采埃孚（ZF）作為全球領先的汽車零部件供應商，正在驅動轉型、加速變革，通過面向未來的可持續技術，完成下一代移動出行的愿景。采埃孚作為線控系統的技術先驅，正在為其線控剎車產品部署先進的制造系統，以提升生產速度、生產效率和生產質量。采埃孚在中國的生產基地中，配備了規模龐大的流水線，這些流水線由多條裝配線組成，工藝繁多且復雜。為應對這些挑戰，采埃孚采用了全套倍福解決方案。
新產線配備的倍福自動化解決方案采用了全新的控制架構，包括安裝有 TwinCAT 軟件的高性能 C6675 控制柜式工業 PC， 基于 XFC 技術的 EtherCAT I/O、AX5000 和 AX8000 系列伺服驅動器以及 XTS 智能輸送系統。采埃孚中國負責電磁閥前期制造工程的卜鈺琳對這種基于 PC 的無縫集成式控制解決方案的高效性給予了肯定： “在引入倍福的PC控制技術后，我們首先注意到的是生產節拍的顯著提升。我們將原有的電磁閥生產線節拍從 2.6 秒/件顯著提升至 2.4 秒/件。這個提升意味著生產效率得到了大幅提高，而這一成果僅僅是通過將主控制器切換成倍福控制器和 EtherCAT 總線所實現的。”
倍福基于 PC 的控制技術采用工業級計算架構，利用標準的 PC 硬件（如多核處理器）和高性能的 x86 架構，提供了極高的計算能力。這使得系統能夠處理復雜的控制任務和大量的數據，滿足現代工業自動化的高性能需求以達到生產效率的提升。配合 EtherCAT 總線的超快實時響應和高速總線傳輸，大大減少了信號交互導致的多余等待。除此以外，基于超采樣技術和 TwinCAT 3 Scope 分析工具，快速定位潛在優化可能性，額外指導編程人員有效縮短瓶頸工序的操作時間，提升節拍直至完美。
01
平臺集成與成本節約
“基于 PC 的控制平臺不僅能夠直接集成制造執行系統（MES）和物聯網應用，還能夠與采埃孚的測試系統無縫對接。這種平臺化的解決方案不僅簡化了系統的組建和維護，還大幅節約了成本，提高了整體運營效率。”采埃孚負責測試前期制造工程的石文杰說道。
采埃孚所選用的工業 PC C6675 采用硬件標準化和模塊化設計，使得系統可以根據需求靈活配置和升級。利用強大的性能，許多其它軟件系統，諸如數據采集、分析以及運動控制，也可以集成到 C6675 控制器中，這種方式能有效幫助客戶降低總體成本。此外，通過 TwinCAT Interface for LabVIEW™ 或倍福 I/O 和伺服驅動器完成原先必須在其它平臺完成的工作。未來還可以通過 TwinCAT 3 Machine Learning 集成基于 AI 的質量工具，進一步提升生產效率。
02
多用戶高效調試
隨著越來越多的機器和設備功能通過軟件實現，多個程序員團隊協作編寫控制代碼和調試已成為常態。這在調試過程中帶來了若干挑戰：訪問源碼控制系統常常得不到保證、機器上的最新軟件狀態可能與本地狀態不同、下載的更改若被證明有誤無法撤銷。“我們的產線規模較大，通常都會由多個工程師來共同完成整個產線的集成和調試，而在以往的集成和調試中，總是會存在一些協作問題。”采埃孚負責產線程序開發的前期工程的田小飛補充道。
現在，TwinCAT 多用戶調試功能允許多名工程師同時在同一項目上工作，且不需要特定的源碼控制知識。源碼控制功能集成在標準工作流程中，當前項目狀態在下載或在線更改時自動傳輸到目標系統，歷史記錄也自動生成，記錄所有更改、用戶名、時間戳和修改內容，并可在每次變更傳輸時選擇要求輸入評論。“通過多用戶調試功能，我們在調試階段的效率也獲得了提升，節約了時間。同時，歷史記錄功能也能很好地幫助我們了解整個程序的變化及更改。”田曉飛對倍福的 TwinCAT 多用戶調試功能給予了高度肯定。
03
XTS 助力實現柔性化裝配
利用 XTS 動子獨立、精準、快速完成定位的特點，我們能夠高效高質量地完成零部件的裝配。此外，XTS 動子可獨立自由移動，允許我們實現產線的柔性化配置。通過加載不同的配方，動子會在不同位置停留，完成產線產品的一鍵轉產。另外 XTS 特別的拓撲支持，能夠使用非常緊湊的產線設計布局，將產線小型化，節約車間空間。
利用 XTS 完成裝配，使我們的產線變得更為靈活。既可以通過運動控制實現更快的節拍，也可以通過編程適應不同的位置。設計時，還可以利用 XTS 寬泛的負載空間和靈活的布局方式，在產品不離開托盤的情況下挑戰更多生產工藝。我們還看到倍福 XPlanar 平面磁懸浮系統的潛力，未來傾向于將 XPlanar 更多地應用到現有的裝配制造環節里。但在此之前，我們需要一些時間來開發和驗證 XPlanar 的相關應用。”
—— 采埃孚先進制造經理
李皛
在裝配過程中，產品可能會出現一定比例的不良品，因此需要實時檢測以確保制動控制系統的安全性。XTS 系統通過高速精準的位置或者速度控制，提高了檢測的效率。動子獨立控制技術能夠將不合格產品送到分析站經由人工進行結果復核，這是其它傳統輸送系統難以實現的。
結論
倍福基于 PC 的控制解決方案在采埃孚的線控生產線中展現出了卓越的性能和靈活性。通過更快的節拍、高效的平臺集成、多用戶調試和先進的控制功能，采埃孚顯著提升了生產效率和產品質量。“采埃孚正致力于持續創新，希望通過引入 XPlanar、TwinCAT Vision、MX-System 和 XFC 等新技術，進一步提升未來生產線的競爭力和適應性。”李皛最后總結道。
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于風力發電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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