奧地利醫療科技公司 medPhoton 早在 2014 年就首次展示了其用于放射治療的成像解決方案。Imaging Ring 現在也有移動版可提供，能夠在外科病房中檢查身體的各個器官（術前、術后甚至術中）。倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制與驅動技術用于實現所需的觀測視角和 X 射線與病患毫米級的精準定位。medPhoton 公司由 Heinz Deutschmann 于 2012 年成立，是帕拉塞爾蘇斯私立醫科大學和薩爾茨堡州立醫院（SALK）名下的附屬公司。這位杰出的物理學家與最初由醫療技術人員和軟件開發人員組成的小型團隊一起，致力于打造“診斷成像領域的瑞士軍刀”，并在他成為個體經營戶后將其推向市場。當我們快進到今天，現在每年會生產出約 35 款類似的通用型設備。“我們的 Imaging Ring 系統是一款高分辨率的計算機斷層掃描儀，不僅能提供二維或三維圖像，而且還能用脈沖 X 射線進行透視。這類功能是捕捉和數字化術中解剖學變化等任務的理想選擇。”medPhoton 公司業務執行董事 Michael Hubauer-Brenner 在介紹一款可以整合到各種治療過程中的解決方案時解釋道。
我們公司的主要業務來源于放射治療領域，我們的設備通常安裝在天花板或治療臺上。這些環境中有足夠的空間可以安裝兩到三個控制柜，但在借助影像導航計算機輔助手術系統完成的外科手術中，情況就完全不同了。考慮到這一點，我們決定在最新一代 Imaging Ring CT 裝置的托臂、腿部和支架中整合整個自動化系統。倍福提供的控制組件結構非常緊湊，并且采用分布式系統結構，可以實現分布式智能控制和驅動，為實現這一設計提供了便利。”
—— medPhoton 公司財務執行總監Andreas Schippani
01運動和成像的靈活性大大提升
medPhoton 公司與全球數字醫療技術先驅 Brainlab 緊密合作，開發出了一款 Imaging Ring m/Loop-X 移動成像機器人。它的尺寸僅為 182 x 87 x 189 厘米，運動范圍非常大。“它有兩條腿，每條腿都有兩個輪子，能夠以不同的方向單獨旋轉，即它能夠向前、向后移動或者扭轉，并能夠以自己為中心或以手術室內的任何一個點為中心進行旋轉，甚至能夠在電池模式下從一個手術室切換到另一個手術室，所有這一切都由機器人自主完成。操作人員只需在控制面板上輸入相應的導航命令即可。”medPhoton 公司自動化開發部主管 Armin Schlattau 解釋道。總共 26 根軸之間的互動由一臺配備搭載 Intel® Atom™ 四核處理器的 C6015 超緊湊工業 PC 進行協調控制。據 medPhoton 公司介紹，探測器的尺寸僅為 82 x 82 x 40 毫米，因此它需要的安裝空間非常小，與成像機器人的設計方案完美契合。工業 PC 一方面可以負責協調所有的運動控制任務，另一方面可以用作 TCP/IP 服務器，通過 TwinCAT ADS Communication 功能庫與上一級的數據處理計算機建立連接。
02軌跡控制的 3D X 射線成像
通過 TwinCAT NC Camming 功能，medPhoton 可以在患者身上生成直線、十字或矩形激光投影，為所有可用的成像過程提供光學定位輔助。該功能在主軸和從軸之間建立非線性關系。“我們需要準確地知道每個圖像的拍攝時間以及拍攝角度，以便通過數百個 2D 投影中計算 3D 容積成像。任何錯誤都會帶來致命的后果；畢竟，這是關系到患者生命安危的醫療干預。”Michael Hubauer-Brenner 強調了高精度、帶時間戳的信號的重要性。“我們不僅能夠獲得精確的位置信息，而且還能夠以納秒級精度測量每個方向的 X 射線的長度。”Armin Schlattau 在描述使用帶 XFC 時間戳功能的 EL1252 數字量輸入端子模塊等設備的過程時說道。
03一站式提供多樣化的產品
成像機器人中安裝了 10 多種倍福的端子模塊，包括 EL1904 或 El6910 等 TwinSAFE 端子模塊，以及 EL7037 步進電機端子模塊和采用單電纜技術（OCT）的 EL7221-9014 伺服電機端子模塊。“早在 2017 年 5 月于林茨舉行的智能工業自動化展上，我們就開始為移動版的 Imaging Ring 系統尋找控制技術供應商，我們看到倍福產品種類非常豐富，結構也非常緊湊，我們留下了深刻印象。”Armin Schlattau 回憶道。自動化開發工程師認為，選擇這家總部位于德國威爾的自動化公司的主要原因包括：他們可以提供帶增量編碼器的步進電機端子模塊，它在僅 12 毫米寬的 EtherCAT 端子模塊內集成了一個成熟的伺服驅動器，而且 AM8121 伺服電機將電源和數字反饋系統整合一根電機連接電纜中。
倍福 ELM72xx 系列采用金屬外殼的新型伺服電機端子模塊可以進一步減少驅動系統體積。更重要的是，ELM72xx-9018 型號能夠映射出一個 Safe Motion 綜合功能包，包括安全限速和安全限位選項。”
—— 倍福維也納銷售辦事處負責人Balázs Bezeczky
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 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、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系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，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于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于風力發電、半導體、光伏太陽能、電子制造、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 實時工業以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。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。倍福基于 PC 的控制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 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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