Cincinnati Incorporated（CI）作為金屬加工設備領(lǐng)域的先驅?zhuān)褚延?125 年歷史，數十年來(lái)一直為全球市場(chǎng)提供經(jīng)久耐用的加工設備。公司之所以能夠持續取得這樣的成就，核心根源在于其從硬件到軟件的全方位自主研發(fā)實(shí)力。然而，深入研發(fā)專(zhuān)有控制技術(shù)不僅面臨著(zhù)巨大的成本壓力，而且在技術(shù)支持方面也是挑戰重重。CI 公司的工程師指出，自轉向使用基于 PC 的控制技術(shù)后，開(kāi)發(fā)工作遇到的唯一瓶頸來(lái)自于物理層面上的限制。

總部位于俄亥俄州哈里森的 Cincinnati Inc. 一直走在金屬加工技術(shù)的前沿。憑借其可靠且高性能的折彎、剪切、激光切割等設備，該公司已然成為美國設備制造領(lǐng)域中的標志性品牌。據新業(yè)務(wù)機械銷(xiāo)售業(yè)務(wù)部負責人 Matt Garbarino 介紹，在 Cincinnati Inc.，“掌控一切（Own It）”理念指引著(zhù)從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售到長(cháng)期服務(wù)和技術(shù)支持的每一個(gè)環(huán)節?！拔覀儙资昵吧a(chǎn)的設備至今仍在使用，并且在很多情況下，這些設備仍然能夠獲得我們的技術(shù)支持?！盙arbarino 自豪地說(shuō)道，“我們仍在為 20 世紀 40 年代的設備生產(chǎn)備件，確保它們繼續運行無(wú)虞。當然，為新舊設備提供支持本身也是一項具有挑戰性的任務(wù)?！?/p>

日益增長(cháng)的創(chuàng )新壓力

擁有 CLX 光纖激光系統后，CI 面臨的挑戰遠不止于單純設計下一代激光切割機那么簡(jiǎn)單。最重要的一點(diǎn)是，CI 客戶(hù)群中有約三分之一為 OEM，而另外三分之二則為加工車(chē)間，對于他們來(lái)說(shuō)，CLX 必須快速、直觀(guān)且可靠。對于激光切割系統而言，任何停機都是不可容忍的，因為它會(huì )引發(fā)多米諾骨牌式的連鎖反應，瞬間波及整個(gè)生產(chǎn)設施?！耙坏┘す馄魍C，我們就不得不安排壓力制動(dòng)器的操作員先行離開(kāi)，而數小時(shí)后，焊接工人也不得不面臨停工回家的局面?！盋incinnati Inc 產(chǎn)品經(jīng)理 Troy Wilson 說(shuō)道。

“早在上世紀 80 至 90 年代，我們就已成為美國首批激光切割機制造商之一，并在激烈的市場(chǎng)競爭中脫穎而出，占據市場(chǎng)領(lǐng)先地位。但在那個(gè)時(shí)代，無(wú)論是增加新功能、刪除現有功能，還是對工作模式進(jìn)行革新，通常都需要耗時(shí)近三年之久。而現在只需要 6 到 18 個(gè)月?！盬ilson 說(shuō)道。

如今，隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展，設備的復雜性正以前所未有的速度增長(cháng)。在金屬加工領(lǐng)域，這一趨勢尤為明顯，工序之間需要頻繁地增添先進(jìn)的搬運系統，以高效送入材料并精準移除已完成的工件。然而，CI 公司之前的供應商提供的傳統運動(dòng)控制系統存在明顯的局限性，不僅缺乏可擴展性，而且所采用的編程語(yǔ)言未能遵循 IEC 61131-3 標準。這不僅拖慢了開(kāi)發(fā)速度，而且還限制了招聘新工程師時(shí)的選擇范圍，縮小了潛在的人才庫。

此外，CI 的客戶(hù)常常提出定制化改裝設備的需求，旨在升級至功率更大的激光器或增加其它功能。不同于競爭對手直接推薦客戶(hù)購買(mǎi)全新設備，CI 在滿(mǎn)足客戶(hù)提出的改裝需求時(shí)，往往需要投入更多的人力與物力資源。因此，未來(lái)的平臺必須能夠高度靈活地連接和斷開(kāi)各種設備，同時(shí)能在軟件層面實(shí)現參數的快速調整與修改。

CLX 激光切割機可以實(shí)現可靠、高精度和高吞吐量的數控金屬加工，這對于合同制造商而言，是確保生產(chǎn)線(xiàn)持續以最大產(chǎn)能高效運行的關(guān)鍵所在。

永不止步的領(lǐng)先技術(shù)

CLX 光纖激光系統利用 C6030 超緊湊型工業(yè) PC 控制整臺 CNC 數控機床。這種可擴展的機床控制器具有強大的處理能力和靈活的接口選項。最為關(guān)鍵的是，它消除了以前存在的技術(shù)過(guò)時(shí)問(wèn)題。倍福精心設計的基于 PC 的控制器和軟件支持向后兼容，并能靈活適應未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢。

“我們選擇倍福的一個(gè)主要考量是，他們對于技術(shù)前瞻性的承諾，確保我們不必再擔心控制器被淘汰的隱憂(yōu)。倍福會(huì )主動(dòng)為客戶(hù)解決這一后顧之憂(yōu)?！盡att Garbarino 強調道，“對于倍福而言，工業(yè) PC 升級迭代只是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中自然而然的一環(huán)。當我們自行設計并生產(chǎn) CPU 時(shí)，一旦芯片及其它關(guān)鍵組件面臨技術(shù)淘汰或過(guò)期，整個(gè)系統可能會(huì )因此陷入停滯不前的困境。擁有這樣一家供應商，全權負責解決我們面臨的所有難題，徹底改變了游戲規則?！?/p>

倍福精心定制的雙屏 CP3924 控制面板以其直觀(guān)且充滿(mǎn)現代感的操作界面，為用戶(hù)帶來(lái)了前所未有的操作體驗。

現代編程標準的選擇

作為一個(gè)通用的開(kāi)發(fā)和 Runtime 平臺，TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件還確保了面向未來(lái)的可擴展性。得益于 TwinCAT 與 Microsoft Visual Studio? 的集成，工程師們能夠使用最適合其應用需求的編程語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，包括面向對象的 IEC61131-3 標準語(yǔ)言和高級語(yǔ)言、自定義和預定義的功能塊，以及計算機科學(xué)語(yǔ)言。相較于之前供應商所采用的專(zhuān)用腳本語(yǔ)言相比，這無(wú)疑是一次極大的進(jìn)步。

TwinCAT Scope 軟件示波器也為調試工作的順利進(jìn)行提供了助力。另一個(gè)優(yōu)勢是 TwinCAT 的開(kāi)發(fā)環(huán)境是免費的，僅在使用 Runtime 時(shí)才需要授權?！霸?TwinCAT 中創(chuàng )建原型系統無(wú)需支付任何費用，而且編碼也很靈活，因此我可以經(jīng)常將軟件模塊從一個(gè)程序復制并粘貼至另一個(gè)程序?！盋incinnati 公司的電氣工程經(jīng)理 Zackary Bischoff 說(shuō)道。

借助 CLX 的用戶(hù)界面設計，對設備運行期間的控制訪(fǎng)問(wèn)變得更加直觀(guān)。操作人員和維護人員在排除故障或調整設備時(shí)，不必再花費大量時(shí)間翻閱過(guò)時(shí)的梯形邏輯。定制的 24 英寸安裝臂安裝式 CP3924 雙屏控制面板完美融合了優(yōu)雅設計與超大尺寸的視覺(jué)界面，其界面上精心印刻了 Cincinnati Inc. 的品牌標志。

EtherCAT 助力實(shí)現柔性自動(dòng)化

倍福的 EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)系統和伺服驅動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步提升了系統整體性能與可擴展性。EtherCAT 不僅能夠實(shí)現高速實(shí)時(shí)通信，還允許用戶(hù)自由選擇網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，一個(gè)網(wǎng)絡(luò )就可以容納多達 65,535 個(gè)節點(diǎn)。作為一項領(lǐng)先的開(kāi)放式協(xié)議，EtherCAtT 極大地簡(jiǎn)化了與其它工業(yè)通信協(xié)議的連接。CI 還運用 TwinSAFE 在相同的非安全設備 I/O 網(wǎng)段中添加安全功能。

“我們廣泛采用倍福生產(chǎn)的各種 EtherCAT I/O 模塊?！盳ackery Bischoff 強調道，“熱連接能力，即在持續運行狀態(tài)下連接或斷開(kāi) EtherCAT 設備，非常強大，尤其是在我們的自動(dòng)噴嘴更換器（ANC）上。在將機器人乃至沖床等重型設備集成至整條生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)，EtherCAT 所提供的這種高度靈活性變得尤為關(guān)鍵?！?/p>

AX8000 多軸伺服系統以其緊湊而節省空間的設計，為工業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)了強大的運動(dòng)控制解決方案。雙通道驅動(dòng)器具備同時(shí)為兩個(gè) AM8000 系列伺服電機獨立供電的能力，而創(chuàng )新的 單電纜技術(shù)（OCT）更是極大地簡(jiǎn)化了接線(xiàn)工作，僅需一根電纜即可為電機提供動(dòng)力和反饋信號。此外，倍福的伺服解決方案還以其卓越的高動(dòng)態(tài)性能與高精度控制而著(zhù)稱(chēng)。

“我們過(guò)去的設備曾受到控制硬件性能瓶頸和網(wǎng)絡(luò )局限性的雙重制約。然而，這一限制已成為過(guò)去式?！盩roy Wilson 表示道，“當前的限制因素僅是物理極限?！?/p>

通過(guò)部署在分布式開(kāi)關(guān)盒內的多個(gè) EtherCAT 端子模塊全面監測 CLX 光纖激光系統

掌控一切（Own It）— 惠及未來(lái)

CLX 光纖激光系統已經(jīng)取得了令人矚目的輝煌成就，然而，CI 公司的工程團隊并沒(méi)有因此自滿(mǎn)。第二代機器將于 2024 年底問(wèn)世。

Cincinnati Inc. 公司利用基于 PC 的控制技術(shù)將設備數據傳輸至云端的固有能力直接融入其工業(yè) 4.0 戰略規劃中。CI 公司工程部副總監 Paul Frederick 表示，該公司的軟件解決方案，尤其是基于云計算的設備監測解決方案，能夠直接從所連接的 CLX 系統獲取關(guān)鍵性能參數和診斷信息。工程師可以輕松遠程登錄，通過(guò)切割單元內的三個(gè)機器視覺(jué)相機實(shí)時(shí)查看作業(yè)現場(chǎng)的每一個(gè)細微變化，或使用 TwinCAT Scope 進(jìn)行進(jìn)一步的數據分析。

“在設計過(guò)程和性能評估階段，我們發(fā)現管理倍?？刂葡到y提供的數據訪(fǎng)問(wèn)變得前所未有的簡(jiǎn)便，因此我們能夠更有效地優(yōu)化系統性能?！盕rederick 說(shuō)道，“我們能夠實(shí)時(shí)繪制機床的任意關(guān)鍵參數的圖表?！?/p>

工程團隊致力于通過(guò)全面采用倍福標準化方案，簡(jiǎn)化編程流程并提升技術(shù)支持效率。隨著(zhù)制造設備逐步向協(xié)同作業(yè)模式轉型，摒棄以往自動(dòng)化孤島的運作方式，CI 公司工程總監 Les Rogers 認為模塊化設計是實(shí)現這一轉變的關(guān)鍵要素?！叭缃?，我們已成功構建了一個(gè)高度模塊化的平臺，這一平臺能夠靈活部署于我們業(yè)務(wù)的各個(gè)層面，徹底擺脫了以往依賴(lài)內部垂直制造戰略所設計的專(zhuān)用板卡的局限性?！彼院赖卣f(shuō)道，“模塊化設計還為現有設備提供了便捷高效的升級路徑。我們已奠定了一個(gè)堅實(shí)的基礎，可以在未來(lái)為所有客戶(hù)提供更加全面、高效的支持與服務(wù)?！?/p>

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