奥地利医疗科技公司 medPhoton 早在 2014 年就首次展示了其用于放射治疗的成像解决方案。Imaging Ring 现在也有移动版可提供，能够在外科病房中检查身体的各个器官（术前、术后甚至术中）。倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制与驱动技术用于实现所需的观测视角和 X 射线与病患毫米级的精准定位。medPhoton 公司由 Heinz Deutschmann 于 2012 年成立，是帕拉塞尔苏斯私立医科大学和萨尔茨堡州立医院（SALK）名下的附属公司。这位杰出的物理学家与最初由医疗技术人员和软件开发人员组成的小型团队一起，致力于打造“诊断成像领域的瑞士军刀”，并在他成为个体经营户后将其推向市场。当我们快进到今天，现在每年会生产出约 35 款类似的通用型设备。“我们的 Imaging Ring 系统是一款高分辨率的计算机断层扫描仪，不仅能提供二维或三维图像，而且还能用脉冲 X 射线进行透视。这类功能是捕捉和数字化术中解剖学变化等任务的理想选择。”medPhoton 公司业务执行董事 Michael Hubauer-Brenner 在介绍一款可以整合到各种治疗过程中的解决方案时解释道。

　　我们公司的主要业务来源于放射治疗领域，我们的设备通常安装在天花板或治疗台上。这些环境中有足够的空间可以安装两到三个控制柜，但在借助影像导航计算机辅助手术系统完成的外科手术中，情况就完全不同了。考虑到这一点，我们决定在最新一代 Imaging Ring CT 装置的托臂、腿部和支架中整合整个自动化系统。倍福提供的控制组件结构非常紧凑，并且采用分布式系统结构，可以实现分布式智能控制和驱动，为实现这一设计提供了便利。”

—— medPhoton 公司财务执行总监Andreas Schippani

　　01运动和成像的灵活性大大提升

　　medPhoton 公司与全球数字医疗技术先驱 Brainlab 紧密合作，开发出了一款 Imaging Ring m/Loop-X 移动成像机器人。它的尺寸仅为 182 x 87 x 189 厘米，运动范围非常大。“它有两条腿，每条腿都有两个轮子，能够以不同的方向单独旋转，即它能够向前、向后移动或者扭转，并能够以自己为中心或以手术室内的任何一个点为中心进行旋转，甚至能够在电池模式下从一个手术室切换到另一个手术室，所有这一切都由机器人自主完成。操作人员只需在控制面板上输入相应的导航命令即可。”medPhoton 公司自动化开发部主管 Armin Schlattau 解释道。总共 26 根轴之间的互动由一台配备搭载 Intel® Atom™ 四核处理器的 C6015 超紧凑工业 PC 进行协调控制。据 medPhoton 公司介绍，探测器的尺寸仅为 82 x 82 x 40 毫米，因此它需要的安装空间非常小，与成像机器人的设计方案完美契合。工业 PC 一方面可以负责协调所有的运动控制任务，另一方面可以用作 TCP/IP 服务器，通过 TwinCAT ADS Communication 功能库与上一级的数据处理计算机建立连接。

　　02轨迹控制的 3D X 射线成像

　　通过 TwinCAT NC Camming 功能，medPhoton 可以在患者身上生成直线、十字或矩形激光投影，为所有可用的成像过程提供光学定位辅助。该功能在主轴和从轴之间建立非线性关系。“我们需要准确地知道每个图像的拍摄时间以及拍摄角度，以便通过数百个 2D 投影中计算 3D 容积成像。任何错误都会带来致命的后果；毕竟，这是关系到患者生命安危的医疗干预。”Michael Hubauer-Brenner 强调了高精度、带时间戳的信号的重要性。“我们不仅能够获得精确的位置信息，而且还能够以纳秒级精度测量每个方向的 X 射线的长度。”Armin Schlattau 在描述使用带 XFC 时间戳功能的 EL1252 数字量输入端子模块等设备的过程时说道。

　　03一站式提供多样化的产品

　　成像机器人中安装了 10 多种倍福的端子模块，包括 EL1904 或 El6910 等 TwinSAFE 端子模块，以及 EL7037 步进电机端子模块和采用单电缆技术（OCT）的 EL7221-9014 伺服电机端子模块。“早在 2017 年 5 月于林茨举行的智能工业自动化展上，我们就开始为移动版的 Imaging Ring 系统寻找控制技术供应商，我们看到倍福产品种类非常丰富，结构也非常紧凑，我们留下了深刻印象。”Armin Schlattau 回忆道。自动化开发工程师认为，选择这家总部位于德国威尔的自动化公司的主要原因包括：他们可以提供带增量编码器的步进电机端子模块，它在仅 12 毫米宽的 EtherCAT 端子模块内集成了一个成熟的伺服驱动器，而且 AM8121 伺服电机将电源和数字反馈系统整合一根电机连接电缆中。

　　倍福 ELM72xx 系列采用金属外壳的新型伺服电机端子模块可以进一步减少驱动系统体积。更重要的是，ELM72xx-9018 型号能够映射出一个 Safe Motion 综合功能包，包括安全限速和安全限位选项。”

—— 倍福维也纳销售办事处负责人Balázs Bezeczky

　关于德国倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家专注于自动化新技术的德资企业，创立于 1980 年，总部位于德国威尔市。作为全球自动化技术的驱动者，倍福定义了自动化领域的许多标准，是国际标准的制定者和推动者。公司所生产的工业 PC、现场总线模块、驱动产品和 TwinCAT 自动化软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统，可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。经过 40 年的发展和努力，倍福已在世界各地设立 30 多家分支机构，加上全球的合作伙伴，业务遍及 70 多个国家和地区。

　　倍福于 1997 年进入中国市场，中国区总部落户于上海市北高新产业园区，现有员工 300 人，办事处遍及国内 30 座大中城市。创新产品和解决方案广泛应用于风力发电、半导体、光伏太阳能、电子制造、金属加工、包装机械、印刷机械、塑料加工、轮胎加工、木材加工、玻璃机械、物流输送以及楼宇自动化等众多领域。

　　公司倾力推广的 EtherCAT 实时工业以太网于 2014 年成为中国国家推荐性标准，并已入编工信部的《国家智能制造标准体系建设指南》。作为一家技术驱动型公司，倍福一直注重在技术上寻求突破创新，在业内享有“创新引擎”的美誉。倍福基于 PC 的控制技术具有良好的开放性，它支持所有主流的工业通信协议，将 IT 技术、互联网和自动化技术完美融合在一起，为实现工业 4.0 和智能制造奠定了坚实的技术基础。

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