如何自主控制工业机器人？

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2019年3月的南京，乍暖还寒。

在西门子数控（南京）有限公司（SNC）里，一台涂着蓝色油漆的机器人安静地伫立在车间，整装待发。

当机器人旁边的绿色按钮被轻轻按下，机器手臂开始敏捷地运动起来，它灵巧地抓起工件，在空中划出优美的弧线，再精准地放到机床上。

这个瞬间，在孙良特的脑海里已经预演过很多遍。但当他真正看到这一幕，仍然抑制不住内心的激动，因为这是公司在世界范围内，由西门子Simatic控制的机器人和Sinumerik 808D数控系统的首次集成，也是Sinamics V90伺服系统在工业机器人领域的成功应用。

这个普通的日子，因此而变得与众不同。

工业机器人被称作“制造业皇冠上的明珠”，而控制器则相当于机器人大脑的“神经中枢”。有了它，坚硬冰冷的机器人才被真正赋予“侠”的灵气与风范。而西门子看到了其中的技术挑战和创新机遇。

2017年9月，“西门子中国将主导公司全球自主机器人研发”的新闻引起广泛关注。彼时，在系统总架构师罗侨志（George Lo）博士的带领下，西门子中国研究院（CT）的王子健博士和同事们刚刚用短短一年的时间开发出了第一代西门子机器人控制器原型。这并不是时间上的巧合，而是公司总部对中国市场以及中国研发团队的认可。有了总部和业务部门的支持，中国研发团队开始大刀阔斧进一步投入到机器人控制器的应用研发中。

在罗侨志提出的系统架构下，王子健和同事们以Simatic ET 200SP开放式控制器为硬件基础开发出这款独特的工业机器人控制器。

基于Simatic平台的西门子机器人控制器

它使用TIA博途进行系统配置，信号监控，并支持机器人编程，统一了系统工程工具。其独特的Windows和PLC双核架构不但可以负责机器人的运动控制，还可以作为整个机器人工作站系统的控制器，为客户节省了一个控制器的成本。

它还可以和PLM Process Simulate软件无缝集成，实现机器人和产线的离线仿真，机器人程序自动生成与下载。运动控制指令遵循业界标准，便于PLC工程师能够轻松使用。控制器内部集成的机器人“数字化双胞胎”，支持实时运行环境下的机器人程序仿真。此外，它还可以无缝集成西门子自动化和数字化解决方案。用户友好的设计与实用的功能让其更加与众不同。

“数字化双胞胎”支持实时运行环境下的机器人程序仿真

当谈起技术细节，王子健有着科学家的严谨与缜密。但回忆起与同事们并肩战斗的日子，他的话语里则多了几分温情。他说那是一段异常忙碌但弥足珍贵的时光。分布在北京、上海和苏州等地的同事分别负责不同模块的开发。

西门子机器人控制器研发团队

每天，从清晨的网络站会开始，到深夜微信群讨论问题结束。最后几个月的测试阶段，大家更是不舍昼夜地忙碌，每天要处理多达几十个测试问题。这期间，为了工作，有人长期驻扎项目所在地，有人推迟了搬家计划。但也正是这样的磨练培养出了一大批机器人控制领域的专家。王子健不无骄傲地说：“原来的开发项目组进行了调整，更加关注创新技术的研究，每个人在新的项目团队中都已成为了中流砥柱。”

2018年3月的一天，经过几个月的鏖战，终于到了样机检测出结论的日子。王子健和同事们紧张地等待着。邮件跳进邮箱的那一瞬间，他迫不及待地打开，迅速扫到关键词：测试通过！

大家紧绷了几个月的神经终于可以稍微放松一下了。然而，这并不是终点，而仅仅是这场接力赛中的第一棒。

“钢铁侠投入战斗”

拿到接力棒的就是孙良特。这个来自东北的理工男做得一手好面食。柔软的面团经他之手变成形状不同、口味各异的美食。其实，在他手里发生变化的不仅是美食。冰冷坚硬的机器人到了他的手里，也能够变得灵动起来。

身为80后的他在机器人集成方面已经有近十年的经验。作为数字化工业集团运动控制系统经理，他在机器人控制器测试阶段就已参与其中，与CT的专家们紧密协作，负责协调运动控制执行部分与控制器的测试工作。

刚刚通过测试并组装完成的机器人被马不停蹄地送到SNC，为真正踏上“战场”做最后的准备。在这里，孙良特和SNC的工程师们把它与数控机床进行集成，成为一个真正的机器人工作站。

孙良特认真严谨，力求完美。从一个小零件如何组装到安全栏如何设置，大大小小的细节他都安排得井井有条。

经过数月紧锣密鼓的集成与调试，最终，一个能为机床自动上下料的机器人工作站组装完成。它包含了西门子自主研发的机器人控制器，Sinamics V90伺服系统和Simotics S-1FL6伺服电机，采用Profinet总线通讯，并与Sinumerik 808D数控系统无缝集成。

孙良特通过“数字化双胞胎”功能监测机器人运行

那一刻，孙良特开心地笑了。虽然，他经历过的大大小小的项目不计其数，但这一次尤为特别。这是西门子机器人控制器研发成果的真正落地，也是以全西门子产品作为机器人核心系统的工作站的首秀。

“钢铁侠”的锻造者

在短短两年时间内，西门子完成了在自主机器人领域的技术积累、创新和突破。这个高光时刻的背后，不仅有王子健和孙良特，还有许许多多的人在默默付出。总部和业务部门的政策、资金以及专家支持，工厂为响应快速开发而开通的发货绿色通道等等，都是项目能够取得成功的关键因素。

孤胆英雄只出现在电影里。现实世界中，尤其是在大规模、多学科交叉的科技前沿，团队协作必不可少。他们每一个人，都值得被记住！

现在，西门子正在积极寻找有实力的合作伙伴，通过共建模式，合力打造面向自动化和数字化未来的机器人生态圈。