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案例頻道 測試人：曹彥生，全國技術能手，曾獲全國數控技能大賽數控銑亞軍，現為數控技能大賽專家。
西門子數控系統近幾年已經形成了以 Sinumerik 808D、828D和840D為代表的全系列產品，可以滿足機床用戶和最終用戶的絕大部分需求。然而，西門子人并不滿足這些成績，近期，西門子又推出了Sinumerik 808D 總線版數控系統（見圖1），對于用戶來說，“花小錢辦大事”，這是筆者對這款系統的評價。新系統是一款面向大眾的產品，和同類產品相比，操作便捷，編程智能，功能豐富強大，有所超乎預料，有些功能甚至可媲美同行業的高檔系統。
圖 1
Sinumerik 808D ADVANCED（總線版）（以下簡稱新系統）作為一款面向大眾用戶的數控系統，使用了Sinamics V70 驅動器及Simotics S-1FL6 伺服電動機，采用了Drive Bus 總線技術，為簡易型機床提供了全新的數控系統解決方案，讓更多的用戶能夠體驗西門子系統的方便性。
一、靜態測試
（1）控制面板典雅簡潔，且接口豐富。新系統繼承了Siemens 控制面板的風格，如圖2所示，采用帶有保護膜的機械式按鍵，用戶體驗還是跟西門子828D按起來的感覺相差不大。配置7.5in LCD 彩色顯示器，很適合這個檔次的產品。特別強調的是，新系統的機床控制面板增加了實時顯示刀號的LED燈，當前使用的刀具號一目了然，加工的安全性大大提高。新系統面板有USB接口，方便用戶進行程序傳輸，也可直接讀取U盤里的程序，節省程序傳輸的時間。背板有以太網接口（見圖3），可通過網絡進行程序的傳輸和報警時界面抓拍相片的傳輸，方便用戶遠程管理機床，處理問題。有高防護等級的集成及分散式I/O接口和Drive Bus接口。
圖 2
圖3
（2）伺服驅動和電機接口安全可靠。如圖4所示，驅動器上的安全接口，電機抱閘接口，緊湊的編碼器插頭和快速調試插口安全可靠，方便耐用；電動機易于安裝，結實耐用，性能優異。
二、功能測評
（1）零點設定功能。此系統配有高檔系統才有的手動零點測量功能，采用交互的界面，支持單邊設定、四方分中、三點確定圓心等多種零點設定，為操作人員帶了極大的便利。有個交互式的零點設定，節省了使用計算器的時間，比同類系統要方便很多。見圖4、圖5。
圖4 零點設定 圖5 計算器功能
（2）T、S、M功能。增加了T、S、M快速激活功能，用戶在手工模式下很方便地實現刀具、主軸、輔助指令的激活，替代了以往通過多種模式的切換才能完成的功能。通過親身體驗，個人認為這個小功能的確為操作人員帶來很大的便利。見圖6。
圖6 T、S、M快速激活功能
（3）刀具補償功能。支持刀具半徑補償和長度補償通過手動和自動兩種模式測量，易懂的人機交互界面，讓用戶減少了刀具補償值的換算。對于使用刀具長度補償的用戶，這個功能要比其他系統方便很多，避免了很多不必要的換算。見圖7。
圖 7 刀具補償設定
（4）刀具創建功能。繼承了西門子數控系統一貫的刀具定義風格，支持鉆頭、絲錐、銑刀等刀具的定義，每把刀具最多可支持9個不同的刀位點。特別是車刀的創建，還增加了刀位的示意圖，對于經常把車刀刀位點搞混的用戶不用再去費心記了，刀尖點的定義變得一目了然。見圖8、圖9。
圖 8銑刀創建
圖 9 車刀創建
（5）通信功能。為用戶提供了1.25M的空間存放加工程序，能滿足大多數用戶的需求。除此之外，在面板上還增加了一個USB接口（見圖10），可擴展加工程序的存儲。當然還支持以太網接口和RS232接口，滿足不同的用戶的需求。對于大于1.25M的程序，用戶可以直接從U盤調用加工，這對于低檔的數控系統加工模具很方便，可以替代DNC功能，就是不支持程序在U盤中修改。
圖10 U盤調用程序加工
（6）程序模擬與實時模擬。提供強大的程序模擬功能，可以充分顯示毛坯切削的過程。程序模擬功能還支持模擬界面與加工界面的隨時切換，方便用戶對加工程序實時監控，讓首件調試變得便利。見圖11。
圖 11 程序模擬功能
（7）特有的編程循環。新系統提供了多種孔加工策略、車加工策略、型腔銑循環、螺紋銑循環；支持極坐標編程和增量編程；支持任意輪廓的粗精車削路徑的計算；提供了多種循環語句，滿足用戶的編程需求，如圖12所示。作為Siemens推出的一款經濟型系統，絲毫沒有消減在高端系統為用戶提供的功能，這也許就是德國企業的精明之處吧。
圖12 Siemens編程循環
（8）精優曲面加工功能。大多用戶在加工曲面過程中經常碰到速度上不去，或曲面質量不滿足要求，面對這種問題很頭痛。新系統的精優曲面功能集成的先進路徑規劃策略，能夠有效提高工件的表面加工效果，而優化的程序壓縮器功能能夠將眾多的小線段程序擬合成樣條曲線，提高程序處理速度，并同時提高工件表面粗糙度。精優曲面功能的激活與設置可以簡單地在高速設定循環Cycle 832 中完成，用戶只需在循環界面中，輸入相應的工序和質量要求，系統便可優化加工速度和精度，保證零件的加工效率和質量。如圖13所示。對于一些加工模具的小企業來說，這無疑是最大的好消息，無需花更多的資金，便可實現較高水平的模具加工，對用戶來說也特別容易掌握。
圖 13 Cycle 832設置
另外，新系統在面板上還增加了程序測試和選擇停止按鍵，支持屏幕內容的拍照，支持程序的復制，粘貼，搜索等功能。作為一款經濟型數控系統，功能如此強大，多少令人有點意外。當屏幕抓拍時，會適時顯示一個相機。利用這一功能可方便地將屏幕報警信息傳輸到制造商，以便快速處理問題。
（9）編程體驗。新系統支持多種編程模式，支持輪廓編程，提供多種工藝循環（鉆，銑，車） 人機界面，用戶只需依據圖樣在對話式的界面中輸入曲線輪廓，便可自動生成加工程序。支持ISO 式編程語言：支持常用的 ISO 式編程語言，即使沒用過西門子數控系統的人員，也可按 ISO 數控系統進行程序編制。對于海量程序，新系統還支持U盤的在線加工和DNC加工；在程序編輯中還提供了常用函數的快捷輸入；支持加工過程中斷后的繼接。
（10）培訓軟件。Simunerik 808D 總線版 on PC 是一款集學習、培訓和離線編程功能于一體的免費電腦軟件。它具有與真實數控系統相同的功能與操作界面，并能夠在其上進行和實際機床相同的操作與編程。通過虛擬機床控制面板，用戶更容易掌握操作和編程。
三、深度動態測試
以上介紹了那么多功能，使用效果到底怎么樣，還是通過典型零件的加工來說明吧。為了更好的體驗新系統的優缺點，我們各通過數控車和數控銑分別加工一個零件。
1.808D 總線版T數控車系統
工件如圖14所示，加工要素分別為端面、外圓、槽、螺紋和球面。采用手工編程，零件比較簡單，主要測試數控系統編程的易用性，操作的方便性以及擴展功能（不帶Y軸）。機床類型：浙江麗偉 （leadwell） 型號：T-6M
圖 14
所用刀具為： T3 切槽刀，刀寬4mm，T9 螺紋刀，T10 半精車刀。車床系統面板如圖17所示。
程序如下：
車削左端
G0X100Z200 ;快速定位到X100Z200 的位置
T10D1 ;換10號半精加工刀
M8 ;打開切削液
M3S1000 ;轉主軸1000r/min
G0X50Z05 ;靠近工件
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 0.80000, 0.10000, 0.10000, ,0.12000, 0.12000, ,1, , ,) ;粗車循環
G0X100Z100 ;快速定位至X100Z100
M5 ;主軸停止
M3S1500 ;主軸轉1500r/min
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 1.00000, , , , , ,0.04500, 5, , ,) ; 精車循環
G0X100Z150 ;快速定位至X100Z150
T3D1 ;換三號切槽刀
M3S1000 ;轉主軸1000r/min
G1F0.05 ;設定進給速率為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) ;切槽循環
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z200
M5 ; 主軸停止
T9D1 ;換9號螺紋刀
M3S300 ;轉動主軸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) ;切螺紋循環
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z100
M30 ;程序結束
;*************CONTOUR************ ;下面全是輪廓
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 ************
車削右端
G0X100Z200 ;快速定位到X100Z200 的位置
T10D1 ;換10號半精加工刀
M8 ;打開切削液
M3S1000 ;轉主軸1000r/min
G0X50Z05 ;靠近工件
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 0.80000, 0.10000, 0.10000, ,0.12000, 0.12000, ,1, , ,) ;粗車循環
G0X100Z100 ;快速定位至X100Z100
M5 ;主軸停止
M3S1500 ;主軸轉1500rpm
CYCLE95( "TT1:TT1_E", 1.00000, , , , , ,0.04500, 5, , ,) ; 精車循環
G0X100Z150 ;快速定位至X100Z150
T3D1 ;換三號切槽刀
M3S1000 ;轉主軸1000rpm
G1F0.05 ;設定進給速率為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) ;切槽循環
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z200
M5 ; 主軸停止
T9D1 ;換9號螺紋刀
M3S300 ;轉動主軸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) ;切螺紋循環
G0X100Z200 ;快速定位至X100Z100
M30 ;程序結束
零件加工實物如圖15所示。
圖 15
作為一款經濟型的數控車系統，Siemens還是毫不吝嗇地保留了大部分加工循環，如輪廓粗加工循環、輪廓精加工循環、槽加工循環、螺紋加工循環，習慣用藍圖編程的還可以使用輪廓功能完成零件的程序編制。相比而言，808D 總線版T繼承了Siemens家庭的大部分功能，支持任意形狀的零件的車削編程，還支持不帶Y軸的端面轉換與柱面轉換車削中心編程，可媲美其他系統的高端產品。
2.808D總線版M數控銑系統
工件三維圖形如圖16所示，主要目的是測試數控系統編程的易用性，操作的方便性以及動態性能(總線版Surface精優曲面功能），標準面板如圖17所示。
圖 17
測試機床：北京機電院BV75數控銑床，最高轉速8000r/min。刀具清單如附表所示。編程方法：自動編程。
刀具清單表
需要強調的是，新系統專門提供了用于模具加工的功能，一般用戶很容易忽略這個問題，導致加工質量和加工效率不能滿足要求。在加工曲面時，需要在程序前加CYCLE832( 0.03000, 1, 1)模具加工指令，如圖21所示。通過此項功能，機床加工速度明顯提升，機床“抖動”現象也消除了。
圖 18
零件加工實物如圖19所示。
圖19
四、優勢技術
（1）新系統采用總線技術。CNC與伺服驅動之間的 Drive Bus 高速總線通信保證了高精度、高可靠性的閉環控制，從而達到了更優的加工效果。
（2）無電池，綠色環保。整個數控系統無電池免維護。NV RAM存儲技術無需電池保存數據，機械式絕對值編碼器無需電池即可記錄位置。
（3）STO安全集成功能。現場體驗機床的安全保護措施，達到歐洲安全標準。
（4）IP65 防護等級。水滴滴在電機上，電機仍然正常工作。
五、結語
對于用戶來說，“花小錢辦大事”，這是筆者對這款系統的評價。新系統是一款面向大眾的產品，和同類產品相比，操作便捷，編程智能，功能豐富強大，能滿足不同客戶需求。維修、調試、學習在同類產品中有很大的優勢，甚至可媲美其他高檔系統。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號