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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