西门子机床行业数字化解决方案

1、西门子机床行业数字化解决方案/sinumerikRestricted Siemens AG 2018Digitalization changes everything数字化正改变着我们的一切”目录通过数字化优化机床用户的生产过程2优化加工准备3提高加工效率和灵活性4西门子机床行业数字化概述1提高机床可用性5加工过程优化6数字化展示中心72nd 水 & 蒸汽1st 电气化3rd 自动化工业革命4th 数字化速度柔性化质量效率快速变化的客户需求市场地位科技快速进步竞争日益激烈123机床行业数字化发展趋势产品设计智能模块增材制造人工智能云计算边缘计算把数据转化为机床行业发展的生产力产品模型设备模型订

2、单管理工艺分析资产管理能源分析设备采购服务支持生产计划设备OEE人员排班加工流程加工程序刀具准备设备维护加工执行机床报警机床状态刀具磨损轴位置负载扭矩电流电压发现数据研发/ 企业管理车间管理设备运行创造价值速度柔性化质量效率利用数据？三大数据平台+ 多种数字化应用软件数字化平台数字化应用Creating added value by integrating, managing, analyzing and optimizing industrial processes In MachineIn LineSINUMERIK + EdgeSINUMERIK IntegrateMindSphereI

3、n CloudITOTIOT现场操作技术信息技术物联网技术Manage MyMachinesManage MyMachines /RemoteAccess MyMachine / Single AccessAccess MyMachine /ConferencingAccess MyMachine /Remote Step7Analyze MyPerformance /OEE-MonitorManage MyMachineManage MyMachines /RemoteManage MyPrograms (MMP)Manage MyTools (MMT)Analyze MyPerforman

4、ce (AMP)Manage MyMaintenance (MMM) Access MyBackup (AMB) Create MyInterface (CMI)Access MyMachine (AMM)Analyze MyCondition (AMC)Analyze MyMachine /ConditionAnalyze MyWorkpiece /Capture Optimize MyMachining /Trochodial Omative ACMRun MyCCSINUMERIK Collision Avoidance无论是普及型数控机床，还是标准机床，或者是模块化高端机床无 论 是

5、何 种 加 工 工 艺 ，SINUMERIK数 控 系 统 都 能 为 不 同 类 型 的 机 床 提 供 最 佳 解 决 方 案 。 SINUMERIK- 面向所有机床应用的系列数控系统SINUMERIK 808入门机型SINUMERIK 840D sl高端机型SINUMERIK 828中端机型车削铣削磨削齿轮加工复合材料加工机器人控制云端设备层SINUMERIK Edge- 面向机床行业的边缘计算Edge 管理 3对Edge设备在MindSphere进行集中管理安全、先进的边缘计算设备，可以运行Edge Apps基于Edge的应用程序，对现场设备的数据进行智能管理2Edge Apps 1E

6、dge 设备Edge管理平台Edge App 应用程序213Siemens-, 合作伙伴，机床厂SINUMERIK Edge- 面向机床行业的边缘计算应用程序通过边缘计算程序，将质量控制融入到加工计划和加工步骤中Analyze MyWorkpiece/CaptureAnalyze MyWorkpiece/MonitorAnalyze MyWorkpiece/Vision增加机床可用性，加工生产力，做预测性维护Analyze MyMachine/ConditionProcess Analytics增加机床关键部件的使用周期额生产效率Optimize MyMachining /Trochoidal

7、Manage MyResources /Magazine工件机床部件Analyze MyMachine/SpindleOptimize MyMachining /Adaptive ControlManage MyPrograms (MMP)Manage MyTools (MMT)Analyze MyPerformance (AMP)Access MyMachine (AMM)Analyze MyCondition (AMC)车间级管理软件平台 SINUMERIK IntegrateERP软件， 如：SAPMES系统， 如：Simatic ITPLM 软件，如：TEAMCENTERSINUMER

8、IK Integrate- 面向生产车间的机床管理软件平台客户端MindSphere- 支持SINUMERIK机床设备和基于PLC的设备连接Manage MyMachinesManage MyMachines/RemoteMindAppby OEMsMindApp3rd Party最高等级的数据安全效率和生产率Siemens提供连接设备可用性和高质量可以连接到任何设备更高利润功能收益SINUMERIK Agent云端设备端基于MindSphere的安全数据通讯直接连接SINUMERIK 840D slS7-protocolor OPC UAS7-300S7-1500MindConnect Na

9、no标准链接支持HMI Operate for NCU 4.5.4+, 4.7.3+机床联网方案概括rolPLCCNC HMIEthernet ConnectionAMCIPCDrives dataCNC DataSINUMERIK Integrate ControllerAMPMingSphereMindsphereOPC UA，CMI，RPC等多种开放式协议Customer applicationOPC UA client联网+多种管理软件（无需自己开发） 仅需一个账号，轻松实现设备上云开放性协议，客户自主开发上位机软件打通各个平台数据通道，构建数字化智能工厂全集成自动化（TIA）SINU

10、MERIK+EdgeMindSphere云平台产品生命周期管理（PLM）生产执行系统（MES）SINUMERIK Integrate通过数字化双胞胎技术，构建与现实世界1:1的虚拟世界Digital Twin of the productDigital Twin of the productionDigital Twin of the performance产品数字化双胞胎生产过程数字化双胞胎生产性能数字化双胞胎通过不断的反馈和验证，优化产品和产品生产过程MindSphere为机床用户和机床厂提供更多附加值Teamcenter ManufacturingNX CADSinumerik / Si

11、numerik EdgeNX CAMManage MyResourcesManage MyMachinesManage MyMachines /RemoteSINUTRAINRun MyVirtualMachineNX Process SimulateAnalyze MyPerformanceAnalyze MyWorkpiece Analyze MyMachineOptimize MyMachine /NX CAM EditorSinumerik EdgeCreate MyVirtualMachineRun MyVirtualMachineNX CADNX Automation Design

12、erCreate MyConfigNX Mechatronic Concept DesignerTIA PortalSIZERAJETAnalyze MyMachineManage MyMachinesManage MyMachines /Remote机床厂机床用户1. 优化加工准备2. 提高加工效率和灵活性3. 提高机床可用性4. 加工过程优化1. 机床研发和调试2. 机床服务1. 机床数字化功能开发服务产品执行产品设计产品规划产品工程目录通过数字化优化机床用户的生产过程2优化加工准备3提高加工效率和灵活性4西门子机床行业数字化概述1提高机床可用性5加工过程优化6数字化展示中心7任务准备CA

13、D 产品设计创建CAD模型和工件为零件创建BOM（Bill of Material）Nov 2018任务准备生产计划为每个零件创建BOP（Bill of Process）选择合适的机床检查机床可用性Nov 2018任务准备CAM 准备创建 CAM 程序创建刀具计划使用后置处理器生成NC程序验证 NC 程序Nov 2018任务准备准备加工资源与机床相关的资源组装刀具测量刀具准备刀柄Nov 2018加工执行准备机床设置机床装载刀具设置补偿量装载 NC 程序装载工件Nov 2018加工执行试切试切并调整NC程序验证加工质量Nov 2018加工执行持续生产上下料更换刀具记录机床生产状态Nov 2018

14、加工执行生产服务维护机床提升工件质量Nov 20181. 优化加工准备2. 提高加工效率和灵活性3. 提高机床可用性4. 加工过程优化4. 加工过程优化准备加工所需的生产要素和物质，提高加工准备的效率分析加工过程，找出可以提高改进的地方资源管理Manage MyToolsManage MyProgramsShopfloor Integrate RM Teamcenter Integration程序仿真VNCK SINUTRAIN优化加工过程Analyze MyWorkpiece监控机床状态，做好预维护计划，提高机床可用性机床状态监控和改进Analyze MyCondition远程服务Manag

15、e MyMachine/Romote机床生产监控Analyze MyPerformance提高机床状态透明性，监控加工过程提高生产效率3. 提高机床可用性2. 提高加工效率和灵活性通过四个步骤优化机床用户加工链1. 优化加工准备Page 27Manage MyMachine优化程序Omative ACM Optimize MyProgramming/NX CAM EditorAnalyze MyPerformance /OEE Monitor目录通过数字化优化机床用户的生产过程2优化加工准备3提高加工效率和灵活性4西门子机床行业数字化概述1提高机床可用性5加工过程优化6数字化展示中心7VNCK

16、- 将实际机床模型与CAD-CAM-CNC 过程链进行集成解决方案: VNCK支持1:1的高可靠仿真，在整套方案包含机床虚拟模型，CNC控制器和Operate软件CADCAMCNC创建3D模型基于G代码的工件加工制造创建刀路和加工策略将刀路转换为G代码后置处理VNCK 仿真基于原始G代码进行仿真加工策略解决方案: 与CAM集成的CNC仿真，在后置处理之后对G代码程序进行验证。解决方案: 使用VNCK基于G代码进行程序的验证和优化降低了实际机床的停机时间VNCK-客户案例：INDEX销售第1000个虚拟机床Topics“虚拟机床”软件适用于INDEX所有机床实际840Dsl控制器可以通过Run

17、MyVNCK跟仿真软件连接在一起3D模型的设计包括了刀库和主轴虚拟机床和实际机床完全相同的动作General information2018年伊始，INDEX销售“虚拟机床”达到1000台来自西门子的特殊奖励，授予INDEX Open HouseINDEX的“虚拟机床”基于Tecnomatix RealNC 和Run MyVNCK进行开发Benefits for the customer减少产品打样时间阻止工件和机床碰撞的风险优化加工程序培训和教学SUCCESS STORIESConclusion增加销售收入加强了INDEX在工业4.0时代的重要产品分布Nov 2018Manage MyPro

18、grams- 管理NC程序通过Manage MyPrograms, SINUMERIK Integrate为实现高效的网络化NC程序组织管理，提供了一个强大的客户端-服务器软件平台优势:在不同类型的NC控制器之间实行NC程序的集中管理易于接入PLM 系统(Teamcenter)透明化:基于无纸化制造的制造信息管理(例如，工件图纸、夹具管理)受益:通过对程序使能及附加属性的管理，可以提高分布制造过程中加工工艺的可靠性安装有Manage MyPrograms 客户端的HMI Advanced 机床安装有Manage MyPrograms 客户端的Operate机床安装有Manage MyProgr

19、ams 客户端的操作站工业以太网Integrate服务器带有串口的机床安装有Manage MyPrograms 客户端的操作站Manage MyTools- 管理刀具SINUMERIK Integrate通过Manage MyTools软件，提供一个覆盖刀具使用周期的统一功能 从向机床装载刀具开始效率:快速高效地根据订单确定刀具需求安全:将根据订单得到的加工刀具列表与机床上的刀库以及刀具存储库中的实际刀具进行对比安全的刀具装载引导界面透明:全厂范围的刀具管理可连接到包含刀具目录的TEAMCENTER 系统生产计划操作者?统计TEAMCENTERMMT 服务器全工厂范围的刀具管理Page 33M

20、anage MyTools- 扩展应用:改变刀具信息录入方式Machine networkIndustrial EthernetX120X1X20X21Name: Fraeser 50L: 101,32mmD: 50,01mmSchneiden: 5Typ: 120Soll-Standzeit: 50hRest-Standzeit: 50hVorwarn-Gr.: 2hIndustrial EthernetX120X130X2X1X20X21Company networkEthernetMMTSINUMERIK Integrate ServerSINUMERIK IntegrateMMTCli

21、entNetzwerk 1Netzwerk 2Machine network手动Industrial EthernetX120X130X2X1X20X21 Company networkUSBEthernetMMTSINUMERIK Integrate ServerSINUMERIK IntegrateMMTClientNetzwerk 1Netzwerk 2Machine networkIndustrial EthernetX120X130X2X1X20X21Company networkEthernetMMTSINUMERIK Integrate ServerSINUMERIK Integ

22、rateMMTClientNetzwerk 1Netzwerk 2Machine networkX1ProfibusManage MyTools扫码枪RFIDManage MyTools- 客户案例: Sinumerik Integrate MMT system 可同第三方刀具管理系统集成 实现车间范围刀具管理MAGETXE-TARSIP服务器MMT 模块TMS Database and Data warehouse SeverApplication Sever1x Gemini2x Venturion2x TMS StationCPPKardexETXE-TARETXE-TARMAGMAG目

23、录通过数字化优化机床用户的生产过程2优化加工准备3提高加工效率和灵活性4西门子机床行业数字化概述1提高机床可用性5加工过程优化6数字化展示中心7Nov 2018Analyze MyPerformance- 分析机床性能通过 Analyze MyPerformance性能分析, 能够最大程度地提高机床数据，机床状态等信息的透明度，从而为生产加工提供最高的机床生产效率。性能加强:通过OEE指标（诸如：可用率/性能/质量）来对机床生产进行评估透明化:广泛的评估-全厂范围的机床具体故障原因及可用性分析灵活性:使用预定义的机床状态信号快速部署，或根据实际机床自定义配置待分析的机床状态信号工业以太网HMI

24、 Advanced 操作界面下的AMP客户端OPERATE操作界面下装有的AMP客户端SINUMERIK Integrate服务器装有AMP客户端的操作站Analyze MyPerformance-客户案例: Sinumerik Integrate AMP system 客户收益：实时监控机加生产线设备的运行状态显著提高透明度，挖掘优化的潜力通过系统分析，来防止故障从而提高设备加工使用时间增加可用率和生产力亮点：通过网络自动获取机床运行状态设备综合效率关键数据计算(OEE)软件快速部署，实施周期短自动采集机床操作、机床状态、计数器、节拍、报警和消息、手动录入故障和故障原因Analyze MyP

25、erformance /OEE Monitor- 基于MindSphere的机床性能分析软件应用OEE分析全厂范围内的机床可用性分析MindSphere目录通过数字化优化机床用户的生产过程2优化加工准备3提高加工效率和灵活性4西门子机床行业数字化概述1提高机床可用性5加工过程优化6数字化展示中心7Analyze MyCondition (In line)- 工作原理机床制造商机床用户Analyze MyCondition (In line)工作原理:机床制造商具有可中央管理服务和维护能力针对机床状态进行详细描述，并将状态与维护行为关联在Integrate服务器上对维护状态进行中央管理全天候对机

26、床进行基于状态的监控对机床状态进行永久性监控以预先存储于服务器上的相关状态触发机床的维护动作分析机床状态Analyze MyCondition (In line) 使分布于全球的机床可以实施，基于状态的自动化中央服务及维护.Analyze MyCondition - 可监控参数举例Analyze MyCondition (In line) 通过对NC-PLC变量进行持续的监控，使基于机床状态的维护通知与提示成为可能气动系统压力压缩空气用量冲程次数工作周期自动化技术软硬件配置功能监控温度限位开关，光幕，保护装置液压系统压力温度流速，液位泵启动时间过滤器监控直线轴，旋转轴(伺服电机，直线电机，力矩

27、电机)电流/扭矩/力平衡 / 刚度圆度误差/背隙摩擦，操作时间，温度刀库/换刀装置夹紧周期换刀时间抓刀持续时间拉刀力工件位置监控刀具破损监控主轴工作时间加速时间/制动时间加速次数驱动电流温度圆度测试丝杠,轴承典型问题：轴承间隙丝杠磨损Analyze MyCondition - 应用案例：丝杠磨损Manage MyMachine & Manage MyMachines /Remote- 基于MindSphere的机床状态监控 / 远程诊断软件软件连接Nov 2018机床状态监控机床远程诊断目录通过数字化优化机床用户的生产过程2优化加工准备3提高加工效率和灵活性4西门子机床行业数字化概述1提高机床

28、可用性5加工过程优化6数字化展示中心7chippingAnalyze MyWorkpiece /Toolpath- 优化工件加工表面质量模具表面质量取决于很多影响因素，分析整个加工过程链的几个关键步骤可以帮助我们快速定位到问题所在，然后再进行相应改进 PPIPOMPF理论位置ServoN / I实际位置chippingCAM-系统刀具CNC驱动/电机机械平滑曲面CAD-系统STL?Analyze MyWorkpiece /Toolpath- 分析整个加工过程CNC加工程序可以直接在SINUMERIK Operate界面上进行在线分析；Analyze MyWorkpiece /Toolpath是

29、一个离线分析工具，可以帮助我们分析更多的加工步骤后处理IPO插补MPF理论位置伺服传动实际位置STLAnalyze MyWorkpiece /ToolpathCNCjob preparation跟踪采样数据的对比 (1)- CNC程序与跟踪采样数据对比例子:CAM直接输出的步距分布 近乎同心圆分布例子:CNC跟踪采样数据 椭圆，而且速度变化大可能的原因:速度控制使用了不正确的参数CNC没有进行优化Analyze MyWorkpiece /Toolpath 可以帮助我们对比不同的数据源，从而直观的找出一些潜在的问题跟踪采样数据的对比 (2)- 不同工艺参数的跟踪采样数据对比例子.:CNC跟踪采样

30、数据（一） 速度较快，速度变化较少例子.: CNC跟踪采样数据（二） 速度有明显的变化可能的原因:CYCLE832中公差设置远大于CAM系统中设置的公差CYCLE832中公差的设置基本符合CAM系统中设置的公差Analyze MyWorkpiece /Toolpath 可以帮助我们对比不同的数据源，从而直观的找出一些潜在的问题应用案例: 模具加工表面质量问题A CAM相关B 工艺参数相关C 伺服及机械平面亮线条局部粗糙多面体纹理表面粗糙区域叠加线表面麻点凸凹顶点象限换向过切明暗纹ACM for Siemens- 自适应控制和监控系统加工过程中的多种因素：切削深度和宽度，特别是粗加工和半精加工因

31、为刀具磨损导致的刀具切削力下降毛坯材料的坚硬程度毛坯表面厚度不均匀毛坯形状不均匀，会导致一些空走刀加工过程中的冷却不均匀卡具安装不牢固ACM for Siemens- 功能介绍实时优化进给速度，减少切削时间根据刀具磨损调整切进给速度刀具磨损监控刀具过载监控刀具破损保护主轴保护延长刀具寿命提高刀具利用率操作记录，统计报告ACM for Siemens- 实际切削对比测试- 22%36 sec28 secWithout ACMWith ACMACM for Siemens- 监控功能：保护刀具，延长刀具寿命ACM 实际案例航空客户：铣削加工钛合金导轨零件目录通过数字化优化机床用户的生产过程2优化加

32、工准备3提高加工效率和灵活性4西门子机床行业数字化概述1提高机床可用性5加工过程优化6数字化展示中心7数字化体验中心 北京 DEXTACTechnology and Application CenterDEXDigital Enterprise Experience and Application Center数字化体验中心 北京 DEC 2018年6月1日重装上阵P1P2P3A3A2A7A1A4,A5,A6A1,A5A2MC Applications in DECA1,A1NC Program Simulation (Virtual machine with VNCK)A2,A2Virtual Commissioning with HiL for machine tool A3Robot Integration (Sinumerik Run MyRobot)A4NC Program Management (Manage MyPrograms)A5,A