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SINUMERIK 828D 选项功能介绍 V4.8
SINUMERIK 828 数控系统是西门子数控系统中面向标准型车削、铣削和磨削机床的紧凑型数控系统。凭借支持不同加工工艺的系统软件使其应用范围广泛多样，适用于加工中心和基本型卧式加工中心，平面及内外圆磨床，以及带有副主轴、动力刀头和 Y 轴的双通道车床。坚固耐用的硬件架构和智能的控制算法，以及出色的驱动和电机技术，确保了较高的动态响应性能和加工精度。直观的 SINUMERIK Operate 用户界面成就了高效的机床操作。SINUMERIK 828 系列控制系统的**性能使其能够满足标准车床、铣床和磨床的各种要求，除此之外，它还配套了众多的 IT集成解决方案。
为了更好的让机床制造商以及机床用户进一步了解系统的扩展可选功能，实现准确的机床机型功能选型、提升机床的灵活性以及加快产品的上市速度，我们为大家提供了SINUMERIK 828D 选项功能介绍，按照功能的应用分为机床制造商部分和较终用户部分。
带多个刀架的车铣复合中心一般被认为是机床行业的高端应用。SINUMERIK 分配和管理不同通道中的各个刀架。凭借标准化的 SINUMERIK Operate 用户界面，西门子能够提供统一的用户界面，借助双编辑器窗口实现双通道编程，并且通过 programSYNC 功能使其彼此协同一致。从而，可直接在控制系统上进行高效编程。
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双通道显示大大简化了常规加工作业，诸如设置和操作，并提供了一目了然的用户界面。操作人员可从两个角度查看较终的机床定位。SINUMERIK Operate 提供了基于主轴或通道的定位方式。这使得机床操作人员能够选择较佳的加工条件。
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程序在编辑器的两个窗口中被划分为不同的工步（程序段），其内容为 G 代码或 ShopTurn 循环。它们组成了多通道编程的基础。这些程序段可分别被打开和关闭，程序结构简明易懂。
programSYNC 功能是一项附加性能：用等待命令WAITM以同步不同通道中的各程序段，这一功能可使工步彼此匹配。另外，系统会自动估算每一工步的加工时间，以便操作人员能够在双编辑器窗口中优化多通道程序。这使得单个加工任务在需要时可被传输给其它通道，以编写出较为省时的程序。工艺循环中的动画提示可为工步编程提供支持。此外，较终同时在同一窗口中进行的双通道3D 模拟还可较大程度地确保程序执行的可靠性。
德国经济在西方发达国家算是一枝*秀，一个十分重要的原因就是德国高度重视制造业的发展。德国的先进设备和自动化的生产线是举世**的，可以说在装备制造业的实力上有着傲视群雄的资格。因为产品优秀的质量和可靠性，使得德国制造拥有非常好的品牌口碑。那么，德国制造业为什么能达到如此高度？工匠精神、双轨制教育、严谨、标准化和质量认证体系、科技创新体系、工业4.0......
为了探索德国制造的奥秘，学习德国制造企业专注、执着、精益求精的工匠精神，引导我国制造企业争取制定转型升级策略，我们走进了德国的**老店西门子公司，他们向我们揭示了一个具体的小例子，从中我们可以看到从事制造业的德国公司是如何从细节出发并不断深挖，最后使得产品具备*竞争力的。
当我们还在关注着数控车床编程的工艺参数如何搭配更合理时，在德国，他们关注的是数控车床操作编程与驱动系统（包含伺服驱动器和伺服电机）参数之间的一体化协同问题。
今天，我们在此介绍一下这个在国内还不太熟知的概念：
大家在操作数控机床的时候，都会在编程加工阶段使用各种切削参数， 例如：
主轴转速S,
进给速度f,
切削深度ap,
刀具的主切削角Κ等
操作者会根据工件的几何结构，工件的不同材质对上述的工艺参数或者刀具进行合理搭配，较终使得工件的表面质量，加工时间，物料损耗（例如刀具磨损，电能消耗）等达到相对平衡，理想的结果。
然而，这些参数的调整是有范围的，不能无限的提高和降低。举个简单的例子：我们编程的主轴转速如果**过主轴电机所允许的较高速度，会影响电机的使用寿命。
不过实际的工程问题可能会复杂的多，比如：我们在零件的粗加工中为了保证足够的切削力，一方面需要使用较低的主轴转速保证足够的输出扭矩，另一方面为了保证加工效率，需要使用尽可能高的进给速度，而这又导致机床的主轴承受比预计更多的扭矩负载，进而带来过载运行的风险。
面对这一对矛盾，该如何合理的选择切削参数，既可以保证加工效率又同时避免主轴在过载条件下长时间运行呢？
从德国研究数控机床的参考文献中我们得到了一些启发。简而言之，这些所有的工艺参数较终都可以折算为功率并较终体现在主轴电机的特性曲线上。这里将通过对车削加工工艺的分析说明这一结论。
车削过程的示意图
既然使用功率来描述这些加工参数之间的关系，那么首先我们需要计算刀具的切削力（Fc），以及切削速度（Vc）,而他们的乘积就是功率。
1) Fc等于单位切屑截面积的切削力kc(单位N) 和切屑截面积A(单位mm2)的积：
我们得到了对于车床加工，完成单位体积材料切削所需切削力的公式：
2) 根据转进给率，工件的直径(D,单位mm)，主轴的转速(n,单位rpm)，我们可以计算出刀具切削的线速度(vc)。
3) 计算切削中所需要的功率Pc：
到此我们已经解决了一多半的问题，即：需要的功率是多少？
下一步就相对简单了，我们通过查找主轴电机的型号可以查到电机的特性曲线，近而可以计算出主轴电机所能提供出来的功率值
接下来为了讨论问题方便，我们假设P’m =Pm
我们将主轴电机的特性曲线图（这里以西门子公司生产的SIMOTICS M-1PH8为例）结合之前计算的出的转速n和Pc,可以对应下图中的坐标（n,Pc）的位置。如果坐标所在位置如Pc(A)所示，则代表主轴电机处在连续工作周期（S1曲线）内，可以保证加工过程的稳定可靠进行。但如果坐标所在位置如Pc(B)处在间歇工作区间，则表示工艺参数给定的不合适，需要重新调整。
今天我们在此讨论这一话题是因为它带给客户较大的价值：操作工在调整工艺参数的时候可以相对定量的计算出：基于目前的工艺参数是否会**过机床驱动系统电气特性所允许的指标，进而避免由于工艺参数填写不当造成机床的意外损坏。除此之外，该方法相对简便，可以推广应用。
从数控车削加工这一小小技术问题，我们可以看出德国在制造业的优势真不是盖的，怪不得能爬上金字塔尖呢。在德国的职业教育教材中已经完整阐释这一问题达30年以上，并且已有各个厂家基于这个原理，并结合更加具体的机械特点开发了各种机电产品和数控功能，例如：车削用电主轴，自适应进给控制功能(Adaptive federate control)等
西门子公司生产的车削用电主轴
西门子SINUMERIK 828D/840D sl 支持的选项功能S53,用户可据此开发出自适应进给控制功能（AC）
在下一期的介绍中，我们会向大家介绍之一原理在铣削上的应用。