Pipe Titan 是 LJ Welding Automation 公司最新推出的焊接機器人。倍福基於 PC 的集成式控製技術可以輕鬆實現模塊化係統結構，為不斷變化的全自動或半自動焊接生產工藝提供極大的靈活性。鍋爐生產廠商 Cleaver-Brooks 使用該係統提高了管道焊接的吞吐量、質量和安全性。
總部位於加拿大阿爾伯塔省埃德蒙頓市的 LJ Welding Automation 公司的自動化工程經理 Dean Jacobs 用一個詞形容了焊接設備世界：栓接。“這裏安裝一個子係統，那裏安裝一個子係統。”Jacobs 說道，“很快，焊接單元就有了 7 個控製麵板，需要一個巨大的電源棒為所有這些麵板供電。”因yin此ci需xu要yao采cai用yong這zhe種zhong栓shuan接jie方fang案an。但dan隨sui著zhe技ji術shu的de進jin步bu和he設she備bei終zhong端duan用yong戶hu對dui模mo塊kuai化hua解jie決jue方fang案an的de需xu求qiu日ri益yi增zeng長chang，這zhe類lei係xi統tong的de設she計ji和he維wei護hu變bian得de難nan以yi為wei繼ji。
而 LJ Welding henzaojiurenshidao，jichengfangfabujinnengdailaigengjianjiedewaiguan，hainengbangzhuqiyezaijiliedeshichangjingzhengzhongtuoyingerchu。gongsiketigongquanmiandehanjiejiejuefangan，bingzhuanzhuyumaihuhanjiqiren。gongsiyewuyijingbianbuquanqiu 50 多個國家，為各個行業客戶提供服務。產品研發副總監 Tim Robinson 說道：“在過去的 17 年(nian)裏(li)，我(wo)們(men)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)壯(zhuang)大(da)，現(xian)在(zai)我(wo)們(men)可(ke)提(ti)供(gong)數(shu)百(bai)種(zhong)產(chan)品(pin)以(yi)及(ji)很(hen)多(duo)定(ding)製(zhi)的(de)應(ying)用(yong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。我(wo)們(men)還(hai)可(ke)以(yi)將(jiang)多(duo)台(tai)設(she)備(bei)組(zu)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，提(ti)供(gong)完(wan)整(zheng)的(de)交(jiao)鑰(yao)匙(chi)係(xi)統(tong)。
新型 Pipe Titan 管道焊接係統就是這樣一個焊接中心，專為直徑為 2 至 24 英寸的管道而設計。首批 Pipe Titan 係統安裝在位於安大略省斯特拉特福德的 Cleaver-Brooks 工廠內，用於實現高性能管道焊接。倍福的 EtherCAT 和基於 PC 的控製技術將所有功能集成到一個中央控製架構中，並提供一個靈活的全集成解決方案。
LJ Welding 的 Pipe Titan 焊接係統是一個交鑰匙焊接中心，可加工直徑為 2 至 24 英寸的管道。Cleaver-Brooks 使用該係統製造堅固耐用的防漏鍋爐係統管道。
焊接是鍋爐製造企業的核心競爭力
Cleaver-Brooks 是一家全球知名的鍋爐房解決方案供應商，致力於降低能耗、成本和對環境的影響。作為成套火管和水管鍋爐的先驅，它能夠為各種規模的應用提供一體化的鍋爐房設備與解決方案。公司焊接專家 Joel McLeod 表示，Cleaver-Brooks 對 Pipe Titan 提出了多項要求，包括降低成本、提高質量、提升生產效率和增強安全性。
“焊接是 Cleaver-Brooks 的核心競爭力，因為它有助於確保鍋爐房產品和係統的結構完整性和可靠性。”Joel McLeod 解釋道，“我們在整個生產過程中使用各種焊接工藝來組裝和連接各種金屬部件，從而製造出堅固耐用且防漏的鍋爐係統。”
LJ Welding Automation 工程團隊的任務是將簡潔的設計、高確定性的控製和係統模塊化結構結合於一體。Dean Jacobs 表示，他們還需要自動化和通信技術來集成 EWM degaoduanhanjieshebei。zhezhonghanjieshebeishiyonggaodudingzhihuadechengxuxianzhigongjianzhongreliangdejiju，congerzuidaxiandudijianshaoyaliguandaodebianxinghefushi。yinci，weilequebaoshizhongruyidelianghaohanjiexiaoguo，xindehanjiexitongbixuyuxianyoudepeifangguanlixitongxietonggongzuo。
CP6700 麵板型 PC 將加工中心的主控 CPU 與用作操作界麵的 10 英寸觸摸屏相結合。
基於 PC 的控製技術支持平台方法
Dean Jacobs 一如既往地選擇倍福來應對項目中遇到的挑戰。“當我十年前開始在 LJ 工作時，他們在自動化平台方麵還是一片空白。”他說道，“基於 PC 的控製技術的一大優勢就是能夠將第三方技術集成在同一個平台上。”
Pipe Titan 使用適合控製櫃安裝的經濟型麵板型 PC CP6700 作為焊接設備的中央控製器，此款 PC 將用於 HMI 的 10 英寸觸摸屏與用於控製的 Intel Atom® 處理器結合於一體。Pipe Titan 有兩個獨立的定位器，每個定位器配備了一台倍福的 CX 係列嵌入式控製器。“這兩台定位器都有自己的控製器，用於簡單的單軸或雙軸旋轉管道應用，以及功能安全和 HMI 服務器。這樣，它們就可以在需要時獨立運行。”Dean Jacobs 說道，“你隻需拔下一台定位器的插頭，將它移到設備的另一側即可使用。我們在所有大型設備上都使用了這種模塊化結構。
模塊化的 TwinCAT 3 自動化軟件使得這種架構成為一種端到端的開發和運行時環境。TwinCAT 將 PLC、HMI、運動控製、物聯網、分析乃至機器學習等所有功能集成在一個中央控製平台上。TwinCAT 支持使用所有 IEC 61131-3 語言及其麵向對象的語言擴展、自定義或預定義的功能塊以及 Microsoft Visual Studio® 中的計算機科學標準語言進行編程。LJ Welding 可根據需要使用用於開發 HMI 的結構化文本和 JavaScript 等語言。TwinCAT 讓開發團隊可以專注於一個工具鏈，避免在不同的開發環境之間切換。據自動化工程 EIT 的 Benjamin Vandenberg 介紹，它還為源代碼控製提供了高級選項。
AM8100 係列伺服電機以高精度旋轉定位器中的管道，以實現精密焊接。
EtherCAT 集高速度、靈活性和安全性於一身
事實證明，EtherCAT 實時以太網技術的靈活性和可擴展性對於實現一體化和模塊化設計起著決定性作用。EtherCAT 可以自由選擇拓撲結構和熱連接功能。Pipe Titan 的模塊配備的多個急停按鈕可通過倍福的TwinSAFE 集成式安全解決方案進行通信。嚴格來說，它支持模塊化設備設計，無需對任何硬連線安全控製器進行物理調整，Benjamin Vandenberg 解釋道：“我們有三個獨立運行的安全係統，每個係統都配備一個 EL6910 TwinSAFE 邏輯端子模塊。它們通過 Safety over EtherCAT（FSoE）相互通信，有了 TwinSAFE，我們隻需通過軟件就能打開或關閉這些連接。我們可以根據需要添加或移除不同的設備，從而使係統具有更強的適應性和可擴展性。”
LJ Welding 還使用了大量的 EtherCAT I/O 端子模塊。EL7211 和 EL7221 伺服電機端子模塊為 AM8100 係列伺服電機提供了一個緊湊的驅動解決方案。EL3255 5 通道電位計模塊可確保定位器在由手柄、變速腳踏板等控製時精確的速度。支持 EtherCAT 技術的第三方設備（如 Pipe Titan 上的 VFD）可與倍福的 EtherCAT 控製器無縫連接。EtherCAT 還支持連接 30 多種通信協議，隻需添加一個 I/O 模塊作為網關即可。這不僅提高了組件選擇的靈活性，而且還避免了栓接方案集成度低的問題。“Pipe Titan 上安裝的 EL6224 IO-Link 主站端子模塊特別適合用於連接激光位移傳感器，此後我們還會將其用於很多其它應用中。”Dean Jacobs 說道。
焊接係統效果顯著
LJ Welding 團隊通過倍福基於 PC 的自動化係統實施了一套超出 Cleaver-Brooks 預期需求的係統。據 McLeod 介紹，Pipe Titan 讓焊接係統的性能得到明顯提升。Cleaver-Brooks 將電弧時間平均縮短了 63%，這相當於將生產速度提高了近三倍。該係統還將焊縫清理時間縮短了 90%，返工率降低了 10%，填充金屬消耗量減少了 39%。
“相比人工，Pipe Titan 焊接係統讓我們能夠更快、更高效地完成任務，從而提高生產效率和產能。錯誤和誤差減少了，產出質量也提高了。”Joel McLeod 說道，“機械設備可以根據各項任務進行編程，並可輕鬆重新配置，以滿足我們不斷變化的生產需求。Pipe Titan 焊接係統可以取代人力，降低工傷事故風險，從而提高人員的安全性。”
TwinCAT 加快了開發速度，而係統集成的 TwinCAT Scope 軟件示波器則有助於實現設備的優化設置。通過倍福的工業 PC 安全指南，LJ Welding 可以安全可靠地遠程訪問客戶設備，進行維護或故障排除。但團隊的目標遠不止於此。Pipe Titan 及其它設備的下一步規劃是連接更高級別的係統，以進行分析和持續改進。對於 Dean Jacobs 來說，幸運的是，這是倍福技術可靈活擴展的另一個領域。TwinCAT 中已經集成了標準分析算法、無代碼操作界麵、通過 OPC UA 進行安全通信等功能。
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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