基于 PC 控制技术的增材制造解决方案
作为开放式控制平台，基于 PC 的控制技术支持多种工程方法，包括使用 Cordis SUITE 等框架进行低代码编程。设备制造商 Additive Industries 运用该技术为其 MetalFAB 3D 打印机的 TwinCAT Runtime 编写代码。在自动化技术方面，该公司完全采用倍福的控制组件、I/O 模块以及驱动技术。
低代码编程是一种在图形化环境中基于模型进行软件开发的方法，在 IT 领域是一种非常成熟的编程方式。Cordis 在其 OT 系统的 Cordis SUITE 平台中应用了这种方法，通过状态机和活动图自动生成 TwinCAT Runtime 代码。
基于 PC 的控制技术 — 自始便具开放性
“低代码编程在 OT 领域的应用远晚于 IT 领域，因为传统制造商长期以来对其硬件进行了封闭式保护。”Cordis 首席运营官 Jan Peter Meeuwse 解释道。而倍福基于 PC 的控制技术自诞生之初便具备开放性、灵活性和可扩展性 — 至今依然如此。“尽管使用 Cordis SUITE 开发的模型也可移植到其它平台上，但我们的客户仍选择倍福，因为基于 PC 的控制技术具有独特优势。”Additive Industries 公司产品生命周期架构师 Stefan van Amerongen 强调道。
总部位于埃因霍温的 Additive Industries 公司使用 Cordis SUITE 为其 MetalFAB 工业级金属 3D 打印机开发软件。该公司采用倍福的高性能硬件与软件作为其自动化平台，选用 CX5230 嵌入式控制器作为控制平台，用 AX5000 伺服驱动器控制 AM8000 伺服电机，并大量使用了 EtherCAT 端子模块和 TwinSAFE 端子模块。“我们选择倍福作为系统供应商，是因为其组件可靠且灵活。倍福全面的产品组合覆盖范围广泛，完美契合我们设备方案的模块化架构。”Additive Industries 公司产品生命周期架构师 Stefan van Amerongen 表示。
紧凑且精密的驱动技术
据 Additive Industries 公司介绍，MetalFAB 系列是该领域最先进的金属 3D 打印机，凭借高度自动化实现了同类产品中的最高生产效率。“倍福的驱动技术和运动控制解决方案在此发挥了不可或缺的作用，其卓越的可靠性和耐久性确保了打印机的高生产效率。”Stefan van Amerongen 表示。为实现 3D 打印的卓越表面质量标准，打印过程中需要精准且动态的驱动技术来移动基板。AM8000 伺服电机还负责金属粉末的分配，这一过程对于形成精确轮廓至关重要。此外，伺服电机还应用于机器人自动搬运基板的环节。平均每台 3D 打印机配备 14 台伺服电机。
这款 3D 打印机的代码库有约 100 万行代码，其中超过一半由 Cordis SUITE 自动生成。这部分 PLC 代码仅需两到三人维护，而其余的 PC 代码[ZT1] 则需要一个十人团队来负责。“这充分体现了建模的强大优势 — 不仅减少了所需人力，还提升了代码质量与适应性。”Stefan van Amerongen 强调道。控制程序的质量和适应性也同步提升，这是因为设备的行为与架构均通过模型描述，工程师能够快速定位需要调整的程序模块。工艺专家无需具备深厚的编程知识，便可对设备功能进行建模和配置。“他们只需学会解读状态模型即可。”Stefan van Amerongen 解释道。工艺专家还可通过仪表盘自定义软件的全部功能和参数。
集成于 TwinCAT 中的低代码开发
Cordis SUITE 的一键部署方案支持软件的简易发布，并能将应用程序无缝集成至 TwinCAT 系统。TwinCAT Runtime 集成了PLC、HMI、运动控制以及图像处理功能。“这省去了对额外系统的需求。”倍福荷兰分公司销售工程师 Stijn de Bruin 解释道。此外，Additive Industries 还受益于开放式 PC 的技术优势，可以选用 Windows 或 Linux® 等操作系统，并通过熟悉的接口与设备及信息系统进行交互。
Jan Peter Meeuwse 解释道：“我们的低代码开发层额外配置了一个通用服务器应用程序，它充当了 IT 与 OT 系统之间的桥梁，例如，它能够高效实现 TwinCAT 应用程序与终端用户 IT 系统的整合，并大幅简化全面数据记录工作流程。”
对于 Additive Industries 公司而言，将数据轻松集成到 IT 系统中至关重要，因为大多数客户都希望对 3D 打印机进行监控。“以航空航天和汽车行业为例，他们需要这些数据对产品进行认证和追溯。”Stijn de Bruin 表示。传统工具可以从工艺流程中提取传感器数据并生成图表，而在此情况下，Cordis SUITE 更进一步，它还能显示所有组件的历史状态，或创建全面的日志来展示软件的 Runtime 行为。“这让我们能够更深入地了解软件内部运行机制，将系统转化一个能提供大量额外设备数据的智能传感器。”Jan Peter Meeuwse 补充道。
紧密协作，加速下一代产品落地
Additive Industries 公司目前正致力于研发新一代 MetalFAB 设备。由于这一代产品需要对控制程序进行全面扩展，在此过程中，公司得以复用大量现有模型，同时基于 TwinCAT Runtime 程序代码进行开发。Stefan van Amerongen 评价道：“我们尤为赞赏的是 EtherCAT 诊断功能与集成式安全通信技术，以及倍福荷兰分公司员工提供的快速、专业的技术支持。”
