在智能制造浪潮席卷全球的今天，工業(yè)測(cè)量技術(shù)正悄然從幕后走向產(chǎn)業(yè)變革的前沿。這項(xiàng)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)"感知神經(jīng)"的核心技術(shù)，不僅支撐著精密制造設(shè)備的毫厘掌控，更在新車型試驗(yàn)臺(tái)等驗(yàn)證應(yīng)用、以及航天器測(cè)試臺(tái)等尖端科研領(lǐng)域，編織著人類探索未知的測(cè)量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
隨著測(cè)量應(yīng)用的復(fù)雜化和規(guī)模化需求，傳統(tǒng)“單機(jī)作戰(zhàn)”的專用測(cè)量設(shè)備正面臨系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，而基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的集成化測(cè)量平臺(tái)，正重構(gòu)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
——相較于 PXI / PXIe 模塊化方案，新一代系統(tǒng)在采樣速率、測(cè)量精度、可靠性、成本，以及與標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的融合性等方面，已經(jīng)展現(xiàn)了相對(duì)突出的優(yōu)勢(shì)，更以工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)打通了測(cè)量數(shù)據(jù)與控制系統(tǒng)的“任督二脈”。這場(chǎng)始于測(cè)量技術(shù)、終于智能生態(tài)的變革，正在重新定義高端制造的創(chuàng)新測(cè)量邊界。
系統(tǒng)級(jí)一站式測(cè)量平臺(tái)
倍福（Beckhoff）公司打造的自動(dòng)化和測(cè)量一站式平臺(tái)，由嵌入式控制器、I/O 測(cè)量模塊 ELM 系列、實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng) EtherCAT 和自動(dòng)化軟件平臺(tái) TwinCAT 3 等構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)集中式和分布式的測(cè)量方案，這種基于標(biāo)準(zhǔn)組件的測(cè)量技術(shù)，尤其是借助 EtherCAT 技術(shù)的發(fā)展，在 I/O 硬件模塊、數(shù)據(jù)總線，在測(cè)量精度、時(shí)間和數(shù)值精度、同步性和可靠性方面，完全突破了之前需要專用測(cè)量平臺(tái)才能達(dá)到的目標(biāo)，而且通過與標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)的深度集成能力，在測(cè)量領(lǐng)域的三大核心場(chǎng)景中發(fā)揮了重要價(jià)值。
場(chǎng)景一｜提升設(shè)備制造競(jìng)爭(zhēng)力
設(shè)備制造商對(duì)動(dòng)態(tài)過程的控制需求日益嚴(yán)苛。生產(chǎn)線中，高度動(dòng)態(tài)的加工動(dòng)作（如激光切割、高速?zèng)_壓）要求測(cè)量系統(tǒng)具備 10 ksps 以上的采樣速率，以捕捉瞬態(tài)信號(hào)，為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。倍福的 ELM 系列 EtherCAT 模塊通過 24 位分辨率與＞100 ppm 的測(cè)量精度，可檢測(cè)微米級(jí)偏差。因此，這種針對(duì)設(shè)備自動(dòng)化應(yīng)用的測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)格的故障公差，幫助設(shè)備商立即識(shí)別不良工件，大大提升產(chǎn)品質(zhì)量和降低質(zhì)量成本；同時(shí)，其低溫漂特性可確保即使在較長(zhǎng)的機(jī)器運(yùn)行期間也能夠預(yù)測(cè)故障限值，從而提高設(shè)備可靠性和生產(chǎn)一致性。
降低廢品率 預(yù)測(cè)故障限值提高設(shè)備可靠性
場(chǎng)景二｜試驗(yàn)臺(tái)的極限精度驗(yàn)證
航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高精度光學(xué)元件等產(chǎn)品的可靠性依賴于納米級(jí)驗(yàn)證。倍福的這一方案將實(shí)驗(yàn)室級(jí)測(cè)量能力引入工業(yè)場(chǎng)景：
25 ppm 的測(cè)量不確定度與 1 Msps 動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)，可滿足芯片光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)校準(zhǔn)、電池極片厚度檢測(cè)等極限需求。其千兆 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)與 TwinCAT 控制平臺(tái)的融合，支持 255 軸同步控制與 1 μs 級(jí)時(shí)間同步誤差，即使面對(duì)多自由度機(jī)器人測(cè)試臺(tái)，也能確保數(shù)據(jù)全局一致性。此外，模塊化的設(shè)計(jì)允許客戶以極低的每通道成本擴(kuò)展功能，避免傳統(tǒng)專用設(shè)備的巨額投入。
場(chǎng)景三｜全天候科研與實(shí)驗(yàn)室設(shè)施
在環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物制藥等領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的連續(xù)性與可靠性直接決定科研成果的價(jià)值。
倍福的分布式測(cè)量架構(gòu)支持長(zhǎng)期穩(wěn)定的測(cè)量，大大降低重新校準(zhǔn)的成本，并可輕松連接 LabVIEW™ 等專用控制軟件。
配合 65,535個(gè)并發(fā)數(shù)據(jù)訂閱能力，可構(gòu)建跨地域監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。無論是在簡(jiǎn)化試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)、精簡(jiǎn)工程流程、降低通信復(fù)雜度和科研實(shí)驗(yàn)成本方面，都體現(xiàn)了極大的優(yōu)勢(shì)。
通過將測(cè)量技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng)深度融合，倍福帶來的高端測(cè)量解決方案，不僅滿足了“看見”微觀偏差的測(cè)量要求，更為工廠和實(shí)驗(yàn)室?guī)砹撕?jiǎn)單、集成、成本與可靠性方面的創(chuàng)新價(jià)值，為推動(dòng)數(shù)字化時(shí)代測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步提供了強(qiáng)大助力。
關(guān)于德國(guó)倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國(guó)威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國(guó)內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國(guó)國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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