Foodjet 采用倍福基於 PC 的控製技術，以閃電般的速度打開和關閉其 MDL 食物 3D 打印機的噴嘴。Foodjet 的(de)客(ke)戶(hu)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)它(ta)以(yi)最(zui)大(da)精(jing)度(du)分(fen)配(pei)和(he)逐(zhu)層(ceng)沉(chen)積(ji)各(ge)種(zhong)調(tiao)味(wei)汁(zhi)，既(ji)可(ke)給(gei)正(zheng)在(zai)運(yun)動(dong)的(de)傳(chuan)送(song)帶(dai)上(shang)的(de)比(bi)薩(sa)餅(bing)塗(tu)上(shang)一(yi)層(ceng)完(wan)美(mei)的(de)番(fan)茄(qie)醬(jiang)，也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)糖(tang)霜(shuang)給(gei)甜(tian)甜(tian)圈(quan)裝(zhuang)飾(shi)上(shang)季(ji)節(jie)性(xing)圖(tu)案(an)。
Foodjet 公司的 MDL 係統能夠在 150 μs 時間內計算出多達 48 個噴嘴的打印圖案，以便精確地將番茄醬塗抹在連續移動的麵餅底上
在zai處chu理li連lian續xu產chan品pin流liu時shi，如ru何he將jiang番fan茄qie醬jiang塗tu在zai比bi薩sa餅bing底di或huo將jiang大da蒜suan醬jiang塗tu在zai皮pi塔ta餅bing上shang？如ru何he飛fei速su裝zhuang飾shi好hao聖sheng誕dan節jie或huo複fu活huo節jie餅bing幹gan？總zong部bu位wei於yu荷he蘭lan奈nai梅mei亨heng的de Foodjet 公司已研發出各種食物分配係統以應對上述這些挑戰，其中一款就是大型可移動沉積裝置（MDL）。
由 AX8000 多軸伺服係統控製的 AM8800 不鏽鋼伺服電機將調味汁可靠地泵送給打印頭
“我們的 MDL 定量加料裝置的優點是，可以靈活地根據每個產品的尺寸和形狀調整打印圖案。”Foodjet 公司銷售和市場主管 Dirk Schindler 解(jie)釋(shi)道(dao)。例(li)如(ru)，隨(sui)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)傾(qing)向(xiang)於(yu)使(shi)用(yong)手(shou)工(gong)製(zhi)作(zuo)比(bi)薩(sa)麵(mian)餅(bing)，傳(chuan)統(tong)的(de)圓(yuan)形(xing)比(bi)薩(sa)餅(bing)底(di)正(zheng)逐(zhu)步(bu)被(bei)非(fei)標(biao)準(zhun)圓(yuan)形(xing)的(de)餅(bing)底(di)所(suo)取(qu)代(dai)。事(shi)實(shi)上(shang)，很(hen)多(duo)食(shi)物(wu)的(de)形(xing)狀(zhuang)都(dou)不(bu)是(shi)圓(yuan)形(xing)的(de)，但(dan)這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)仍(reng)應(ying)始(shi)終(zhong)保(bao)持(chi)邊(bian)緣(yuan)幹(gan)淨(jing)。“這意味著我們必須精確掃描裝配線上的每一個比薩餅座，這樣我們的打印頭就能準確地知道在哪裏沉積調味汁。”Dirk Schindler 指出了第一個挑戰。畢竟，確保設備產能不受影響是至關重要的。
裝配線上不再有不受歡迎的手工作業
“MDL 能夠幫助客戶解決其中一個痛點問題。”Dirk Schindler 強調道。盡管一些工藝流程已完全自動化，但很多情況下，仍需要有人員站在裝配線上用勺子將調味汁塗在餅底四周。“這項工作不僅壓力很大，而且塗抹量也會不精確，會造成重量上下波動。”如果需要，Foodjet 可以很輕鬆地為有興趣的買家量化這個成本池。
裝飾品的投資回報率也很難計算：裝飾品實際能貢獻多少銷售額？這真的是一種爭取更多市場份額的有效方式嗎？“可能是的。”這是 Dirk Schindler 一直以來聽到的最多的答案。
Foodjet 注意到，這是市場目前高度關注的話題，因為已經有第一批食品製造商做出了改變，沒有人願意、也不應該被甩在身後。因此，企業現在必須能夠根據季節調整配料，靈活地裝飾自己的產品，比如聖誕節的星星、複活節的兔子以及情人節的愛心，等等。倍福基於 PC 的控製技術幫助 Foodjet 克服了這類技術挑戰。
例如，為了保持比薩餅生產線高速運轉，Foodjet 的設備必須能夠以閃電般的速度確定配料模式。相機係統和分配頭之間的距離通常為 85 厘米，隻有半秒鍾的時間進行所需的計算。“相機必須在一幀內捕捉到比薩餅。”控製係統工程師 Ed de Leur 解釋道。隻有在比薩餅底被全部掃描後，才能創建圖案並計算打印頭的各個點，讓一切與正在運行中的傳送帶同步。
Foodjet 公司工程師 Ed de Leur 正在設置 MDL 係統。“我們必須在最恰當的時機將適量的調味汁推過數十個噴嘴。我實在想不出還有什麼比基於 PC 的控製技術更適合實現這項具有挑戰性的任務。”
以微秒精度單獨控製 48 個打印頭
第二個挑戰是需要高重複精度。“我們對伺服泵進行了研究，以便能夠在最恰當的時機將所需的調味汁推過噴嘴。”Ed de Leur 說道。將這些噴嘴精確控製在毫升範圍內對液滴形狀有重要影響，因此也會影響調味汁的沉積整齊程度。“通過 MDL 中集成的倍福控製係統，這個精度可以達到 20 μs。”Ed de Leur 說道。
此外還須考慮打印頭的特殊布局：最多可有 48 個打印頭布署在多個平版印刷排中，並向著傳送帶的行進方向傾斜。這樣就可以通過縮短噴嘴之間的有效作用距離來提高分辨率；但前排的噴嘴必須比後排的噴嘴更早開始工作。這意味著：“我們必須單獨控製每個噴嘴，同時確保每個噴嘴分配相同份量的調味汁。”Ed de Leur 解釋道。
用軟件功能取代機械裝置
“我們經常看到製造商會想出各種花樣，將麵餅底整整齊齊地排列在傳送帶上。”Dirk Schindler 透露道。而使用 MDL 就完全不需要這些工作，因為麵餅的形狀和方向不再重要。在使用 Foodjet Food Designer 軟件創建配方時，隻需要設置調味汁和餅底邊緣之間的距離參數。隨後，係統就可以精準地分層放置每個產品。Ed de Leur 解釋道：“對客戶來說，他們不再需要示教設備各種式樣，這是一個重大的勝利。”
如果需要，甚至是比薩和法棍也可以在傳送帶上一個接一個地隨機運行，並且仍能在上麵添加配料。
更重要的是，MDL 可以在掃描過程中識別出不符合規格要求的餅底，並能夠在添加配料之前將這些餅底分揀出來。“這種控製方法已經成為我們的固定工作流程。”Dirk Schindler 說道。
MDL 係統必須實時計算出各種式樣，Ed de Leur 很清楚的一點是：“控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)必(bi)須(xu)來(lai)自(zi)倍(bei)福(fu)。我(wo)對(dui)所(suo)有(you)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)都(dou)很(hen)熟(shu)悉(xi)，但(dan)由(you)於(yu)我(wo)們(men)的(de)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)特(te)殊(shu)，因(yin)而(er)沒(mei)有(you)幾(ji)家(jia)控(kong)製(zhi)器(qi)廠(chang)家(jia)提(ti)供(gong)的(de)產(chan)品(pin)是(shi)我(wo)們(men)真(zhen)正(zheng)需(xu)要(yao)的(de)。倍(bei)福(fu)產(chan)品(pin)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)足(zu)夠(gou)的(de)算(suan)力(li)，還(hai)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)在(zai) Windows 內核上編程，這是其他 PLC 廠家根本無法提供的，就算有，價格也太貴，根本買不起。”倍福荷蘭分公司業務拓展專員 Nikolas Eimer 補充道：“不是每個客戶都需要如此大規模地使用我們的嵌入式控製器產品。Foodjet 的工藝是速度最快的高端應用之一。”
Foodjet 公司使用了一台搭載 Intel® CoreTM i7 四核處理器的 CX2040 嵌入式控製器，確保在 150 μs 內完成計算過程，並通過 EtherCAT 傳輸計算結果，完成最重要的實際打印任務。填充打印頭中的緩衝區可能需要更長的時間，而伺服泵的運動控製任務，Ed de Leur 估計需要 500 μs。最後，還有 HMI、安全功能和壓力測量等一些常規任務，對於這些任務，50 毫秒的周期時間就足夠了。Ed de Leur 對倍福平台提供的自由選擇非常滿意：“倍福的 I/O 產品種類非常豐富，不僅有用於控製閥門或泵的標準端子模塊，還有一些特殊型號。”
對於 HMI，Foodjet 決定使用 C# 開發可視化應用，並在 Windows 環境下運行。基於 PC 的控製技術的優點是，盡管對於打印頭的實時性要求很高，但應用程序可以在同一台控製計算機上運行，這是因為 HMI 在不同的 CPU 內核上運行。“基於 PC 的控製技術的另一個真正優勢是，軟件開發人員可以在同一個硬件平台上自由運行不同的應用程序。” Ed de Leur 說道。這位自動化專家對於與倍福的合作也稱讚不已：“我是一個典型的軟件工程師，喜歡直接上手並嚐試解決一些問題。”由於交付周期很短，問題往往出現在交付後。因此，對於 Ed de Leur 來說，迅速獲得解決問題的辦法和支持最為重要。“與倍福的合作在這方麵也卓有成效。”Ed de Leur 強調道。
Foodjet 公司的視覺係統目前仍在使用單獨的 PC；但他們的目標是將圖像處理係統也整合到倍福平台中，因為兩個係統之間的定時同步可能相當複雜。“倍福技術已經為集成做好了準備，隻是我們還沒有時間來落實。”Ed de Leur 解釋道。
從全表麵繪畫到複雜的繪圖
“下一個邏輯步驟是將 MDL 技術也應用於食物裝飾，但這將涉及到不同的速度、分辨率和產量。”Dirk Schindler 說道，這是目前麵臨的挑戰。Foodjet 已經順應這一市場需求成功研發出了設備，並決定為這些設備全部配備基於 PC 的控製技術。我們的目標是針對所有行業和應用領域開發一個通用的控製平台。
Foodjet 還在研究通過兩套依次放置的 MDL 係統混合不同的調味汁。第一台 MDL 用於打印番茄醬，第二台設備用於添加意大利乳清幹酪、法式白醬或橄欖油。“這樣的效果已經很好了，”Dirk Schindler 說道，“但還有改進空間。”liru，ruguozaiyicitumowannailaodebingdishangzaitianjiashaoliangdefanqiejiang，jiukeyibaozhengbisabingkouweideyizhixing。huozhekeyijiangpeiliaofenchengliangban，zaibisabingdeyibiantushangfanqiejiang，jianglingyibianzuochengjiaoladebanben。youle Foodjet Designer Studio 軟件和基於 PC 的控製技術，就能夠實現這些改變，滿足各種個性化需求。
關於德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業，創立於 1980 年(nian)，總(zong)部(bu)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)威(wei)爾(er)市(shi)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)驅(qu)動(dong)者(zhe)，倍(bei)福(fu)定(ding)義(yi)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)許(xu)多(duo)標(biao)準(zhun)，是(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)者(zhe)和(he)推(tui)動(dong)者(zhe)。公(gong)司(si)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)業(ye) 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、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係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，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福於 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶於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於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、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 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。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。倍福基於 PC 的控製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 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。
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