可靠。如图4所示,驱动器上的安全接口,电机抱闸接口,紧凑的编码器插头和快速调试插口安全可靠,方便耐用;电动机易于安装,结实耐用,性能优异。
二、功能测评
(1)零点设定功能。此系统配有高档系统才有的手动零点测量功能,采用交互的界面,支持单边设定、四方分中、三点确定圆心等多种零点设定,为操作人员带了极大的便利。有个交互式的零点设定,节省了使用计算器的时间,比同类系统要方便很多。见图4、图5。
图4 零点设定
图5 计算器功能
(2)T、S、M功能。增加了T、S、M快速激活功能,用户在手工模式下很方便地实现刀具、主轴、辅助指令的激活,替代了以往通过多种模式的切换才能完成的功能。通过亲身体验,个人认为这个小功能的确为操作人员带来很大的便利。见图6。
图6 T、S、M快速激活功能
(3)刀具补偿功能。支持刀具半径补偿和长度补偿通过手动和自动两种模式测量,易懂的人机交互界面,让用户减少了刀具补偿值的换算。对于使用刀具长度补偿的用户,这个功能要比其他系统方便很多,避免了很多不必要的换算。见图7。
图 7 刀具补偿设定
(4)刀具创建功能。继承了西门子数控系统一贯的刀具定义风格,支持钻头、丝锥、铣刀等刀具的定义,每把刀具最多可支持9个不同的刀位点。特别是车刀的创建,还增加了刀位的示意图,对于经常把车刀刀位点搞混的用户不用再去费心记了,刀尖点的定义变得一目了然。见图8、图9。
图 8铣刀创建
图 9 车刀创建
(5)通信功能。为用户提供了1.25M的空间存放加工程序,能满足大多数用户的需求。除此之外,在面板上还增加了一个USB接口(见图10),可扩展加工程序的存储。当然还支持以太网接口和RS232接口,满足不同的用户的需求。对于大于1.25M的程序,用户可以直接从U盘调用加工,这对于低档的数控系统加工模具很方便,可以替代DNC功能,就是不支持程序在U盘中修改。
图10 U盘调用程序加工
(6)程序模拟与实时模拟。提供强大的程序模拟功能,可以充分显示毛坯切削的过程。程序模拟功能还支持模拟界面与加工界面的随时切换,方便用户对加工程序实时监控,让首件调试变得便利。见图11。
图 11 程序模拟功能
(7)特有的编程循环。新系统提供了多种孔加工策略、车加工策略、型腔铣循环、螺纹铣循环;支持极坐标编程和增量编程;支持任意轮廓的粗精车削路径的计算;提供了多种循环语句,满足用户的编程需求,如图12所示。作为Siemens推出的一款经济型系统,丝毫没有消减在高端系统为用户提供的功能,这也许就是德国企业的精明之处吧。
图12 Siemens编程循环
(8)精优曲面加工功能。大多用户在加工曲面过程中经常碰到速度上不去,或曲面质量不满足要求,面对这种问题很头痛。新系统的精优曲面功能集成的先进路径规划策略,能够有效提高工件的表面加工效果,而优化的程序压缩器功能能够将众多的小线段程序拟合成样条曲线,提高程序处理速度,并同时提高工件表面粗糙度。精优曲面功能的激活与设置可以简单地在高速设定循环Cycle 832 中完成,用户只需在循环界面中,输入相应的工序和质量要求,系统便可优化加工速度和精度,保证零件的加工效率和质量。如图13所示。对于一些加工模具的小企业来说,这无疑是最大的好消息,无需花更多的资金,便可实现较高水平的模具加工,对用户来说也特别容易掌握。
图 13 Cycle 832设置
另外,新系统在面板上还增加了程序测试和选择停止按键,支持屏幕内容的拍照,支持程序的复制,粘贴,搜索等功能。作为一款经济型数控系统,功能如此强大,多少令人有点意外。当屏幕抓拍时,会适时显示一个相机。利用这一功能可方便地将屏幕报警信息传输到制造商,以便快速处理问题。
(9)编程体验。新系统支持多种编程模式,支持轮廓编程,提供多种工艺循环(钻,铣,车) 人机界面,用户只需依据图样在对话式的界面中输入曲线轮廓,便可自动生成加工程序。支持ISO 式编程语言:支持常用的 ISO 式编程语言,即使没用过西门子数控系统的人员,也可按 ISO 数控系统进行程序编制。对于海量程序,新系统还支持U盘的在线加工和DNC加工;在程序编辑中还提供了常用函数的快捷输入;支持加工过程中断后的继接。
(10)培训软件。Simunerik 808D 总线版 on PC 是一款集学习、培训和离线编程功能于一体的免费电脑软件。它具有与真实数控系统相同的功能与操作界面,并能够在其上进行和实际机床相同的操作与编程。通过虚拟机床控制面板,用户更容易掌握操作和编程。
三、深度动态测试
以上介绍了那么多功能,使用效果到底怎么样,还是通过典型零件的加工来说明吧。为了更好的体验新系统的优缺点,我们各通过数控车和数控铣分别加工一个零件。
1.808D 总线版T数控车系统
工件如图14所示,加工要素分别为端面、外圆、槽、螺纹和球面。采用手工编程,零件比较简单,主要测试数控系统编程的易用性,操作的方便性以及扩展功能(不带Y轴)。机床类型:浙江丽伟 (leadwell) 型号:T-6M
图 14
所用刀具为: T3 切槽刀,刀宽4mm,T9 螺纹刀,T10 半精车刀。车床系统面板如图17所示。
程序如下:
车削左端
G0X100Z200 ;快速定位到X100Z200 的位置
T10D1 ;换10号半精加工刀
M8 ;打开切削液
M3S1000 ;转主轴1000r/min
G0X50Z05 ;靠近工件
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 0.80000, 0.10000, 0.10000, ,0.12000, 0.12000, ,1, , ,) ;粗车循环
G0X100Z100 ;快速定位至X100Z100
M5 ;主轴停止
M3S1500 ;主轴转1500r/min
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 1.00000, , , , , ,0.04500, 5, , ,) ; 精车循环
G0X100Z150 ;快速定位至X100Z150
T3D1 ;换三号切槽刀
M3S1000 ;转主轴1000r/min
G1F0.05 ;设定进给速率为F0.05r/min
CYCLE93( 36.00000, -16.00000, 4.50000, 2.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.10000, 0.10000, 2.00000, ,5, 0.00000) ;切槽循环
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z200
M5 ; 主轴停止
T9D1 ;换9号螺纹刀
M3S300 ;转动主轴300rpm
G0X50Z-20 ;靠近工件
CYCLE99( -25.00000, 42.00000, -55.00000, 42.00000, 2.00000, 1.00000, 1.30000, 0.20000, 0.00000, 0.00000, 10, 1, 2.50000, 300101, 1, 0.00000, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, , , ,0) ;切螺纹循环
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z100
M30 ;程序结束
;*************CONTOUR************ ;下面全是轮廓
TT1:
;#7__DlgK contour definition begin - Don't change!;*GP*;*RO*;*HD*
G18 G90 DIAMON;*GP*
G1 Z0 X-.5 ;*GP*
X36 CHR=.2 ;*GP*
Z-25 ;*GP*
X42 CHR=2 ;*GP*
Z-55 ;*GP*
Z-57 X38 ;*GP*
Z-65 ;*GP*
X46 ;*GP*
TT1_E:;************* CONTOUR ENDS ************
车削右端
G0X100Z200 ;快速定位到X100Z200 的位置
T10D1 ;换10号半精加工刀
M8 ;打开切削液
M3S1000 ;转主轴1000r/min
G0X50Z05 ;靠近工件
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 0.80000, 0.10000, 0.10000, ,0.12000, 0.12000, ,1, , ,) ;粗车循环
G0X100Z100 ;快速定位至X100Z100
M5 ;主轴停止
M3S1500 ;主轴转1500rpm
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 1.00000, , , , , ,0.04500, 5, , ,) ; 精车循环
G0X100Z150 ;快速定位至X100Z150
T3D1 ;换三号切槽刀
M3S1000 ;转主轴1000rpm
G1F0.05 ;设定进给速率为F0.05r/min
CYCLE93( 36.00000, -16.00000, 4.50000, 2.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.10000, 0.10000, 2.00000, ,5, 0.00000) ;切槽循环
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z200
M5 ; 主轴停止
T9D1 ;换9号螺纹刀
M3S300 ;转动主轴300rpm
G0X50Z-20 ;靠近工件
CYCLE99( -25.00000, 42.00000, -55.00000, 42.00000, 2.00000, 1.00000, 1.30000, 0.20000, 0.00000, 0.00000, 10, 1, 2.50000, 300101, 1, 0.00000, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, , , ,0) ;切螺纹循环
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z100
M30 ;程序结束
零件加工实物如图15所示。