有关生产机床上的用户界面优化，特别是在控制单元和相应控制屏方面，已经取得了不少进步，人机接口的发展将是欧洲国际机床展览会上的亮点之一。

当谈到机床对操作人员友好的特性，首先映入眼帘的，自然是控制屏;与此紧密联系的是置于机器内部的控制系统。这里有不少旨在简化操作人员工作的发展和改进。

机床人机功效学不是使操作更加简便的唯一因素，机床所用的控制系统也发挥着核心作用，一方面由其特性确定机床操作的各种可能性;另外一方面，通过指令顺序，方便操作人员的工作。

Ratingen 的三菱电机欧洲公司机电一体化CNC分部的关键客户销售工程师Frederik Gesthuysen说：“当前的加工作业不断提高对机床操作人员的要求，现代化机床实现简单而舒适的操作比以往任何时候都更为重要。”我们听说，利用自己的机床控制(CNC)和设备，三菱电机显示，进一步开发配备增强应用效率的操作概念如何将用户友好提高到最大限度。

图1 三菱电机欧洲公司的Frederik Gesthuysen说“面对机床操作人员的要求不断提高，现代机床简单而舒适的操作比以往任何时候都更为重要。”

开始时采用舒适的人机接口(HMI)操作系统，通过逻辑菜单顺序和清晰概要，将操作人员快速和可靠地引导至其目标;据介绍，三菱电机当前的M700和M70 系列可以提供多种适应性可能，满足不同需要。Gesthuysen解释说：“例如，可以单独和自由安排菜单按钮，或者在显示系统第一部分数据的时候，同时显示系统第二部分的数据，这样，不再需要切换显示屏幕。”

据Gesthuysen介绍：“在程序设计部分，就用户友好方面的问题还提供了另外的支持。采用面向车间的程序设计工具NAVI-MILL和NAVI-LATHE，通过选择理想机加工工艺和简单数据输入，操作人员可以自动生成程序。其次，根据存档工具和切削数据，可用图形方式显示生成的程序刀具路径。这既节省时间和成本，又保证了程序的安全性。再者，我们还得知，三菱电机另外还利用其屏幕设计工具‘NC-Designer’采取进一步措施，加强用户友好功能。使用这种屏幕设计工具，最终用户可以确定自己的屏幕布局。自由组合已有标准模块，可使得屏幕内容非常容易根据需要进行确定;更为重要的是最终用户无需具备任何程序设计知识。当采用触摸屏幕时，可以在NC显示屏幕上模拟操作屏幕情况。”Gesthuysen解释说：“另外，标准对象的功能可以编程作为宏指令，而且C语言软件库可让用户开发雄心勃勃的应用，提供高对性能的支持。”

图2 博世力士乐公司的Heiko Schwindt说：“机床控制的核心发展趋势，是不断增加自动化和信息技术的网络化。”

用户使用软件模拟仿真

显然，借助于NC-Trainer/NC-Trainer Plus，可以对所有这些全部予以支持，在个人计算机上，可给操作人员提供CNC运行的全盘模拟仿真。Gesthuysen补充说：“这种软件提供与三菱 M700V/M70V CNC系列机床上真实操作完全一样的高质量显示和操作方便性。”据Gesthuysen称，在工艺过程中，几个用户可以同时使用这种软件进行工作。用 NC-Trainer生成的NC 程序可以直接在他们的机床上使用。

博世力士乐的情况也一样，他们的Indramotion MTX控制器功能范围也在连续不断的开发过程中。“例如，机床生产制造企业以高度保安水平为其CNC用户程序添加代码，从而保护他们的专有知识。这是一种新的做法。用一种三维错误补偿程序提高机加工质量，特别是大型和长行程路径工件，情况更是如此。”博世力士乐公司机床和汽车销售部门经理Heiko Schwindt如是说。这种功能显然使得机械偏差能够在三维范畴内进行评估，并存档于CNC内，从而对误差进行补偿。

因为机床用户希望在更短时间内为机床编制程序和进行调试，据Schwindt称，博世力士乐将投入大量精力在完整加工路径的直观操作界面上。“人机接口界面进一步给用户提供手工装卡机床所用的图解支持。这不但提高了效率，还有助于避免错误。”

Schwindt 介绍，为了尽量减少花费在准备工作方面的时间，防止昂贵的后续工作，机床生产制造企业可以从来自力士乐公司的MTX微型培训程序中得到帮助。 Schwindt满怀激情地说：“利用这种应用软件，可在没有机器的情况下，在真实环境中模拟和测试CNC程序。采用这种办法生成的程序可以进行存档或直接传输到真实机器上。”

图3 通过逻辑菜单结构和清晰的布局，舒适的人机接口操作引导用户迅速而可靠地抵达其目标。

网络化机床已成车间标准配置

Schwindt补充说：“机床控制的一个核心发展趋势是自动化和信息技术网络化的不断提升。”在这种背景下，软件工程设计必须考虑机床本身之间不断增加的网络连接以及与超高级信息技术间的连接。

Schwindt 说：“采用开放式核心工程设计，博世力士乐搭建起决定性桥梁。机床生产制造企业可以使用IEC 61131-3 SPS语言和标准语言编制软件功能程序。”据Schwindt称，随着信息技术不断地被整合进入自动化，智能器件也正在生产车间占有一席之地。这些反过来又成为具备多触点功能创新性运行和诊断概念的基础，这也将给机床控制器(CNC)的操作提供新的体验。

据介绍，对另外一些机加工工艺的整合也在给多任务机床的发展增加动力。Schwindt解释说：“一般而言，机床加工包含两种工艺，如车削和磨削。对此，机床生产制造企业需要一种通用的和开放式的控制系统。”采用Indramotion MTX控制器，他们可以控制各种机加工工艺，在机床上拥有所有必要的功能。由于生产制造企业希望CNC也可以用于如机床装载等一些自动化任务，因此，还提出另外一个整合课题。

Schwindt补充说：“最后一个，但并非最不重要的一个课题就是速度要求;虽然在市场上不是一个发展趋势，但是，却不断有人提出新要求。多年来一直在推动生产制造企业不断提高他们控制系统的计算能力，以便可以将这种能力用于优化工艺时间和加工精度。”我们还听说，博世力士乐正在将精力集中在分布式控制和传动智能化的CNC解决方案上;这样，通过传动也可获得动力储备。在某些机加工工艺里，如非圆形机加工，显然，这样做，可以缩短周期循环时间，提高动态性能。

博世力士乐会在欧洲国际机床展览会上推介交叉技术解决方案。这家企业拥有全部传动技术，而且掌握范围宽广的应用经验。Schwindt告诉我们：“这种专有知识让我们能够将所有技术以对相互最佳的方式匹配到一台机床里。”这还包括功能安全性，以及从控制到安全传动的完整路径。除此之外，还有能源效率课题，对机床用户而言，也特别重要。Schwindt说：“你必须用节能概念来补偿不断攀升的能源成本费用。由于将一个能源监测软件工具整合到CNC中，博士力士乐对你完成这个任务提供支持，而同时也可帮助大型消费者识别确定优化其工艺的潜在可能性。”

博世力士乐的另外一个重点是软件工程设计。因为在机床市场上，显然，软件给机床生产制造企业提供了展现自我的最大机遇。对于他们而言，更为重要的是能够实现他们自己创新软件的想法，而不必依赖控制器生产企业。正是在这点上，博世力士乐提出了开放式核心工程。据介绍，工程设计方面的这种新方法，让机床生产制造企业能够自己开发单独的软件功能，将新的信息技术整合到他们的自动化中。

图4 在博世力士乐公司，Indramotion MTX控制器从连续不断的发展中获得效益。

生产率极高的铣床和钻床

Gildemeister enterprise DMG (Deckel Maho Gildemeister)评选西门子公司为“2012年DMG最佳年度供应商大奖”得主，说明西门子公司在创新战线上是多么强大。这家总部在 Bielefeld活跃于全球各地的机床生产制造企业每年都向其顶尖供应商颁发该项大奖。作为2013年颁奖活动的一个组成部分，西门子公司的传动技术和工业自动化被授予“创新”类别的这项殊荣。作为多年的战略合作伙伴，西门子公司为DMG公司的机床供应控制器、电动机和传动装置等。

利用这个奖项，DMG公司对西门子公司的发展型能源及其在工程设计方面全面整合的努力作出特别表彰。Gildemeister公司的董事会成员Günter Bachman说：“西门子公司的特殊创新能源简化和统一了那些高度复杂的工艺，使我们的工作得到极大优化。”作为DMG与日本机床生产企业森精机合作的一个部分，西门子公司是重要的创新合作伙伴。例如，这表现在联合开发铣床和攻丝机的合作中。在此提及的是一台生产率极高的铣床和钻床，装备有以高性能 CNC平台Sinumerik 840D sl形式出现的西门子公司控制技术。

机床上的高端CNC系统可控制多达93根轴

采用Sinumerik 840D sl，西门子公司提供一种高端CNC系统，可控制多达93根轴。显然，这种控制系统被世界各地的企业用于品种变化最多的各种CNC机加工技术上，如车削、钻削、铣削、磨削、激光加工、冲剪和冲压等;而且也用于多任务机床，如铣削/车削或车削/铣削等。我们还听说，在高度动态性能和精度方面以及在整合进入网络的简便性方面，Sinumerik 840D sl也非常出色。除此之外，由于整合到Sinumerik安全框架内的一体化安全功能，这种系统具有人员和设备的高度保护措施。

Sinumerik 840D sl系列产品提供了高度的灵活性和开放性，因此，机床可以单独地进行配置。CNC系统平台的一个基本特点，是分散和简化的系统结构，完全整合到 Sinamics S120传动系统可扩展的技术和通信结构中。Sinumerik 840D sl将CNC、HMI、PLC、调节和通信任务等统一到一个Sinumerik NC单元(NCU)中，给零部件在机床里的位置安排提供很大自由度，至少对于适合分散定位，用于操作、传动和外围的那些零部件而言，情况如此。据西门子公司称，这些零部件可安置在相互距离长达100m的地方。为了通信灵活，Profinet是机床上的标准配置。这样，用以太网为基础，可以实现与更多数字数据量、更多的性能和更好的诊断方面的通信。通过使用一个PROFINET?I-Device装置，由于PL控制的简单I/O耦合，生产线的布线工作减少了。

对于高端铣削、车削、磨削和激光加工机床的操作、观察和程序编制，西门子公司提供Sinumerik OP 019操作控制屏。在高分辨率19"玻璃显示器上，可以显示多达13根轴的基本机床影像。除此之外，在显示器上表示的通道可以多达4个;据西门子公司称，甚至数字化构造图也可以用精确细节进行研究查看。通过配备电容传感器的触摸控制屏，甚至戴着手套操作，按钮快速响应，显然也是可能的。键盘锁保护防止各种未经授权的干预。在IP66的防护等级下，Sinumerik OP?019也适合用于车间条件恶劣的地方。采用新的Client Unit TCU 30.2，这种触摸屏能与Sinumerik 840D sl控制器直接连接。除此之外，因为涉及到如风机一类的活动零件，控制屏前和任选控制单元(PC单元)之间的空间分离是容许的，使得控制屏更加小巧、更轻和更稳健。

控制系统使铣镗床实现高生产率

Sinumerik 828D是一种基于控制屏的CNC， 在典型布置的一般车间里，用于要求严格的车床和铣床上;它将CNC、PLC以及控制和坐标控制等功能综合到一个紧凑和稳健的单元里。这种结构要求较少接口和电缆，因此，提供极高的可用率水平。因为控制屏由坚韧的镁合金铸件构成，即使在恶劣的使用条件下，仍然保持明显的良好形态。由于使用耐磨损零件，如风机和硬圆盘，CNC还完全无需维护保养，甚至都不需要缓冲备用电池。多亏现代化的NVRAM技术，甚至在长时间关闭之后， CNC程序仍然得以保留。

卓越功能保证机床的高生产率

Sinumerik 控制器的成熟功能使得机床能够具有高的生产率以及短的加工时间和优良的加工精度。这台结构紧凑的控制器通过高分辨率TFT显示器和装备完全的CNC键盘进行操作。由于使用了短程键，甚至输入大的CNC程序也非常舒适。另外，Sinumerik 828D完全图解式的操作界面结构配备CNC直接键盘，只要按动几个键，就能激活所需功能。因为这个系统的车床和铣床操作完全一样，所以，可以节省昂贵的熟悉了解时间。

对于Sinumerik 808D，西门子公司为较低性能区域的标准车床和铣床提供初步引导性解决方案。公司将其描述为紧凑、稳健的控制器，据说，容易调试和用户非常友好是其显著特点。不言自明和高性能的CNC功能显然既能够在工件上实现高精度，可以缩短加工时间。与传动系统Sinamics V60和伺服电动机Simotics 1FL5一起，Sinumerik 808D适合用作较低功率范围的CNC系统。

成本低廉的CNC技术软件包：Sinumerik Mdynamics

精确的表面加工和轮廓仿形磨削结合短的加工时间，对工件质量和生产企业的生产率都有着决定性影响。正是在这些领域，Sinumerik Mdynamics技术包发挥其作用。据西门子公司称，这种技术包将CNC硬件Sinumerik、智能CNC功能和所有CAD/CAM/CNC工艺过程链打捆成为技术包，用于三坐标和五坐标铣削，同时，也可用于Sinumerik 840D sl和Sinumerik 828D。

最佳工件表面与更高加工速度相结合

采用先进表面智能运动指南，西门子公司在Sinumerik Mdynamics内使得最佳表面与高的加工速度相结合，能在仅一个工序里完成整个加工操作，提高了HSC铣削复杂零件和自由成形面的生产率。当使用这种运动指南时，一个经过优化的“look ahead”软件程序，通过在相邻铣削路径上产生完全一样的效果，在强化精度和提高速度的同时，提供最佳表面质量。

颤振限制保护机床零件。据说，可以实现坐标轴的轻柔加速和制动，从而延长机床的服务寿命。另外，CNC自动协调相邻路径的速度分布曲线。这种协调也发生于前进和后退多通道铣削加工过程中，生成更好的表面质量，从而获得更佳的工件表面。另外，采用‘取向路径滑顺’功能，不少批次过程中产生的取向偏差被消除，使之变得平滑，实现坐标轴的协调移动。