SINUMERIK ONE 提供眾多支持可持續發展的功（gōng）能-數控機床市場（chǎng）網

SINUMERIK ONE 提供眾多支持可持續發展（zhǎn）的功能（néng）

2024-10-31 來源：西門子作者：- 訪問量：

節約能源和（hé）資源是機（jī）床行業的（de）大勢所趨。機床製造商和機床用（yòng）戶分別從自身的角度看待機床的可持續發展：自身的（de）製造過程和客戶的運營效率（lǜ）。西門子（zǐ）數（shù）控 SINUMERIK ONE 和軟件解決（jué）方案針對這兩個方麵推（tuī）出了豐富的助力可持續發展的（de）功能。

伴隨著能源價格不（bú）斷上漲，同時為了實現節能減（jiǎn）排目標（biāo），機床能否節約（yuē）能（néng）源和資源（yuán）對於機床行（háng）業非常重（chóng）要。機床是否能夠提（tí）高（gāo）能耗透明度或直（zhí）接實現節能目的，正成為機床產品占領市場的關鍵。因此，SINUMERIK ONE 及（jí）其數字化軟件解決方案在機床製造方麵提供的眾多助（zhù）力可持續發展的功能受到廣泛關注，這些功能可以惠及機床製造商 (OEM) 及其最終用戶。

我（wǒ）們先（xiān）從 OEM 的角度出（chū）發，探討如何在（zài）機床的開發、生產、調試和操作過程中實現（xiàn）節能減排目標。機床（chuáng）數字孿生是（shì）在各個環節中實現降低成本和提高效率的基礎。“Create MyVirtual Machine（簡稱（chēng）CMVM）”在設計流程引入了完整功能和組件的數字孿生，無（wú）需使用實際的硬件就可以完成機床的數字化調試。此外，通過數字孿（luán）生還可以同（tóng）步執行多項任務，在（zài）設計過程中不（bú）必嚴格按照先後順序執行每一道工序，從而進一步節省時（shí）間和成本。

可實現（xiàn）仿真功能的數字展示平台（tái）

除了“Create MyVirtual Machine ”，我（wǒ）們還進一步推出了“Run MyVirtual Machine（簡稱RMVM）”。機床製（zhì）造（zào）商可以從兩（liǎng）方麵獲益：首先，可以將Run MyVirtual Machine作為機床（chuáng）虛擬展示平台，展示尚未實際生（shēng）產的（de）機床原型機。潛在買家可以看到如何（hé）通過數字孿生製造特定機床（chuáng）組件。其次，機床製造商（shāng）可以將（jiāng） Run MyVirtual Machine 作（zuò）為虛擬編（biān）程平台提供給客戶，幫（bāng）助客戶（hù）做好（hǎo）生產準備工作。這（zhè）一功能可以利用數字孿生技術，實現（xiàn）真實且無風險的（de）仿真。它涵蓋了工作空間、軸位置值（zhí），並兼顧（gù）空閑時間。通過數字孿生及 Run MyVirtual Machine 進（jìn）行編程、試運行、坐標偏（piān）移（yí）值校正和點動模式，每（měi）個執行的數控程序預計可以實現超過 80% 的能耗下降（圖 1）。

圖說：使用Run MyVirtual Machine，每執行一個數控程序可節省超過80%的能源

能耗透明度

Ctrl-E 是 SINUMERIK 的（de）一個（gè）典型功能，便於用戶（hù）掌握能耗情況，這（zhè）一功能需要機床製造商在機床上提供必要的訪問權限。當（dāng）滿足訪問（wèn）此功能的條件時，按下 Ctrl + E 快（kuài）捷鍵就可以清晰顯示包括主設（shè）備和輔助設備在內的整台機（jī）床的（de）能（néng）耗（hào）情況。基於這些信息（xī），就可以評估並推（tuī）算出如何在空閑時間降低能耗。以一台示例機床（chuáng）為例，一年內總計節省的能源達到 920千瓦時，這大致相當於機床基礎負（fù）載產生能耗的 5%。該示例直觀展示了該（gāi）功（gōng）能作為機床製造商（shāng）銷售賣點的價值所在。

加工速度更快、能耗更（gèng）低

節能並不意味著在（zài）某（mǒu）些方（fāng）麵造成損失。相（xiàng）反，通過自（zì）適應加工控製“Optimize MyMachining /Adaptive Control自適應加工控製” 功能，在硬（yìng）件不（bú）發生改變（biàn）的條件下就可以創造更多價值。這不僅可以（yǐ）加快加工過程，還可以節省能源。在維也納工業（yè）大學生產工程與（yǔ）光子技術研究所 (IFT) 的一項研究資助（zhù）項目中，清晰展示了這個功能的（de）與眾不同之處。

僅通過在特定實驗設置中對工件進行（háng）自（zì）適應加工控製，便可以節省 20% 至 25% 的加工周期時間和能源。圖片中是來自機床（chuáng）製造（zào）商 WFL 的一台機（jī）床（圖 2）對鋁製工件進行不同深度型腔的粗加工（圖（tú） 3）。該機床配備了測量設備，記（jì）錄了整台機床以及各個組件（如軸和冷卻係統）的功耗。此外，SINUMERIK 的跟蹤模塊還測量了（le）軸和主軸的有功功（gōng）率。

圖說：通過使用自適應加工控製（zhì）技術，在 WFL機床加工測試中，可節省 20% 到 25% 的加工周期時間和能源。來源：維也（yě）納工業大學（xué）

圖說：在測試機床中，在鋁（lǚ）製工（gōng）件（jiàn）上粗加工出不（bú）同深（shēn）度（dù）的型（xíng）腔。

“我們（men）專門挑選切削速度和進給量等行業常用的加工參數。我們對采用自適應進給控製和不采用自適應進給控製情況的工件粗加工進（jìn）行對比，並評估了不同軸向切（qiē）削深度對組件（jiàn）的影響。”負（fù）責（zé）實驗的維也納工業大學研究助理 Peter Weissenböck 對此解釋道。“我們給與 ‘Optimize MyMachining / Adaptive Control 自適應加工控製’最大（dà）的自由（yóu）度，進給量最大值增加到 150%。節省的周期時（shí）間（jiān）和能源（yuán）非常振奮人心（xīn）。”毫無疑問，控製層麵的（de）優化可以實現的節省效（xiào）果因機床（chuáng）和工件的不同而有所差異。但值得關注的是，該粗（cū）加工采用了行業（yè）的典型設置，其中涉及到機床、工件和加工參數。

維也納（nà）工業大學 IFT 控製工（gōng）程（chéng）與（yǔ）集成係統（tǒng）研究小組負責人、助理教授（shòu） Thomas Trautner 博士對此（cǐ）結果感慨道：“相對於節（jiē）能 20% 或 25% 或（huò）者僅僅15% 或 10%，更重要的是，我們開辟（pì）了一種全新的方式，可以（yǐ）在現有硬件的基礎之上實現更多目標。通（tōng）過運行軟件就能（néng）大幅提升生產力（lì），這在（zài）以前是難以想象的。”

通過使用 “Optimize MyMachining /Adaptive Control 自適應加工控製”功能，在提高（gāo）加工速度的同時還（hái）可以降低能耗，實現了生產（chǎn）力和可持續發展的雙重目標。實現加快生產速度同（tóng）時（shí）降低能（néng）耗的秘訣在於縮（suō）短周期時間，進而降（jiàng）低基礎負載。如果縮短製造過程的時間取得顯著成果，最終能夠以更快的速度（dù）和更低的綜合能（néng）耗生產同等質量的零件。

西門子的機床（chuáng）產品組合中提（tí）供了多種可（kě）以實現節能降耗的功能，涵蓋了機床自身及使用機（jī）床完（wán）成的生（shēng）產環節，在此（cǐ）並未一一例舉。無論是提高自身生產優勢還是成為機床的（de）賣點，生產過（guò）程中實（shí）現節能（néng）降耗可以惠及所有人。

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