在倍福的產(chǎn)品系列中，XTS 和 XPlanar 多動(dòng)子系統(tǒng)不僅電磁設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，而且對軟件的要求也很高。這些機(jī)電一體化系統(tǒng)完全由標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè) PC 和 TwinCAT 控制，包括位置控制和單個(gè)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)或路徑規(guī)劃。
XTS 和 XPlanar 的驅(qū)動(dòng)軟件分別是 TwinCAT 3 XTS Extension(TF5850)和 TwinCAT 3 XPlanar(TF5890)，它們在基本功能上可對比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器。但區(qū)別是，由于位置反饋傳感器集成在硬件中，XTS 和 XPlanar 不需要專門的編碼器進(jìn)行位置控制。XTS 系統(tǒng)的軌道長度可以超過 100 米，XPlanar 系統(tǒng)可以由超過 100 塊平面模塊組成一個(gè)大的傳輸平面，動(dòng)子跨越整個(gè)傳輸平面的距離或區(qū)域，從一個(gè)模塊移動(dòng)到另一個(gè)模塊。如果采用一次只能控制幾個(gè)模塊的分布式驅(qū)動(dòng)器，大型系統(tǒng)將會變得異常復(fù)雜。對于動(dòng)子在模組間的過渡，各個(gè)驅(qū)動(dòng)器相互之間必須通信，傳輸各個(gè)動(dòng)子的數(shù)據(jù)，在準(zhǔn)確的時(shí)間內(nèi)從另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器接管動(dòng)子，等等。相反，一個(gè)顯而易見的解決方法就是將所有 XTS 模塊或 XPlanar 平面模塊的過程數(shù)據(jù)反饋給中央控制系統(tǒng)，這樣就能知道系統(tǒng)中每一個(gè)線圈和傳感器的信息。倍福的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠助力實(shí)現(xiàn)這種中央控制系統(tǒng)。
支持眾核技術(shù)、添加功能和同步優(yōu)勢
TwinCAT 軟件支持多實(shí)時(shí)核技術(shù)，使得 I/O 圖像和所有計(jì)算都可以分布在多個(gè) CPU 核上。這表示可以實(shí)施超大型系統(tǒng)，而且隨著 CPU 技術(shù)的進(jìn)步，最大可能的系統(tǒng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。XTS 或 XPlanar 系統(tǒng)的完整過程映像可在 TwinCAT 中實(shí)現(xiàn)，因此可以用 TwinCAT 的各種功能進(jìn)行處理。
此外，計(jì)算只需要幾微秒的時(shí)間，因此，可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成到 XPlanar 驅(qū)動(dòng)程序中，從而能夠循環(huán)執(zhí)行。驅(qū)動(dòng)軟件是 TwinCAT 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)部分，因此能夠提供更多優(yōu)勢：所有其它控制過程(例如額外的運(yùn)動(dòng)軸、機(jī)器視覺、HMI、分析或 PLC 程序)都在同一個(gè)軟件應(yīng)用程序中并行運(yùn)行，并且可以與 XTS 和 XPlanar 精確同步。只需交換一個(gè)文件，即可為 XPlanar 帶來全新的功能，如 XPlanar 動(dòng)子的 360° 旋轉(zhuǎn)。
全面的運(yùn)動(dòng)控制功能
倍福全集成的運(yùn)動(dòng)控制軟件也可用于 XTS 或 XPlanar 這兩個(gè)系統(tǒng)，該軟件作為獨(dú)立的 TwinCAT 模塊運(yùn)行。該運(yùn)動(dòng)控制軟件通過動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)指令計(jì)算設(shè)定點(diǎn)動(dòng)態(tài)，并將其傳輸給相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件。這里的特殊挑戰(zhàn)在于多動(dòng)子系統(tǒng)。一方面，必須同時(shí)控制大量的軸，例如，XPlanar 系統(tǒng)中每個(gè)動(dòng)子最多可有六根軸。另一方面，僅單獨(dú)控制每個(gè)動(dòng)子是不夠的。從用戶的角度來看，為了讓操作舒適，各動(dòng)子應(yīng)相互“照應(yīng)”，自動(dòng)避免碰撞。TwinCAT 軟件可以憑借其所有運(yùn)動(dòng)控制優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
多實(shí)時(shí)核控制能力在這里也是一個(gè)優(yōu)勢。單獨(dú)計(jì)算數(shù)百根軸已經(jīng)是非常高的要求。而檢查這些軸的碰撞情況則需要更高的算力。對于 XTS 系統(tǒng)，動(dòng)子通常只需知道前面和后面的動(dòng)子即可避免碰撞。另一方面，XPlanar 系統(tǒng)通常包括一個(gè)自由區(qū)域，動(dòng)子可以在該區(qū)域上獨(dú)立移動(dòng)。因此，必須在多達(dá)三根軸上對照其它動(dòng)子的軌跡對每一個(gè)動(dòng)子的路徑進(jìn)行測試，因此增加了每個(gè)動(dòng)子的復(fù)雜性。為了提供足夠的算力，就像通過驅(qū)動(dòng)軟件一樣，如果各個(gè)動(dòng)子分布在多個(gè)核上，那么就可以控制大量的動(dòng)子。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在這里也可以幫助計(jì)算出甚至人類都無法創(chuàng)建的動(dòng)子“日程表”。
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