SINUMERIK ONE 提供眾多支持可持續發展的功能
2024-10-31 來源：西門子 作者：-
節約能源和資源是機床行業的大（dà）勢所（suǒ）趨。機床製造商和機床用戶分別從自身的角度看待機床的可持（chí）續發展：自（zì）身的（de）製造過（guò）程和客戶的運營效（xiào）率。西門子數控 SINUMERIK ONE 和軟件解決方案針對這兩個方麵推出了豐富（fù）的助力（lì）可持續發展的功能。
伴隨著能源價格不斷上（shàng）漲，同時為了實現節能減排目標，機床（chuáng）能（néng）否節約能源和資源對於機床行業非常重要。機（jī）床（chuáng）是否能夠提高能耗透明度或直接實現節能目的，正成為機床產（chǎn）品占領市場的關（guān）鍵（jiàn）。因此，SINUMERIK ONE 及其數字化軟件解決方案在機床製造方麵提供的眾多（duō）助力可（kě）持續發展的功能受（shòu）到廣泛關注，這些功能可以惠及機床製造商 (OEM) 及其最終用（yòng）戶。
我們先從 OEM 的角度（dù）出發，探討如何在（zài）機床的開發、生產、調試和操作過程中實（shí）現節能減排目（mù）標。機床數字孿生是在各個環節中（zhōng）實（shí）現降低成本和提高（gāo）效率的基礎（chǔ）。“Create MyVirtual Machine（簡稱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，通過數字孿生（shēng）還可以同步執行多項任務，在設計過程中不必嚴格按照先後順序執行每一（yī）道（dào）工序，從而進一步節省時間和成本（běn）。
可實現仿（fǎng）真功能的（de）數字展示平台
除了“Create MyVirtual Machine ”，我們還進一（yī）步推出了（le）“Run MyVirtual Machine（簡稱（chēng）RMVM）”。機床製造商可以從（cóng）兩方麵獲益：首先，可以將Run MyVirtual Machine作為機床虛擬展示平台，展示尚未（wèi）實際生產的機床原型機。潛（qián）在買家可以看到如何通過（guò）數字孿生製（zhì）造特定機床組件。其次，機床製造商可以將 Run MyVirtual Machine 作為虛擬編程平台提供給客戶，幫助客戶做好生產準備工作。這一功能可以利用數字孿生技術，實現真實且無（wú）風險的（de）仿真。它涵蓋了工作空間、軸位（wèi）置值，並兼顧空閑時間。通過數字孿生及 Run MyVirtual Machine 進行編程、試運行、坐標偏移（yí）值校正和點動（dòng）模式（shì），每個執行的數控程序預計可以實現超過 80% 的能耗（hào）下降（圖 1）。
圖說（shuō）：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 的一個典型功（gōng）能，便於用戶掌握（wò）能耗情（qíng）況，這一功能需要機床（chuáng）製造（zào）商在機床上提供必要的訪問權限。當滿足訪問此功能的條件時，按下 Ctrl + E 快捷（jié）鍵就可以清晰顯示包括主設備和輔助設備在內的整台機床的能耗情況。基於這些信息，就可以評估並推算出如何在空閑時間降（jiàng）低能耗。以一台示例機（jī）床為例，一年內（nèi）總計節省的能源達到 920千瓦時，這大致相當（dāng）於機床（chuáng）基礎負載產生能耗的 5%。該示例（lì）直觀展示了（le）該（gāi）功（gōng）能作為機床製造商銷售（shòu）賣點的價值所在。
加工速度更（gèng）快、能耗更低
節能並不意味著在某些方麵造（zào）成損失。相反，通過自適應加工控製“Optimize MyMachining /Adaptive Control自適應（yīng）加工（gōng）控製” 功能，在硬件不發生改變的條件下（xià）就可以創造更多價值。這不僅可以加快加工（gōng）過程，還可以節省能源。在維也納工業大學（xué）生產工程與光（guāng）子技術研究所 (IFT) 的一項研究資助項（xiàng）目中，清晰（xī）展示了這個功能的與眾不同之處。
僅（jǐn）通過在特定實驗設置中對工件進行自適應加（jiā）工控製，便可以節省 20% 至 25% 的加工周期時間和能源。圖片（piàn）中是來（lái）自機床製造商 WFL 的一台（tái）機床（圖 2）對鋁（lǚ）製工件進行不同深度型腔的粗加工（圖 3）。該機床配備（bèi）了測量設備，記錄了整台機（jī）床（chuáng）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軸和主軸的有功功率。
圖說：通過使用自適應加工控製技術，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：維也納工業大（dà）學
圖說： 在測試機床中（zhōng），在鋁製工件上粗加（jiā）工出不同（tóng）深度的型腔。
“我們專門挑選切削速度和進給量等行（háng）業常用（yòng）的加工參數。我們（men）對采（cǎi）用自適應進給控製和不采用（yòng）自適（shì）應進給控製情況（kuàng）的工件（jiàn）粗加工進行對（duì）比，並評（píng）估了不同軸向切削深度對組件的影（yǐng）響。”負責實驗的維也納工業大學研究助理（lǐ） Peter Weissenböck 對此解釋道。“我們給與 ‘Optimize MyMachining / Adaptive Control 自適應加工控製（zhì）’最大的自由度，進給（gěi）量最大值增加到 150%。節省的周期時間（jiān）和能源非常振（zhèn）奮人（rén）心。”毫無疑問，控製層麵的優化可以實現的節省效果因機床和工件的不同而有（yǒu）所差異。但值得關注的是，該粗加（jiā）工采用了行業的典型設置，其中涉及到機床、工件（jiàn）和加工參數。
維也納工業大學 IFT 控製工程與集成係統研究小組負責人、助理教（jiāo）授 Thomas Trautner 博士對此（cǐ）結果感（gǎn）慨（kǎi）道：“相對於節能 20% 或 25% 或者僅僅15% 或 10%，更重要的是，我們開辟了一種全新的方式（shì），可以在現（xiàn）有硬件的（de）基（jī）礎之上實現更（gèng）多目標。通過（guò）運行軟件就能大幅提升生（shēng）產力，這在以前（qián）是難以想象的。”
通過使（shǐ）用 “Optimize MyMachining /Adaptive Control 自適應加工控製”功能，在提（tí）高加工（gōng）速度的同時還可以降低能耗（hào），實現（xiàn）了生（shēng）產力和可持（chí）續發展的雙重目（mù）標。實現加快生產速度同時降低能耗的秘訣在於縮短周期時間，進而降低基礎負載。如果縮短製造過程的時間取得顯（xiǎn）著成果，最終能（néng）夠以更快的速（sù）度和更低（dī）的（de）綜（zōng）合能耗（hào）生產同等質量的（de）零件。
西門子的機床產品（pǐn）組合中提供了多種可以實現節能降耗的功能，涵蓋（gài）了機床自身及使用機床（chuáng）完成的生產環節，在（zài）此並（bìng）未一一例舉。無（wú）論（lùn）是（shì）提高自身生（shēng）產優勢還是成為機床（chuáng）的賣點，生產過（guò）程中實現節能降耗可以惠及（jí）所（suǒ）有人。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件（jiàn）發表，或進（jìn）行資訊合作，歡（huān）迎聯係本網編輯部（bù）， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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