基于PC的工业机器人控制解决方案

倍福的基于 PC 和 EtherCAT 的控制解决方案，非常适合用于进料、装配、测试和搬运等领域的各类自动化应用场景。其软硬件一体化平台由工业 PC、高速 EtherCAT 现场总线系统（带分布式 I/O）、驱动产品系列以及 TwinCAT 软件平台组成。软件平台能够实现开发、顺序控制、仿真和诊断功能。 在多核处理器的支持下，TwinCAT 软件可在中央 IPC 硬件平台上同时运行 PLC、HMI、运动控制、安全技术、机器人技术和测量等多种任务。此外，倍福的开放式硬件与软件接口兼容所有常见的现场总线系统和软件协议，并具备 IoT 连接能力，从而确保现场层与云服务器之间能够持续通信。 TwinCAT 能够处理各种控制任务，从简单的 PLC 功能到复杂的数学算法(如可进行测量分析或机器人运动控制)。通过将图像处理和机器人技术无缝集成在设备控制系统中，不仅可以实现高动态性和重复精度，还能有效降低硬件成本，减少开发、布线和库存管理方面的工作量。借助测量端子模块，还可以集成符合 ISO 50001 标准的状态监测功能。

1.进料过程控制

多根耦合轴的同步运动是倍福基于PC和EtherCAT控制技术的一大亮点。点对点运动的驱动控制可以通过TwinCAT NC PTP软件实现。C7015超紧凑型工业PC具有高达IP65的防护等级，可直接安装在机器上，从而最大限度地节省安装空间。通过CP-Link 4，控制面板与PC之间的距离最远可达100米。在单电缆解决方案中，视频信号、USB 2.0和电源可通过一根标准的Cat.6A电缆传输。AX8000多轴伺服系统能够提供节省空间的驱动解决方案，例如可用于控制三轴龙门式机器人。我们的I/O系统支持多种接口，便于集成其他现场总线系统。TwinSAFE集成式安全解决方案在规划、安装、操作、维护和诊断方面表现出显著优势，同时还能有效降低成本。

2.线上检测

确保生产质量稳定的关键在于将合适的检测系统融入生产流程。使用倍福的XFC极速控制技术能够实现快速且高度确定性的响应，这也是构建高效测试与检测系统的基础。通过接口端子模块，可以轻松将相机、称重装置等外围设备集成到控制系统中。全面的测量端子模块产品系列，结合TwinCAT Vision的集成式图像处理解决方案，可有效保障质量检测的稳定性。 AMP8000分布式驱动系统将伺服驱动器直接嵌入伺服电机内部，从而实现结构紧凑的送料、提升、旋转、倾斜和卸料运动控制方案。此外，该系统显著减少了对控制柜空间的需求，仅需一个耦合模块（AX883x），并通过一个配电模块（AMP8800）使用单根电缆为多个伺服驱动器供电。这一创新设计不仅缩小了系统的占地面积，还为模块化设备方案提供了更多可能性。

3.智慧工厂

TwinCAT IoT Connectivity 产品系列能够确保设备控制器与云服务之间的安全通信。该产品支持 OPC UA、AMQP、MQTT 和 HTTPS 等标准化协议，适用于与常见的公有云系统（例如 Microsoft Azure™ 和 Amazon Web Services）以及企业内网中的私有云系统进行通信。

TwinCAT IoT 的配置简单快捷，易于使用，可与工业 PC 或嵌入式控制器配合，作为物联网控制器，在物联网和互联网服务之间建立无缝连接。其内置的安全机制可以有效防止未经授权的访问，避免数据滥用，同时保护用户的知识产权。 TwinCAT Analytics 软件库能够周期性地记录和分析过程数据，为预测性维护和设备优化等应用提供支持。通过合适的分析工具，可以从已存储的数据中提取所有必要的信息，从而优化设备的能效或改进工艺流程。此外，事后分析、偶发故障诊断、质量缺陷和生产瓶颈的早期检测等功能，有助于提升设备的可靠性和可用性。数据分析还能让用户全面掌握设备的运行性能，这些信息可以应用于未来的设计和生产过程中，从而降低成本并实现更理想的机械布局。

4.基于TwinCAT的编程

TwinCAT 是一个集成化平台，适用于开发设计、控制、测量技术、机器视觉、诊断以及分析功能（例如机器学习）。该平台支持所有主流的现场总线系统和软件协议，从而实现从 IT 层到现场层的无缝通信。通过使用 TwinCAT，可以大幅缩短开发周期并降低相关成本。 在机器人和运动控制方面，TwinCAT 支持在同一平台上同步运行多种功能，例如通过 NC PTP（点到点轴定位）或 NC I（三维轴插补）实现精准控制。此外，TwinCAT 还允许将 C 和 C++ 代码集成到系统中，这使得用户能够自主开发机器人运动学功能，并轻松将其整合到整体解决方案中。 同时，由于 TwinCAT 支持 MATLAB®/Simulink®，因此可以在控制器中便捷地应用已有的模型，进一步提升开发效率和灵活性。