扭转乾坤：改变电子加工业主导局面——西门子828D BASIC控制系统打造顶级的高速钻铣攻牙中心

西门子（中国）有限公司供稿

今天已经不仅仅是个互联网时代，更准确地说是个移动互联网时代。随着移动互联网进程的加快，智能手机的普及势不可当，市场容量巨大。过去的2012年中国手机经历了超速发展。进入到2013年，虽然增速有所减缓，但增长势头依然强劲。根据IDC预计，2013年中国整体手机市场出货量将达3.8亿台，同比增长率为5.0%；而智能手机出货量将达到3.0亿部，同比增长44.0%，不仅手机市场增速显著，相关的电子设备，如PAD，也呈现强有力的增长趋势。电子市场需求量大、产品越来越精致、更新换代快，在这种特点下，电子加工企业在看到电子市场的“钱”景的同时，也在为寻找高速度、高精确、高可靠的加工设备而苦恼。

电子加工中钻铣攻牙技术是必不可少的环节，是指在零部件加工中，按照要求打孔并且进行孔内螺纹打磨。台湾在钻铣攻牙领域一直占有主导地位，在加工的速度、精度上一直遥遥领先于大陆的机床，其主轴最高转速能达到20 000r/min，远高于大陆的12 000r/min最高转速。大陆在高速高精、高稳定性上也一直突破不了台湾先进技术，但这一局面随着西门子与大族激光强强联手研发的HT—710钻铣攻牙中心而被打破。

致胜法宝：HT—710钻铣攻牙机

深圳大族激光科技股份有限公司（下文简称大族），是世界上仅有的几家拥有“紫外激光专利”的公司之一，为国内外客户提供一整套激光加工解决方案及相关配套设施。但随着电子市场的快速增长、产品越来越精致、更新换代快，电子加工的难度也在不断增加。大族意识到，传统的激光加工设备已经无法满足客户需求，更高速、精细、可靠的电子加工设备正在被需求。为了延伸大族的产品线，提高企业的综合实力，大族激光基于与西门子在传统机器上的长期合作关系，寻求西门子的帮助。西门子根据客户的需求，为大族定制了2台钻铣攻牙中心。试用结果显示，该机械已经完全超越了台湾的高端机械（见表1），HT—710高速钻铣攻牙机的规格参数如表2所示。至此，大族激光的HT—710高速钻铣攻牙机（简称HT—710）成功打破台湾钻铣攻牙技术垄断。

表1 HT—710钻铣攻牙中心与台湾先进技术的对比

表2 HT—710规格参数表

杀手锏：“三高”技术

西门子SINUMERIK 828D BASIC 是为车床量身定制的经济型控制系统，它不仅支持各种车削工艺，同时也支持钻铣工艺，确保以最少的加工时间获得最高的工件精度。同时，SINAMICS S120 Combi驱动器、SINAMICS进给电动机和主轴电动机的完美组合确保充分发挥车床的性能。最佳的轴及主轴的动态特性，以及在宽泛的转速范围内提供主轴大功率输出，可以确保高质量工件的快速生产。大族的HT—710就是采用西门子这一套解决方案，最终达到了电子加工设备的“三高”技术要求。

（1）高速度 电子产品更新换代速度之快，决定着每一秒的加工时间都弥足珍贵。HT—710三轴快移加速度达到1.25g，换刀速度达到0.8～0.9s，主轴最高转速20 000r/min，最高攻丝速度5 000r/min，大大提高了加工速度。

HT—710采用的SINUMERIK 828D BASIC M数控编程语言极大地优化了机床的每一步动作以及工件的加工时间。能够在确保一致性的同时处理24 000个逻辑指令。针对要求快速响应的信号，可采用与伺服同步的快速响应PLC任务，来提高生产效率。SINUMERIK828D BASIC M的工步编程把工件的加工过程分解成具体的工序步骤，诸如端面车削、槽、攻螺纹或者轮廓车削等，加工工序都以工步的结构显示出来。即使用于复杂工件加工，其程序结构也非常紧凑易读。这种独特的编程方法有效缩短编程时间，最大限度地提高加工效率。

（2）高精度 我们手上的电子产品越来越薄、越来越精致，达到更高的审美要求，背后是设计工程师的智慧和电子加工设备的高精度。SINUMERIK 828D BASIC M采用了最先进的处理器技术和软件架构，SINUMERIK和SINAMICS均支持优异的80位浮点数的CPU，其纳米计算精度达到0.001nm，坐标转换在系统上自动实现，无须使用 CAD/CAM 系统或者袖珍计算器，通过前所未有的轮廓控制进而获得最佳的工件精度。

主轴就是车床的“大动脉”。1PH8主轴电动机提供了最佳解决方案——加速时间短、转速范围广，高性能确保最高的车床生产效率。数控系统及驱动器的性能和精度只有通过电动机传动才能充分体现。1FK7进给电动机凭借其独特动态性能和精度控制确保机床加工精度。

（3）可靠性 高速度、高精度的实现或许没有那么难，但如果在保证高速高精的同时，让机械稳定可靠地运行就有难度了。机械故障对于一个争分夺秒的电子加工厂来说，是绝对不允许的。所以，产品的可靠性一直是备受关注的。这里的可靠性既是产品的耐用性，也是产品数据的可靠性。

HT—710所采用的SINUMERIK 828D BASIC M控制系统结构紧凑，集屏幕、CNC键盘和数控系统于一体。少量的接口和电缆确保了系统使用的方便可靠。操作面板采用压铸镁合金制造，坚固耐用。即使在恶劣的工作条件下仍能保持良好的运行状态。由于摒弃了风扇、硬盘和备用电池等易耗部件，SINUMERIK 828D BASIC M完全免维护。采用先进的NV—RAM技术，即使在长期停机后，加工程序仍能完好保存。SINAMICS S120 Combi将可馈电型电源模块和用于主轴电动机及进给电动机的3轴或4轴电动机模块集成在一个功率模块中，从而加强了产品耐用性。一方面省去了各电动机模块的布线工作，另一方面可采用较大的散热片进行散热。这样，各电动机模块的热峰荷可获得最佳补偿。此外，SINAMICS S120 Combi还配备了TTL编码器接线端子，无需额外硬件就可以实现主轴编码器的直接、经济的连接。

SINUMERIK 828D BASIC M的程序模拟功能始终采用刀具的真实几何参数，因而最大化地保证加工可靠性。模拟所显示的不仅是精致的彩色画面，还显示了实际加工的准确过程。无论是加工倾斜平面，还是加工端面和柱面，SINUMERIK 828D BASIC M均可以准确模拟加工过程。同时通过缩放功能还可以观察到加工过程的任意细节，而不需重新模拟。程序模拟保证加工可靠性。

扭转乾坤：打破垄断，抢占市场

大族激光携手西门子研发出HT—710钻铣攻牙中心，从产品的设计到实施、优化，西门子提供了延续化的服务，确保解决客户遇到的每个问题。充分挖掘了SINUMERIK 828D BASIC的潜力，用经济型的系统做出了高端进口设备的效果，与台湾高端电子加工设备相媲美，实现电子加工行业对高可靠性、高效率、高精度的需求，一举打破台湾电子制造设备在行业的技术垄断地位，开拓了新的市场。

目前，2台样机演示效果良好，初期已经为大族带来20台的订单。由于SINUMERIK 828D BASICM是开放性的系统，能满足不同终端用户的定制化需求，未来将会迎来更大的市场。