Innerspec 公司自 1989 年成立以來，始終保持著無損檢測系統領域先驅者的角色。該公司總部位于弗吉尼亞州的福里斯特，其工程師團隊專注于為航空航天、交通運輸、能源等多個領域的領軍企業設計并打造定制化的無損檢測系統。他們還開發了電磁超聲（EMAT）等先進的檢測技術，該技術在應用時無需依賴液體超聲耦合劑。為了滿足不同客戶的多樣化需求，該公司提供了多種檢測類型，包括超聲波檢測（UT）、渦流檢測和相控陣超聲檢測（PAUT）。

Innerspec 憑借倍福提供的開放且可擴展技術的高度靈活性，成功滿足了各類部件及檢測方法的實際需求。

對關鍵部件進行全面測試

Innerspec 研發的 Robotic Twin 系統總計集成了 18 個協同運動的軸，包括兩個安裝在軌道上的機器人、一個用于渦流檢測的轉盤、一個線性旋轉執行器，以及一個容量達 5000 加侖（約 19000 升）的超聲檢測水箱，該水箱內部還配備了一個轉盤，能夠處理重量高達 3000 磅（1360 千克）的部件。

在這個系統中，自動化組件能夠確保測試數據在工業服務器及兩臺第三方 PC 之間實現無縫共享。其中，一臺 PC 負責采集和安全存儲數據，而另一臺 PC 則供具備專業技能的人員進行手動分析。

Cory Grant 在無損檢測系統建造領域的初次嘗試，是與一家系統集成商攜手合作完成的。在那里，他親眼見證了倍福的 EtherCAT 技術和基于 PC 的控制技術如何為測試測量應用領域打造一個既強大又靈活的平臺。自 2021 年加入 Innerspec 以來，他便與公司內部的工程團隊合作，開始轉向采用倍福技術。

自動化軟件加速開發進程

據 Innerspec 專家介紹，倍福的 TwinCAT 軟件是提升無損檢測系統性能和靈活性的關鍵所在。該軟件不僅簡化了 PLC 和 PTP 運動控制的實現，還為自動化的各個層面提供了端到端的開發和 Runtime 環境。“得益于 TwinCAT 與 Microsoft Visual Studio® 的集成，工程師們能夠使用最適合其應用需求的編程語言進行開發。”倍福銷售經理 Rodney Reid 說道，“這些語言包括面向對象的 IEC 61131-3 標準語言、自定義和預定義的功能塊，以及 C#、C++ 和 Python 等計算機科學語言。”Cory Grant 充分利用了這一優勢，促進了控制工程師與軟件工程師之間的協同合作。他們共同在 TwinCAT HMI 中搭建了設備的操作界面，該界面支持 HTML5 和 JavaScript 等網頁設計標準，能夠打造出具有現代感的用戶體驗（UX）。

TwinCAT XML Server 也為 Innerspec 的系統增添了優勢。此功能包含一個 PLC 庫，使得用戶可以方便地讀寫訪問作為變量存儲在 PLC 中的 XML 數據。

航空航天測試中心的核心控制系統

倍福 CX5130 嵌入式控制器用作整個系統的設備控制器。CX5130 通過直接連接的 EtherCAT 端子模塊從機械臂末端工具的各類傳感器中采集數據，并使用 TwinCAT IoT 中的 OPC UA 和 MQTT 功能將這些數據發送至系統的服務器和分析 PC 中。這款多核設備控制器憑借其極快的周期時間，能夠支持由 AM8000 伺服電機和 AX5206 伺服驅動器驅動的四個伺服軸以及 16 個第三方電機和兩個機器人控制器實現高精度的運動控制。

最終構建了一個能夠在水下檢測直徑達 100 英寸（250 厘米）、重量達 2500 磅（超過一噸）的部件的高性能系統。“在轉盤升降過程中，TwinCAT 的軟件齒輪庫能夠完美地實現電機的同步控制。”Cory Grant 說道，“當轉盤接近水箱底部時，伺服系統會自動從位置控制模式切換至扭矩控制模式。我們通過調整電機至預設扭矩，將框架推送至水箱底部，使其與楔形硬質擋塊緊密接觸，進而將其固定到位。這樣，巨大的部件即便以每分鐘 30 轉的速度高速旋轉，依然能夠保持穩定狀態。”

兩個雙通道 AX5206 伺服驅動器負責為全部四臺倍福電機提供動力。它們還通過 TwinSAFE。直接在驅動器組件中集成了安全功能。通過采用 Safety over EtherCAT（FSoE）通信協議，系統能夠支持一系列安全相關的驅動功能，包括 STO、SS1 和 SS2。

EtherCAT 的實時通信功能使得各個運動軸之間能夠實現高精度的同步控制。此外，通過單電纜技術 (OCT）將供電和通信功能集于一體，有助于減少這個約 120 英尺（或約 36 米）長的系統所需的布線時間和成本。