在提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的同時(shí)實(shí)施工業(yè) 4.0 和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）方案，這一需求帶來了工廠數(shù)據(jù)量的大幅增長?；?PC 的控制技術(shù)性能優(yōu)異，并能夠與 IT 領(lǐng)域深度融合，為處理這些龐大的數(shù)據(jù)量提供了理想的基礎(chǔ)。

總部位于日本神奈川縣的沖床制造商 Aida Engineering 很早就認(rèn)識(shí)到了這一優(yōu)勢(shì)。因此，該公司多年來一直采用倍?；?PC 的控制技術(shù)，并為其沖壓解決方案（如用于汽車行業(yè)）采用全球標(biāo)準(zhǔn) EtherCAT 技術(shù)。

Aida Engineering 公司汽車制造廠中的串聯(lián)沖壓生產(chǎn)線

Aida 最大的伺服沖床可對(duì)原材料施加 3000 噸以上的壓力。伺服沖床專為大規(guī)模生產(chǎn)而設(shè)計(jì)，可廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，特別是汽車行業(yè)。Aida 伺服沖床通過精確的速度控制，可以用非常高的精度加工這種高強(qiáng)度材料。特別是在歐洲，車身制造中已經(jīng)采用復(fù)雜設(shè)計(jì)。Aida 專門針對(duì)這類應(yīng)用設(shè)計(jì)了一款串聯(lián)式伺服壓力機(jī)。這種型號(hào)的沖床可以在很短的時(shí)間內(nèi)沖出復(fù)雜的幾何圖形。

基于 PC 的大型沖壓線控制

這樣一個(gè)大型工廠能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件是優(yōu)化控制和精確同步執(zhí)行單個(gè)工藝步驟的多臺(tái)沖床和輸送裝置。Aida 使用倍福的工業(yè) PC、TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件和 EtherCAT I/O 端子模塊來控制中高性能等級(jí)的伺服沖床。連接多臺(tái)沖床的輸送裝置也由 PC 控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。據(jù) Aida 系統(tǒng)控制部門主管 Sotoyuki Kaneko 介紹，倍福的控制平臺(tái)久經(jīng)考驗(yàn)，即使是在對(duì)金屬成形要求很高的歐洲汽車市場(chǎng)，也得到了廣大用戶的認(rèn)可。在這種要求嚴(yán)格的環(huán)境中，使用具有六個(gè)不同工藝步驟的大型串聯(lián)伺服沖床并不少見。

Aida 系統(tǒng)控制部門主管 Sotoyuki Kaneko 

Sotoyuki Kaneko 認(rèn)為用倍福組件代替以前他們自行開發(fā)的控制器來作為 Aida 沖床的標(biāo)準(zhǔn)控制平臺(tái)帶來了明顯的好處：“如果我們自己繼續(xù)開發(fā)控制系統(tǒng)，我們還必須開發(fā)與系統(tǒng)相連的所有 I/O 端子模塊?？紤]到各種各樣的客戶要求必會(huì)需要使用數(shù)目龐大的 I/O 端子模塊，這對(duì)我們來說幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。而倍福不僅提供種類多樣的工業(yè) PC 產(chǎn)品，而且還能夠?yàn)樗斜匾男盘?hào)類型提供最廣泛的 I/O 端子模塊。品種規(guī)格繁多的產(chǎn)品、豐富的工程專業(yè)知識(shí)以及遍布全球的分銷網(wǎng)絡(luò)都是我們選擇倍福的重要原因。” 他補(bǔ)充道選擇倍福的另一個(gè)關(guān)鍵因素是他們的控制平臺(tái)非常靈活。工業(yè) PC 理念完全適合 Aida 的設(shè)計(jì)理念，因?yàn)樗斜匾目刂乒δ芏伎梢耘c高度靈活的 TwinCAT 自動(dòng)化軟件整合于一體。

Aida 沖壓生產(chǎn)線內(nèi)的每個(gè)工藝步驟都由安裝有 TwinCAT 軟件的工業(yè) PC（上）和各種 EtherCAT 端子模塊（下）控制

快速的過程控制和便捷的系統(tǒng)配置

在由多臺(tái)伺服沖床串聯(lián)構(gòu)成的生產(chǎn)線中，加工過程中的每一個(gè)步驟都由倍福一臺(tái)用作 EtherCAT 主站的工業(yè) PC 進(jìn)行控制。它們通過 EL669x 橋接端子模塊相互通信。另一臺(tái)高性能工業(yè) PC 用作帶 EtherCAT “主時(shí)鐘”的上位控制器，確保所有沖床和輸送裝置的無縫同步。

在串聯(lián)生產(chǎn)線上，機(jī)器人負(fù)責(zé)將工件從一個(gè)工序轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工序。保持機(jī)器人與成形工具之間的適當(dāng)距離是提高產(chǎn)能效率的最重要因素：距離越小，沖床可以加工的產(chǎn)品數(shù)量越多。但是，如果距離太小，則可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過程被中斷，從而增加系統(tǒng)出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。為此，Aida 開發(fā)了一種基于 TwinCAT 的解決方案，它具有超快速控制循環(huán)、優(yōu)化同步和最小化機(jī)器人距離的功能特點(diǎn)，具有較高的生產(chǎn)可靠性。這樣，伺服串聯(lián)生產(chǎn)線具有每分鐘 20 沖程的能力，比之前的生產(chǎn)線效率高出約 50%。

伺服串聯(lián)生產(chǎn)線中還集成了 Aida Digital Motion System（ADMS）軟件，該軟件允許操作人員方便、自由地為每條生產(chǎn)線配置沖床運(yùn)動(dòng)參數(shù)。ADMS 能夠根據(jù)鈑金零件的表單數(shù)據(jù)確定最佳過程控制，用戶可以在現(xiàn)場(chǎng)的用戶界面上微調(diào)運(yùn)動(dòng)序列。除此之外，用戶還可以使用離線 3D 模擬器預(yù)先調(diào)整運(yùn)動(dòng)控制器。I/O 端子模塊用作 EtherCAT 從站，負(fù)責(zé)采集大量數(shù)據(jù)，如刀具位置、用于定位搬運(yùn)機(jī)器人的伺服電機(jī)信息以及傳感器數(shù)據(jù)。ADMS 可以基于由 TwinCAT 實(shí)時(shí)處理的控制數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)序列進(jìn)行模擬，并生成相應(yīng)的路徑控制數(shù)據(jù)。Sotoyuki Kaneko 解釋道：“TwinCAT 可以將最多樣化的數(shù)據(jù)集成到運(yùn)行時(shí)環(huán)境中，并向 PLC 和運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送實(shí)時(shí)反饋，這一點(diǎn)使系統(tǒng)受益匪淺。”

PC 控制系統(tǒng)為物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供理想的支持

按 Aida 自己的說法，它們是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)的先驅(qū)之一，Sotoyuki Kaneko 認(rèn)為 EtherCAT 和倍福組件也是這一領(lǐng)域中強(qiáng)大的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力。基于微軟 Azure? 的 Aicare 系統(tǒng)（Aida Information Care）就是其中一個(gè)典型的例子。Aicare 可以監(jiān)測(cè)并顯示重要的沖壓數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品質(zhì)量、運(yùn)行參數(shù)和維護(hù)信息。Aicare 可以通過 EtherCAT 分布式時(shí)鐘同時(shí)連續(xù)地采集多個(gè)數(shù)據(jù)集，以分析加工成形的零件質(zhì)量。由于每個(gè)數(shù)據(jù)都有一個(gè)時(shí)間戳，因此可以方便地回顧分析每次沖程獲得的成形零件質(zhì)量。根據(jù) Sotoyuki Kaneko 的觀點(diǎn)，使用倍福的 PC 控制系統(tǒng)可以輕松實(shí)現(xiàn)在這種情況下所使用的機(jī)器學(xué)習(xí)過程（支持向量機(jī)，SVM）。

包括溫度和能耗數(shù)據(jù)在內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以被安全地發(fā)送到 Azure? 云服務(wù)，也可以在 Aicare 網(wǎng)頁上查看。此外，獲得授權(quán)的人員將會(huì)自動(dòng)接收到所有報(bào)警和故障消息。關(guān)于這些功能特點(diǎn)，Sotoyuki Kaneko 總結(jié)道：“Aicare 從 EtherCAT 實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和 PC 控制系統(tǒng)中獲得巨大收益，因?yàn)檫@些技術(shù)支持與 Azure? 等云服務(wù)的簡單集成，并使用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。”