西门子借助“数字化双胞胎”推进机床行业的“工业4.0”之路

 西门子在今天开幕的第十五届中国国际机床展览会(CIMT 2017)上，重点展示了机床加工与制造过程中如何借助“数字化双胞胎”来实现从产品研发、设计、生产、直到服务的全过程，从而提高生产力、可用性和过程可靠性，优化加工精度、设计、加工过程乃至维护和服务。

借助“数字化双胞胎”实现机床加工与制造的数字化

产品研发到生产的不断整合是迈向“工业4.0”的关键。西门子一直致力于数控制造领域的仿真、虚拟机床以及数控系统与工厂IT系统的集成，以持续深化这一过程。小批量、多批次的定制化生产趋势对计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助生产(CAM)以及数控机床(CNC)的全过程提出了更高的要求，其中最重要的是将CAD/CAM信息无差错地转换为数控程序。采用西门子控制技术的机床，其虚拟机床的控制系统与西门子的Sinumerik数控系统使用相同的语言代码，借助虚拟NC内核，可以生成仿真和试运转的“数字化双胞胎”，即完全对应的虚拟镜像，从而提前对程序和复杂运动序列进行虚拟测试。这样，机床数控系统在执行数控程序时，就能够识别序列和程序错误以及机床与刀具的碰撞，评估运动行为，确定程序运行时间，以提高实体机床后续加工的精确度和可靠性，最大限度缩短调整时间。其优势在小批次、定制化产品的生产中更为明显。

在工件设计完成，机床加工制造的过程中，借助数控系统与IT技术的集成，西门子还能够采集零件与加工信息，并将这些信息反馈回制造执行系统中，从而形成一个信息的闭环。这样，产品出现任何问题或者调整，都可以进行设计与生产的同步更新。这种数控系统与控制层、生产层、乃至管理层的端到端联网，使智能的、自优化的自主生产流程成为可能。借助Sinumerik Integrate解决方案，西门子数控系统可以帮助机床厂商快速、方便、高效地将其机床集成到客户的整体生产和通讯流程中。已经使用工程数据管理系统(PLM系统)或制造执行系统(MES)的客户也可以通过西门子的解决方案将机床制造过程连接到企业的高层管理系统中，以保证从企业管理层到具体的控制层所使用的数据全部保持一致。

全面的数控系统解决方案

在本次展会上，西门子还展出了一系列数控系统软硬件的新产品，其全系列的Sinumerik 808D、828D和840D sl数控系统，全面覆盖从普及型机床和标准机床控制方案、到模块化高级解决方案，再到高端工件生产的智能解决方案。其中，全新升级的V4.7软件集成了“Top Surface”臻优曲面加工技术，采用先进的预读算法和智能程序段压缩、平滑功能，在线优化CAD、CAM的NC数据，在模具制造中实现高速、高精铣削加工与完美的表面质量。除数控系统之外，西门子展台同时展出的还有与之相配套的Sinamics驱动系列、Simotics电机系列、电主轴等产品，机床厂应用案例，数控系统在航空航天、汽车、医疗、电力、电子零件加工、和教育等行业上的成功应用，以及PLM产品生命周期管理软件、融资租赁、电柜集成等增值服务解决方案。

数控系统与机器人无缝集成

借助Sinumerk Integrate Run MyRobot，西门子机床数控系统能够将机器人无缝集成到生产环境中，以实现方便灵活的工件装卸。用户可以在同一界面对机器人和其它机床单元进行操作和编程，浏览报警和诊断信息等，让数控机床和机器人的操作达到一体化。该解决方案还能够进一步扩展，从独立的自动化加工岛到整套的网络加工系统，使独立加工站的零件流实现自动化乃至全面的生产规划和控制，从而优化刀具和原料管理及维护，以达到极高的生产效率。