總部位於德國艾特菲爾德的 b+m surface systems 有限公司專業從事噴塗係統的整體規劃與建造，涵蓋工藝流程、輸送係統及噴塗應用技術。該公司憑借其深厚的技術積澱，為客戶提供高度契合實際應用需求的解決方案。其專為噴塗工藝優化的 T1 X6 與 T2 X6 係列六軸關節機器人便是最佳例證：通過采用倍福 EPX 係列 EtherCAT 端子盒等創新設計，該係列機器人不僅保持了卓越的噴塗性能，更顯著提升了設備維護的便捷性。
這些噴塗係統主要應用於汽車工業、商用車輛及航空製造領域。b+m 公司應用技術總監 Bernd Käsmann 解釋道：“對我們而言，完整的噴塗係統涵蓋從毛坯件上料到噴塗成品驗收的全流程。這包括從方案報價、詳細工程設計到係統調試與投產運行的各個環節。我們的核心優勢在於應用技術 — 通過高度垂直整合的模式，自主研發從霧化噴槍、機器人運動控製到定量供給技術乃至塗料輸送係統的全套解決方案。”
應用技術的核心組件是搭載霧化噴槍的機器人係統，其中 T1 X6 與 T2 X6 係列噴塗機器人尤為突出。這兩款現代六軸關節機器人采用空心腕部設計，可實現介質內部輸送至霧化噴槍。較大規格的 T1 X6 主要應用於汽車塑料件噴塗係統，而結構更為緊湊的 T2 X6 則特別適合用於因工藝因素導致噴塗區域受限或安裝位置空間不足的場景。據 Bernd Käsmann 介紹，整套機器人方案嚴格遵循噴塗領域特殊需求。在危險區域使用時必須遵守 ATEX 等各種防爆要求，為滿足這些要求，機器人采用了正壓外殼（Ex p）。
01
本質安全信號
無縫集成至控製係統新型 X6 列機器人搭配倍福 EP/EPX 係列 IP67 級 I/O 端子盒，為開發者與用戶帶來雙重優勢。Bernd Käsmann 解釋道：“舊款機器人的布線係統未明確定義，我們必須從項目一開始就精準規劃所有需要從機器人引出的介質管道、軟管或線纜。”
通過將 EP /EPX 係列 EtherCAT 端子盒直接集成於機器人內部，這項工作得以大幅簡化。這與整體設計理念高度契合，X6 係(xi)列(lie)的(de)顯(xian)著(zhu)特(te)征(zheng)正(zheng)是(shi)便(bian)捷(jie)維(wei)護(hu)性(xing)與(yu)高(gao)係(xi)統(tong)可(ke)用(yong)性(xing)。最(zui)顯(xian)著(zhu)的(de)節(jie)省(sheng)體(ti)現(xian)在(zai)從(cong)機(ji)器(qi)人(ren)引(yin)至(zhi)應(ying)用(yong)櫃(gui)的(de)線(xian)纜(lan)數(shu)量(liang)減(jian)少(shao)，這(zhe)為(wei)管(guan)線(xian)包(bao)節(jie)省(sheng)了(le)可(ke)觀(guan)的(de)空(kong)間(jian)。此(ci)外(wai)還(hai)有(you)簡(jian)化(hua)的(de)集(ji)中(zhong)式(shi)安(an)裝(zhuang)布(bu)局(ju)以(yi)及(ji)便(bian)於(yu)維(wei)護(hu)的(de)整(zheng)體(ti)設(she)計(ji)。
—— Bernd Käsmann
在噴塗機器人中采用 EPX 端子盒的初衷，是要在有限的安裝空間內實現集成有本質安全功能的的 IP67 級 I/O 層，以 T2 X6 噴塗機器人為例，該方案通過集成 4 個 EtherCAT 總線耦合器端子盒 EPX1058（8 通道數字量輸入）及根據配置需求搭配 1 個或多個 EPX3158 端子盒（8 通道模擬量輸入）來實現。這兩款 I/O 端子盒均支持將來自防爆區 0/20 區及 1/21 區的本質安全型現場設備直接接入係統。
來自倍福流程工業部門的 Andres Oetken 闡釋了 EPX 端子盒的研發曆程：“倍福早在數年前就已萌生采用 IP67 級 I/O 端子盒集成本質安全信號的技術構想，而首個落地項目正是與 b+m 一起開展的機器人控製係統研發項目。”
據 Bernd Käsmann 介紹，此次研發契機源於 X6 xiliejiqirenneibuzujiandeyouhuaxuqiu，erzhexieyouhuagaijindoushijiyushangyidaichanpinsuoshoujidaodekehufankuiyijian。ciwai，yiwangyikaodulibuxiancaijishuziliangjimoniliangxinhaodefangshijiangzhuanbianweiwanquantongguo EtherCAT 總線進行集成，從而顯著節省材料與空間：“其中一項重要改進是將機器人內所有閥門的控製都升級為基於 EtherCAT 的控製係統，同時機器人工藝臂內多達 40 個工藝傳感器也完成同等升級。這些傳感器主要是數字傳感器，包括位置編碼器、旋(xuan)轉(zhuan)編(bian)碼(ma)器(qi)，以(yi)及(ji)油(you)漆(qi)泵(beng)上(shang)下(xia)遊(you)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)。此(ci)前(qian)，所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)需(xu)通(tong)過(guo)獨(du)立(li)電(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)，線(xian)纜(lan)沿(yan)機(ji)器(qi)人(ren)外(wai)部(bu)敷(fu)設(she)，直(zhi)至(zhi)引(yin)出(chu)防(fang)爆(bao)區(qu)接(jie)入(ru)應(ying)用(yong)櫃(gui)，導(dao)致(zhi)管(guan)線(xian)包(bao)直(zhi)徑(jing)異(yi)常(chang)龐(pang)大(da)。若(ruo)按(an)設(she)計(ji)截(jie)麵(mian)要(yao)求(qiu)，所(suo)有(you)線(xian)路(lu)及(ji)介(jie)質(zhi)/輸氣管路需配備兩個管線包。而支持 EtherCAT 的傳感器顯著減少了布線工作，成功避免了此類情況的發生。
02
針對 I/O 與連接技術的特殊要求
由於該係列機器人獲準用於防爆區 1 區，並具備本質安全特性，因此需要采用適用於此類應用的 EtherCAT I/O 解決方案。若采用 ELX 係列 IP20 級 EtherCAT 端子模塊，則需在機器人內部額外加裝 IP54 防護外殼。Bernd Käsmann 解釋道：“作為正壓防爆係統，機器人原本需要對 I/O 殼體進行主動空氣淨化操作，但這一要求與 IP54 防護等級標準難以協調共存。而采用 ELX 係列 EtherCAT 總線耦合器端子盒後，我們成功化解了這一矛盾。”
確保信號采集可靠性的技術難點在於找到一種抗扭轉、帶屏蔽功能且纖細的電纜，以適應機器人內部安裝需求。此外，所需的八個 M12 連接器必須與電纜實現防水連接。倍福針對這一需求，研發處一套極具創新的解決方案：采用單股線纜單獨注塑成型工藝連接到 M12 連接器上。這種定製化線束注塑成型技術打造出特別節省空間的 IP65/IP67 級傳感器電纜，與係統緊湊的結構完美契合。Bernd Käsmann 證實道：“與倍福共同研發的解決方案旨在將八個通道集成在一根電纜中，以節約安裝空間。其它重要考量包括 EMC 屏蔽、雙絞線設計、最小化線徑、確保 IP 防護的注塑接頭、傳感器接線板，以及可實現快速布線的雙側裝配結構。”wuxuchaijiejiqirenjikebianjiejianxiu，yijitigongquanguigepeizhihechangdudedianlangongyingyetongyangzhiguanzhongyao。muqianshangwuqitagongyingshangnengwanzhengshixiansuoyouzhexiejishuyaoqiu。
03
基於 PC 的控製技術的多樣性與靈活性優勢
開放性、可擴展性及組件多樣性是倍福基於 PC 和 EtherCAT 的控製技術的核心特點。除 EPX 係列端子盒外，該機器人還采用了 EP 係列 EtherCAT 總線耦合器端子盒，例如用於采集數字量信號的 8 通道 EP2338-1002 模塊，以及用於控製噴槍閥和評估高速旋轉霧化噴槍轉速的 1 通道 EP5151-0002 編碼器接口端子盒。Bernd Käsmann 同時證實了豐富的 I/O 產品線的優勢，包括應用櫃中使用的 EL 係列 EtherCAT 端子模塊與 TwinSAFE 安全端子模塊：“b+m 公司的所有應用領域都能受益於豐富的 I/O 種zhong類lei和he通tong信xin優you勢shi，無wu論lun是shi第di三san方fang組zu件jian的de簡jian單dan集ji成cheng，還hai是shi用yong於yu直zhi接jie集ji成cheng本ben質zhi安an全quan信xin號hao的de組zu件jian，都dou無wu需xu像xiang傳chuan統tong解jie決jue方fang案an那na樣yang單dan獨du采cai用yong昂ang貴gui且qie安an裝zhuang複fu雜za的de安an全quan柵zha。”
這些重要因素解釋了為何自 1996 年以來，b+m 公司始終選擇采用倍福基於 PC 的控製技術。據 Bernd Käsmann 透露，當時的關鍵考量在於能夠運用 TwinCAT 軟件 這一功能強且靈活的控製技術：“我們公司極具靈活性，致力於開發定製化噴塗係統，而倍福豐富多元的產品組合恰好為這一需求提供了匹配的靈活性支撐。EtherCAT 因其高市場滲透率、卓越性能及對其它現場總線的開放性，同樣成為重要因素。總體而言，在使用倍福係統的應用方案中，自動化性能瓶頸已不複存在。”
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1980nian，zongbuweiyudeguoweiershi。zuoweiquanqiuzidonghuajishudequdongzhe，beifudingyilezidonghualingyudexuduobiaozhun，shiguojibiaozhundezhidingzhehetuidongzhe。gongsisuoshengchandegongye PC、I/O 和現場總線組件、驅動技術、自動化軟件、無(wu)控(kong)製(zhi)櫃(gui)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)以(yi)及(ji)工(gong)業(ye)圖(tu)像(xiang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)既(ji)可(ke)作(zuo)為(wei)獨(du)立(li)的(de)組(zu)件(jian)使(shi)用(yong)，也(ye)可(ke)將(jiang)它(ta)們(men)集(ji)成(cheng)到(dao)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)，適(shi)用(yong)於(yu)各(ge)個(ge)行(xing)業(ye)領(ling)域(yu)。經(jing)過(guo)40多年的發展和努力，倍福已在世界各地設立40家分支機構，加上全球的合作夥伴，業務遍及75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350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半導體、光伏太陽能、風力發電、鋰電池製造、電子製造、汽車製造、機器人、數控機床、包裝機械、煙草機械、塑料加工、物流輸送、流程工業以及智能建築等眾多領域。
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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