基于 PC 的控制技術 助力追蹤標簽規(guī)模化生產

文:倍福中國自動化有限公司2026年第1期

摘要:據(jù)統(tǒng)計,全球貨運行業(yè),每天約有170萬個包裹丟失或被盜。傳統(tǒng)追蹤方式依賴條形碼或二維碼,僅能在特定節(jié)點進行掃描,但在運輸途中的各站點間幾乎無法實現(xiàn)有效追蹤。英國初創(chuàng)公司Reelables憑借其藍牙與5G智能標簽,實現(xiàn)了從倉庫到客戶家門口的全程實時包裹追蹤。面對持續(xù)攀升且日益旺盛的市場需求,Reelables迫切需要提升生產速度,這正是倍?;赑C和EtherCAT的控制技術的用武之地。


Reelables公司創(chuàng)始人Brian Krejcarek的創(chuàng)業(yè)靈感源于一個特別的時刻:他在爬山時突然發(fā)現(xiàn)自己忘了帶潤唇膏。這一想法逐漸演變成了一個更宏大的愿景:要是能有一種方法可以主動追蹤物品,讓你在出門前就知道自己遺漏了什么,那該多好?Reelables最初設想的企業(yè)對消費者(B2C)模式最終轉向了企業(yè)對企業(yè)(B2B)模式,因為他們認識到,在貨運代理、物流和倉儲等領域蘊藏著更大的商機。

該公司的目標是打造一款成本極低且可規(guī)?;a的追蹤標簽,這種標簽可以附著在幾乎任何物品上,最終用持續(xù)廣播位置信息的主動追蹤器取代傳統(tǒng)的條形碼或二維碼。目前Reelables生產兩種類型的智能標簽:

· 藍牙追蹤標簽:適用于各行業(yè)的資產追蹤,尤其適用于延誤成本高昂的高價值物流場景;

· 熱敏標簽:精度可達±0.5°C,應用于海鮮運輸?shù)壤滏湋脠鼍啊?/p>

據(jù)Reelables公司介紹,物流企業(yè)與終端客戶都能從實時追蹤技術中獲益。這些標簽形狀和尺寸與信用卡相仿,做成卷筒形式,可直接集成到自動化貼標流程中,從而完全取代傳統(tǒng)的紙質或塑料標簽。


1 與自動化專家的合作

Oliver Boswall-Perks于2019年加入Reelables公司,擔任機電一體化工程師,負責提升公司的生產能力: “Reelables是唯一一家生產印刷電池標簽的企業(yè)。這帶來了諸多優(yōu)勢:首先,我們的智能標簽被歸類為包裝材料,因此無需海關申報;其次,這些標簽可通過標準廢棄物處理流程進行處理,符合我們客戶的可持續(xù)發(fā)展目標?!?/p>


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                                    Reelables 公司的追蹤標簽成卷供應,可直接集成到自動化貼標流程中


Oliver Boswall-Perks曾在之前的工作中與倍福有過合作,因此他聯(lián)系了倍福英國分公司的業(yè)務拓展經(jīng)理 Bradley McEwan?!癛eelables公司帶著一個極具說服力的驗證成果找到我們——一款在業(yè)內逐漸風靡的智能藍牙標簽——但他們早期的生產設備并不具備規(guī)?;a的能力?!盡cEwan解釋道,“他們需要將使用非工業(yè)硬件的手動生產流程轉變?yōu)槿詣拥母咚佼a線?!?/p>


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                                           雙通道 AX5206 伺服驅動器確保實現(xiàn)高精度、高動態(tài)的運動控制


在與倍福合作之前,Reelables團隊在十小時的班次內僅能生產數(shù)千枚標簽。隨著需求不斷增長,團隊對生產系統(tǒng)進行逐步升級,層層優(yōu)化,始終致力于提高生產速度、產量以及產品質量?!斑@就像是一個先有雞還是先有蛋的經(jīng)典難題?!盉radley McEwan補充道,

“你得有產品推向市場,但在有市場需求之前,又無法在生產基礎設施上投入大量資金。隨著公司標簽開始熱銷,他們迫切需要一套能夠契合公司業(yè)務發(fā)展節(jié)奏的全自動化系統(tǒng)?!?/p>

雙方的合作始于在Reelables位于倫敦的場地舉行的一次面對面會議。倍福實地考察了該公司的現(xiàn)有生產配置,并與Oliver Boswall-Perks及其團隊深入交流,了解他們期望達成的目標。基于此,倍福利用一系列離散制造模塊構建了一個新系統(tǒng),并將自身的TwinCAT自動化軟件集成其中。


2 技術實施
新的生產系統(tǒng)基于倍福自動化平臺構建,該平臺與TwinCAT和EtherCAT實現(xiàn)了全面集成。 除TwinCAT軟件外,該系統(tǒng)還配備了工業(yè) PC、驅動技術、EtherCAT 端子模塊、實時視覺系統(tǒng)以及用作HMI的多點觸控控制面板。Reelables

公司還因率先采用TwinCAT Vision與Motion集成技術而獲益匪淺。其系統(tǒng)運行于倍福的SPT應用框架之上——這是該框架在英國的首次應用。該架構支持未來設備的輕松擴展與集成,具有極高的可擴展性。該框架為設備序列控制提供了一種結構化、模塊化的方法,且完全符合PackML標準。“真正關鍵的是倍福不僅僅提供硬件,”O(jiān)liver Boswall-Perks 補充道,“其專家團隊還協(xié)助我們打造了機器視覺、運動與邏輯控制協(xié)同工作的完整系統(tǒng)。這種程度的支持非常難得,尤其是對于我們這種規(guī)模的公司而言?!?/p>

Reelables公司還引入了倍福的專業(yè)開發(fā)服務。倍福產品工程師Chris Knight牽頭開展編程工作,與Reelables團隊駐場協(xié)作數(shù)月,共同開發(fā)設備代碼、邏輯控制以及序列控制?!拔覀儓F隊規(guī)模很小,只有十個人,Chris Knight的專業(yè)見解對我們而言無比珍貴?!監(jiān)liver Boswall-Perks補充道, “他帶來了豐富的專業(yè)知識,推動我們加快了項目進度,還幫助團隊迅速熟悉了這套系統(tǒng)。他在指導我們開展工作,以及為我們對接倍福更廣泛的運動與視覺專家網(wǎng)絡方面發(fā)揮了關鍵作用,極大地加快了整個進程?!?/p>


3 通過光學質量控制實現(xiàn)性能提升
TwinCAT Vision系統(tǒng)在質量控制環(huán)節(jié)發(fā)揮著至關重要的作用。當每個標簽在生產線上移動時,該系統(tǒng)會捕捉其高分辨率圖像,精確計算標簽的旋轉角度和位置偏差,檢測是否存在缺陷,并確保實現(xiàn)微米級的點膠精度。尤為關鍵的是,該系統(tǒng)還能識別并跳過后續(xù)工序中可能不合格的標簽。


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                                     搭載 TwinCAT 軟件的 C6930 控制柜式工業(yè) PC構成生產系統(tǒng)的高性能控制核心。


如今,該系統(tǒng)能夠同時捕捉多個標簽的圖像,實現(xiàn)更快的處理速度和更高的產品一致性。這使得Reelables公司能夠在高速生產的同時保證產品質量,目前每個班次可生產數(shù)萬枚標簽,與之前的系統(tǒng)相比,產量提升了 150%。 “改用 TwinCAT 意味著我們能夠將實時視覺檢測集成到生產流程中,而以往這部分工作只能依賴人工完成?!監(jiān)liver Boswall-Perks表示,“現(xiàn)在,不僅生產速度更快了,而且產品質量絲毫沒有下降,實際上,產品一致性還更高了?!?/p>


4 展望未來
Reelables公司正在為每一枚標簽構建完整的數(shù)字記錄,在生產線的多個檢測點采集數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將被輸入到一個AI驅動的分析系統(tǒng)中,該系統(tǒng)旨在根據(jù)點膠質量、芯片貼裝精度、基材狀態(tài)、環(huán)境因素等參數(shù)預測故障風險。系統(tǒng)能夠實時采取糾正措施,例如跳過芯片貼裝或點膠步驟,以節(jié)約資源并提高良率與生產效率。


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                              項目專家:倍福產品工程師 Chris Knight 與機電一體化工程師 Oliver Boswall-Perks(從左至右)


下一代視覺系統(tǒng)也正在研發(fā)中,該系統(tǒng)將在關鍵檢測站點部署多臺相機,所有相機都由一臺倍福工業(yè)PC 統(tǒng)一管理。這一基礎設施為機器學習模型提供了有力支撐,這些模型在不久的將來將具備對故障進行精準分類的能力,能夠明確判斷故障是源自生產環(huán)節(jié),還是發(fā)生在實際使用場景中,從而在生產過程與實際應用表現(xiàn)之間形成閉環(huán)。

為滿足標簽日益增長的市場需求,Reelables公司正在擴大生產規(guī)模,新增兩條緊湊型產線和一套高產能的Stratus R22M系統(tǒng),該系統(tǒng)的設計產能為每小時生產數(shù)萬枚標簽。 Stratus R22M的四臺核心設備中,已有三臺完成建造或全面設計,這使得Reelables公司能夠大幅提升產能并縮短交付周期。“與倍福的合作,于我們而言,具有深遠的變革意義,徹底改變了我們的發(fā)展軌跡。”O(jiān)liver Boswall-Perks總結道,“如今,我們已為下一階段的發(fā)展以及更長遠的目標,做好了全方位準備。”






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