位於德國 Herzogenrath 的 Aixemtec 有限公司開發各種電子光學係統精密裝配自動化解決方案。這家高科技公司於 2016 年成立，是德國弗勞恩霍夫生產技術研究所（IPT）的衍生公司，提供基於模塊化係統的定製解決方案，包括進料、搬運、超精密裝配的顯微作和測量，以及質保。倍福基於 PC 的控製技術，包括 TwinCAT Vision 軟件，確保了高精度、高速度的工藝流程。
光學係統被廣泛用於各種核心技術部件日益微型化的產品。此外還可用於自動駕駛使用的傳感器和相機（如 LiDAR 係統和駕駛輔助相機）、shoushishibiehegaogonglvjiguangqideguangshuzhengxing。zhexieguangxuexitongdezhuangpeijingduyaoqiucongjiweimidaojibainamibudeng。zaijiashangxunhuanshijianbudaoyimiaozhong，qiemeitaishebeimeinianshengchanjibaiwangebujian，zheduizhenggezidonghuaxitongtichuletebiegaodeyaoqiu。
緊湊、靈活的自動化技術
Aixemtec 以(yi)全(quan)麵(mian)的(de)模(mo)塊(kuai)化(hua)係(xi)統(tong)平(ping)台(tai)為(wei)基(ji)礎(chu)，為(wei)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)提(ti)供(gong)裝(zhuang)配(pei)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。每(mei)台(tai)設(she)備(bei)都(dou)采(cai)用(yong)了(le)可(ke)擴(kuo)展(zhan)的(de)外(wai)殼(ke)設(she)計(ji)方(fang)案(an)，經(jing)常(chang)會(hui)使(shi)用(yong)高(gao)精(jing)度(du)和(he)高(gao)動(dong)態(tai)的(de)直(zhi)線(xian)驅(qu)動(dong)器(qi)。倍(bei)福(fu)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)組(zu)件(jian)可(ke)以(yi)優(you)化(hua)整(zheng)個(ge)平(ping)台(tai)的(de)空(kong)間(jian)利(li)用(yong)率(lv)，同(tong)時(shi)還(hai)能(neng)夠(gou)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)係(xi)統(tong)的(de)占(zhan)地(di)麵(mian)積(ji)。比(bi)如(ru)用(yong)於(yu)控(kong)製(zhi)直(zhi)線(xian)電(dian)機(ji)的(de)結(jie)構(gou)緊(jin)湊(cou)的(de)模(mo)塊(kuai)化(hua) AX8000 伺服驅動器，它明顯減少了控製櫃中被占用的空間。
高性能的 C6032 超緊湊型工業 PC 是減小係統體積的另一個關鍵因素：到目前為止，除了使用 CX5130 嵌入式控製器進行設備控製之外，還使用了一台單獨的 PC 進行圖像處理、人機界麵和順序控製，而現在，C6032 承擔了所有這些任務。倍福的緊湊型驅動技術，如驅動 AM8100 伺服電機的 EL72xx 係列 EtherCAT 伺服端子模塊，以及高密度 EtherCAT 端子模塊，也確保節省 DIN 導軌上的空間。“每個軸模塊的尺寸都很小，可以將模塊排成一列，並集成安全功能，由於采用 EtherCAT 總線係統，因此無需額外布線，比我們之前使用的解決方案相比，節省了 63% 的安裝空間。當然，我們也可以用它來控製第三方驅動器。”Aixemtec 公司設備開發主管 Sebastian Sauer 解釋道。
高性能 C6032 超緊湊型工業 PC 使用大量的 TwinCAT 軟件功能（如 TwinCAT Vision）控製所有的設備和工藝順序
廣泛的硬件和軟件接口
中央工業 PC C6032 具備強大的多核計算能力，負責控製所有設備部件。在軟件方麵，除了使用 TwinCAT PLC、TwinCAT NC PTP、TwinSAFE 和 TwinCAT HMI 之外，還使用了 TwinCAT Vision，它在連接多達 8 個工業相機方麵發揮了關鍵作用。針對處理鏈的一些準備工作在實時環境之外一個專門開發的高級語言程序中進行。在這裏，倍福基於 PC 的控製係統能夠將 TwinCAT 與用戶專用的程序無縫集成在同一台工業PC 上。TwinCAT 支持不同軟件係統之間使用 ADS 或 OPC UA 等通用的通信接口進行所需的通信。
Sebastian Sauer 解釋道：
“Aixemtec 與倍福在理念上非常契合：我wo們men希xi望wang我wo們men能neng以yi合he作zuo夥huo伴ban的de身shen份fen為wei客ke戶hu的de整zheng個ge產chan品pin鏈lian提ti供gong服fu務wu。因yin此ci，倍bei福fu已yi經jing成cheng為wei我wo們men自zi動dong化hua技ji術shu的de主zhu要yao合he作zuo夥huo伴ban，他ta們men可ke以yi一yi站zhan式shi提ti供gong運yun動dong控kong製zhi、HMI 與圖像處理等各種技術支持，雙方一直保持密切溝通，避免了因溝通不暢帶來的巨大損失。”
用於微透鏡的高動態取放工藝
例li如ru，微wei透tou鏡jing的de取qu放fang是shi一yi個ge要yao求qiu很hen高gao的de工gong藝yi過guo程cheng。在zai組zu裝zhuang隨sui機ji送song入ru的de微wei透tou鏡jing前qian，必bi須xu首shou先xian在zai刀dao架jia上shang按an照zhao特te定ding方fang向xiang排pai列lie這zhe些xie微wei透tou鏡jing，以yi便bian在zai工gong件jian庫ku中zhong快kuai速su、精確地定位易碎的部件。在很多情況下，這些部件的橫截麵隻有幾根頭發絲寬。
微透鏡在一個背光表麵上被批量送入。這個表麵通過 XYZ 運動學用相機進行掃描，生成一個正在被檢查的區域的二維全景圖。借助 EtherCAT 分布式時鍾功能，實現 TwinCAT NC 軸控製與 TwinCAT Vision 的高精度時間同步，使得圖像捕獲可以與軸位置精確對齊。以前使用的是耗時的 PTP 運動過程，而 TwinCAT Vision 可以將該過程的設置時間至少減少 8 倍，無需因為每次的圖像捕捉動作而停止運動。在“飛越”過(guo)程(cheng)中(zhong)創(chuang)建(jian)的(de)每(mei)個(ge)圖(tu)像(xiang)都(dou)被(bei)實(shi)時(shi)插(cha)入(ru)到(dao)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)像(xiang)素(su)級(ji)精(jing)度(du)的(de)整(zheng)體(ti)圖(tu)像(xiang)中(zhong)。利(li)用(yong)這(zhe)個(ge)整(zheng)體(ti)圖(tu)像(xiang)，通(tong)過(guo)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)來(lai)識(shi)別(bie)微(wei)透(tou)鏡(jing)，並(bing)測(ce)量(liang)它(ta)們(men)當(dang)前(qian)的(de)姿(zi)態(tai)。這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)製(zhi)定(ding)一(yi)個(ge)高(gao)效(xiao)的(de)工(gong)作(zuo)計(ji)劃(hua)，即(ji) pick-and-place system 取放係統應如何拾取每個鏡頭，確定它們在所有空間維度上的姿態並將它們放好。由 AX8000 控製的直線軸能夠實現高動態和高精度運動。
在zai接jie下xia來lai的de步bu驟zhou中zhong，已yi經jing準zhun備bei好hao組zu裝zhuang的de微wei透tou鏡jing與yu光guang源yuan粘zhan接jie在zai一yi起qi。為wei此ci，粘zhan合he劑ji分fen配pei器qi將jiang固gu定ding量liang的de粘zhan合he劑ji塗tu在zai微wei透tou鏡jing上shang。精jing確que計ji量liang是shi正zheng確que裝zhuang配pei的de關guan鍵jian，因yin此ci，在zai分fen配pei過guo程cheng中zhong，必bi須xu通tong過guo相xiang機ji係xi統tong對dui液ye滴di流liu量liang持chi續xu進jin行xing監jian測ce和he調tiao整zheng。未wei來lai，這zhe項xiang任ren務wu也ye將jiang使shi用yong TwinCAT Vision 實現，通過 EL2596 LED 閃光燈控製端子模塊和分布式時鍾功能可以完美同步液滴觸發、圖像捕捉和曝光等過程。在粘合劑變硬之前，待裝配的係統的光學功能借助閉環控製的 6D 機械手進行優化。
模塊化的 AX8000 伺服驅動器節省了大量控製櫃空間
結論
Sebastian Sauer 總結道：“包括 TwinCAT Vision 在內的軟硬件一體化解決方案對我們來說是一個十分理想的解決方案。分布式時鍾功能和 XFC 技術讓我們能夠保留我們的模塊化設計。TwinCAT Vision 能(neng)夠(gou)完(wan)全(quan)在(zai)實(shi)時(shi)環(huan)境(jing)中(zhong)進(jin)行(xing)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)。這(zhe)對(dui)我(wo)們(men)以(yi)及(ji)我(wo)們(men)的(de)客(ke)戶(hu)來(lai)說(shuo)是(shi)一(yi)個(ge)獨(du)特(te)的(de)優(you)勢(shi)，在(zai)實(shi)時(shi)環(huan)境(jing)之(zhi)外(wai)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)，我(wo)們(men)已(yi)經(jing)幾(ji)乎(hu)完(wan)全(quan)依(yi)賴(lai) OpenCV。事實上，倍福也將此作為其產品的基礎，即我們可以在現有專業知識的基礎上繼續開發。”
倍(bei)福(fu)全(quan)麵(mian)的(de)產(chan)品(pin)係(xi)列(lie)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)在(zai)開(kai)發(fa)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)實(shi)現(xian)統(tong)一(yi)的(de)工(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)，同(tong)時(shi)實(shi)現(xian)高(gao)性(xing)能(neng)而(er)又(you)緊(jin)湊(cou)的(de)設(she)備(bei)設(she)計(ji)。多(duo)樣(yang)化(hua)的(de)軟(ruan)件(jian)和(he)硬(ying)件(jian)接(jie)口(kou)能(neng)夠(gou)以(yi)一(yi)致(zhi)的(de)方(fang)式(shi)解(jie)決(jue)所(suo)有(you)難(nan)題(ti)。Aixemtec 公司的開放式係統解決方案的靈活性非常高，因此可以映射出任何客戶專用的工藝過程。“工業圖像處理一直以來都是最先進的，也是我們設備架構的基石之一。現在，通過 TwinCAT Vision 可以用循環同步的方式將圖像處理功能集成到過程控製中。”Aixemtec 公司總經理 Sebastian Haag 在解釋該開發項目的優勢時說道。
從左至右：Aixemtec 公司總經理 Sebastian Haag、倍福亞琛辦事處應用和高校管理部的 Christian Kukla，以及 Aixemtec 公司設備開發主管 Sebastian Sauer 在部件裝配係統前
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 nian，zongbuweiyudeguoweiershi。zuoweiquanqiuzidonghuajishudequdongzhe，beifudingyilezidonghualingyudexuduobiaozhun，shiguojibiaozhundezhidingzhehetuidongzhe。gongsisuoshengchandegongye 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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