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精度所至，成就品質(zhì)——西門子運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在常州克邁特鉆銑中心上的應(yīng)用

電子產(chǎn)品的流行及普及不僅帶來(lái)了價(jià)格的急劇下跌，也讓電子代工工廠的利潤(rùn)率跟著“跳樓”，所以工廠希望通過(guò)提高對(duì)設(shè)備的加工效率來(lái)獲取利潤(rùn)，但效率的提高，加工精度又很難保證，一味的追求效率，無(wú)法保證精度而丟失訂單并不新鮮。常州有家企業(yè)曾經(jīng)因?yàn)閁SB端口加工上有道難以撫平的痕跡，而錯(cuò)失了富士康200多臺(tái)鉆銑中心的訂單。這道痕也深深印在了企業(yè)的心中。

這家公司就是常州克邁特?cái)?shù)控科技有限公司（如下簡(jiǎn)稱：常州克邁特），是一家專業(yè)的數(shù)控機(jī)床制造商，制造出效率更高、精度更強(qiáng)、穩(wěn)定性更好的機(jī)床產(chǎn)品是常州克邁特永恒的追求。2010年5月*代鉆攻中心MT52得到用戶青睞，開(kāi)始在常州工廠批量生產(chǎn)，2012年6月，常州研發(fā)中心推出改進(jìn)版高速鉆攻中心MT52A，是MT52機(jī)床的又一次技術(shù)革新，客戶對(duì)加工的精度和效率有了更高的要求，為此，西門子為客戶提供了全套的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：數(shù)控系統(tǒng)Sinumerik 828D、驅(qū)動(dòng)器Sinamics S120和電機(jī)Simotics 1PH8/1FK7，滿足客戶需求。截至到2013年機(jī)床產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到400多臺(tái)/年，現(xiàn)在知名電子設(shè)備代工廠富士康也是常州克邁特的客戶之一。也許我們手上蘋果筆記本就是西門子運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)就是經(jīng)過(guò)MT52A “手藝”精雕細(xì)琢后的作品。

電子行業(yè)的加工要求精細(xì)，但代工利潤(rùn)極低，因此對(duì)鉆銑中心的加工精度、主軸起停時(shí)間、換刀時(shí)間都有嚴(yán)格要求。西門子的工程師深知自己的產(chǎn)品無(wú)論是加工效率還是穩(wěn)定性都全面優(yōu)于同行的日系產(chǎn)品，所以在2012年11月與常州克邁特首次接觸后，西門子自信的提出先供樣機(jī)給常州克邁特試用。雙方工程師經(jīng)過(guò)半年左右的時(shí)間確定配置參數(shù)等信息，在2013年5月西門子將樣機(jī)提供給常州克邁特。經(jīng)過(guò)測(cè)試，采用西門子產(chǎn)品的鉆銑中心換刀時(shí)間加快20%，整體加工效率提高25%，加工精度，復(fù)雜曲面的加工效果都有了顯著提升，用實(shí)際的加工效果征服了客戶。

整個(gè)機(jī)床的性能主要取決于伺服系統(tǒng)，西門子的Sinumerik 828D是全球標(biāo)準(zhǔn)的中高檔數(shù)控系統(tǒng)，集CNC、PLC、操作界面以及軸控制功能于一體，能夠在連續(xù)加工的情況下保持最大的加工精度及性能。其基于80位浮點(diǎn)數(shù)的納米計(jì)算精度充分保證了控制的精確性，計(jì)算精度可以達(dá)0.001nm，是部分同行業(yè)產(chǎn)品的1000倍；更具有同行業(yè)產(chǎn)品2倍的加速度，使得轉(zhuǎn)角加工時(shí)速度可以迅速變化，曲面的加工效果更加圓滑；獨(dú)有的精優(yōu)曲面加工方式，對(duì)編程的優(yōu)化，改變對(duì)曲面加工的處理方式，提高加工效果，這也是為什么用西門子的控制系統(tǒng)加工的U能更加平滑；電子行業(yè)的加工難免有很多微小粉塵，不僅影響設(shè)備的使用壽命，也增加了設(shè)備的維護(hù)量。而Sinumerik 828D沒(méi)有硬盤、電池和風(fēng)扇，能夠做到真正的免維護(hù)，智能化的系統(tǒng)，使得驅(qū)動(dòng)優(yōu)化更加簡(jiǎn)單，幾乎能做到一鍵優(yōu)化；另外，基于*NV-RAM技術(shù)，使得機(jī)床即使停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。

為了盡量減少停機(jī)次數(shù)和時(shí)間，Sinumerik 828D還提供更多人性化的功能，再更多細(xì)節(jié)上幫助客戶提高生產(chǎn)效率。如刀具管理功能和刀具壽命監(jiān)控讓用戶使用起來(lái)更加方便，能及時(shí)得知刀具是否需要更換，避免因刀具損壞而影響加工效率；人性化的短信通知功能可以隨時(shí)隨地掌握機(jī)床的加工狀態(tài)；在提供優(yōu)質(zhì)的硬件產(chǎn)品外，西門子還承諾在最終用戶驗(yàn)收簽字后，提供長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月的保修，確保產(chǎn)品的正常運(yùn)行，保障客戶的利益。

常州克邁特作為專業(yè)的數(shù)控機(jī)床制造商，尤其注重產(chǎn)品品牌的建立，在設(shè)計(jì)MT52A鉆銑中心時(shí)，常州克邁特希望能做出自己獨(dú)有的機(jī)床系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置自定義畫(huà)面，在機(jī)床維護(hù)和報(bào)警時(shí)呈現(xiàn)給用戶，提升用戶體驗(yàn)。而Sinumerik 828D開(kāi)放性的Easy Extend功能正好可以滿足這一需求，這也是其他產(chǎn)品不能做到的。

除了精密的計(jì)算控制系統(tǒng)，西門子還為機(jī)床的穩(wěn)定提供了雙重保證。Sinamics S120的電壓波動(dòng)能夠控制范圍在±15%，同時(shí)具有4倍過(guò)載能力，即使在電壓不穩(wěn)或不對(duì)稱的情況下，也能維持穩(wěn)定工作；驅(qū)動(dòng)器采用380V供電，不需要變壓器，相比220V的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既節(jié)約變壓器的成本又能節(jié)省15%的電能；此外Sinamics S120還具有優(yōu)良的擴(kuò)展性，可以擴(kuò)展到5根軸，滿足更多樣的加工需求。

性能*的Sinumerik 828D與Sinamics S120等于是機(jī)床的大腦，但要實(shí)現(xiàn)精細(xì)的加工效果除了大腦的精確運(yùn)算，還需要精細(xì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)加工主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)有強(qiáng)烈的震動(dòng)，嚴(yán)重影響加工精度，而西門子提供的Simotics 1PH8/1FK7電機(jī)的編碼器加了減震安裝，保障主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的穩(wěn)定工作，提高加工精度。另外，電機(jī)具有三倍的過(guò)載能力，加工范圍更廣，同時(shí)起停時(shí)間短，大大提高了加工效率。

俗話說(shuō)“沒(méi)有金剛鉆，別攬瓷器活”，其實(shí)光有金剛鉆沒(méi)有好的手藝也是不夠的。西門子的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)只是為客戶提供了高品質(zhì)的“金剛鉆”，如果沒(méi)有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的“老師傅”，再好的產(chǎn)品也不能發(fā)揮它真正的潛能。

西門子在設(shè)備調(diào)試的初期，困擾常州克邁特的那道“痕跡”久久不能撫平。為此，西門子調(diào)集了西門子德國(guó)公司和中國(guó)應(yīng)用中心(APC)的一名工程師，他是一位具有35年加工經(jīng)驗(yàn)的德國(guó)工程師，在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)，他仔細(xì)觀看工件加工過(guò)程，憑借長(zhǎng)久的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，最后通過(guò)一個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)，就幫客戶撫平了那道“痕跡”。從此，每一個(gè)從MT52A設(shè)備中流出的元件就像玉石般平滑。的加工精度為常州克邁特重新贏回了失去的訂單?，F(xiàn)在，裝有西門子系統(tǒng)的機(jī)床已經(jīng)接到超過(guò)330多萬(wàn)的訂單，不僅僅在電子行業(yè)，汽車和醫(yī)療等行業(yè)都有常州克邁特和西門子產(chǎn)品的身影。MT52A在常州克邁特和西門子眼中已經(jīng)是過(guò)去，更高效率、更高精度、更強(qiáng)穩(wěn)定性是他們不斷的追求。如今，西門子的工程師還會(huì)每周去克邁特待上兩三天，與研發(fā)人員一起研發(fā)新機(jī)型，安裝調(diào)試，協(xié)助用戶培訓(xùn)，一同為常州克邁特創(chuàng)造美好的明天。